隧道監(jiān)控量測總結(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上向莆鐵路雪峰山出口隧道監(jiān)控量測總結 張樹平（測量員） （中國中鐵隧道股份新建向莆鐵路FJ-2標五工區(qū)隧道二公司）摘 要:目前鐵路隧道的設計理念是：安全、環(huán)保，盡可能少的破壞原始地貌，隧道一般遵循“早進晚出”，所以隧道的進口和出口埋深都比較淺。為保證工程的安全進行，質(zhì)量可靠，監(jiān)控量測是施工中重要的一個工作。本文闡述了新建向莆高速鐵路二標段雪峰山隧道出口監(jiān)控量測的施測方法，掌握圍巖動態(tài)和支護工作狀態(tài)，綜合分析監(jiān)控量測，從而及時調(diào)整隧道的支護方案，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全。關鍵詞:監(jiān)控量測、拱頂沉降、水平收斂、地表沉降、全站儀、水準儀、塔尺1 工程概況雪峰山隧道地處福建西北部

2、，穿越雪峰山主峰。進口位于將樂縣城郊上苦竹村，出口位于沙縣夏茂鎮(zhèn)后壟村。隧道采用雙洞單線，左線隧道進口里程DK300+850，右線隧道進口里程YDK300+850，左線隧道出口里程DK318+692，右線隧道出口里程YDK318+676。左線隧道全長17842米，右線隧道全長17826米，隧道最大埋深948米。隧道內(nèi)縱坡為人字坡，最大縱坡6。雪峰山隧道出口地表層為殘坡積粉質(zhì)粘土，硬塑，厚35m，下伏為（Pt2-3dt），變粒巖、斜長角閃石英片巖夾云英片巖、片麻狀角閃變粒巖，淺粒巖。條帶狀、中厚層構造。全弱風化，砂土狀、塊狀，洞身穩(wěn)定性差，易坍塌。長度近334米，隧道地質(zhì)情況復雜，本隧道共穿越大

3、小斷層36條。其中我工區(qū)承擔的任務范圍內(nèi)共穿越7條斷層，分別為F29、F30、F31、F32、F33（該段穿越溪源斜井井身）、F34、F35、F36。該地區(qū)氣候溫和，雨量充沛，屬亞熱帶氣候。多年來年平均氣溫最高24.57,最低15.2;最熱為7月份,多年月平均氣溫34.17,最冷為1月份,多年月平均氣溫5.2,年平均降雨量為1799.3毫米,3-6月份為雨季,降雨量為1043.1毫米。我工區(qū)承擔的隧道任務范圍內(nèi)最大涌水量1972m3,靜水壓約0.1mpa。溪源斜井圍巖為（J3K）中細粒鉀長花崗巖：肉紅色，以斑狀中細粒結構，塊狀構成。軟風化，巖石堅硬、完善，洞身穩(wěn)定性較好。F35斷層；變破碎帶，

4、可見寬度15.0m，裂縫發(fā)育，綠泥石化，有石英細脈充填。為壓扭性斷層。上下盤影響盤寬度各約20m.圍巖穩(wěn)定性較差，產(chǎn)生坍塌。導水性一般，為強富水段，可能產(chǎn)生涌水。彈性波速為2826（m/S）。2 監(jiān)控量測的目的控量測分為必測項目和選測項目兩類。必測項目是隧道工程應進行的日常監(jiān)控量測項目。選測項目應根據(jù)隧道建設規(guī)模、圍巖的性質(zhì)、隧道埋置深度、開挖方式等特殊要求進行的監(jiān)控量測項目。監(jiān)控量測必測項目序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備 注1二次襯砌前凈空變化收斂計、全站儀0.1mm全站儀采用非接觸觀測法2二次襯砌后凈空變化收斂計、全站儀0.01mm3地表沉降水準儀、銦鋼尺或全站儀1mm淺埋隧道必測（

5、Ho2B）4拱頂下沉水準儀、鋼掛尺或全站儀1mm一般進行水平收斂量測5沉降縫兩側(cè)底板不均勻沉降三等水準測量1mm沉降縫兩側(cè)底板(或仰拱填充層面)沉降6洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測三等水準測量1mm洞口底板（或仰拱填充層面）與洞口過渡段的沉降監(jiān)控量測選測項目序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備 注1圍巖壓力壓力盒0.001Mpa2鋼架內(nèi)力鋼筋計、應變計0.1Mpa3噴混凝土內(nèi)力混凝土應變計104二次襯砌內(nèi)力混凝土應變計、鋼筋計0. 1Mpa5初期支護與二次襯砌接觸壓力壓力盒0.001Mpa6錨桿軸力鋼筋計0.1Mpa7圍巖內(nèi)部位移多點位移計0.1mm9爆破振動振動傳感器、記錄儀臨近建筑物10

6、孔隙水壓力水壓計11縱向位移多點位移計、全站儀0.1Mpa3 監(jiān)控量測的項目（1）洞內(nèi)觀察（2）地表沉降量測（3）拱頂沉降量測（4）沉降縫沉降量測（5）水平相對凈空變化值的量測（6）擋碴墻位移觀測4 量測斷面間距和量測頻率（1）根據(jù)設計圖紙確定拱頂下沉及周邊收斂間距如下表圍巖級別斷面間距m5-1010-2020-3030-50（2）根據(jù)設計圖紙確定拱頂下沉及周邊收斂量測頻率如下表位移速度（mm/d）監(jiān)控量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d（3）地表下沉量測斷面間距如下表隧道埋深與開挖寬度縱向測點間距（m）2B Ho2.5B2050B Ho2B

7、1020HoB510注：Ho為隧道埋深； B為隧道最大開挖寬度5 監(jiān)控量測的方法和實施情況5.1、洞內(nèi)監(jiān)控量測的實施5.1.1監(jiān)測點的布置根據(jù)相關圖紙和相關技術要求，雪峰山隧道出口有以下三種開挖方式，根據(jù)開挖方式的不同，有三種測點布置方式，其示意圖如下：為能對圍巖及支護結構的性態(tài)作較全面的分析，并且獲得完整數(shù)據(jù)，同時又使各項數(shù)據(jù)間能相互比較、相互驗證，因此，地表監(jiān)測點與洞內(nèi)拱頂沉降點及水平凈空收斂點均布置在同一斷面上。5.1.2監(jiān)測儀器的選用由于洞內(nèi)監(jiān)測有兩項工作內(nèi)容，根據(jù)工作內(nèi)容的不同，儀器選用情況如下：水平凈空收斂：水平凈空收斂采用TCR402powerR400全站儀，測角精度2秒，測距精

8、度2mm+2ppm。拱頂沉降：拱頂沉降采用TS02power R400全站儀，測角精度2秒，測距精度2mm+2ppm進行非接觸測量。5.1.3、監(jiān)控量測的方法和實施水平凈空收斂實測步驟：根據(jù)設計要求隨時掌握巖石的變化情況，測點安裝應靠近開挖面又不宜被破壞的地方，并且保證在開挖后12小時前（最遲不超過24小時）內(nèi)埋設，且在下一次循環(huán)開挖前量測到初次讀數(shù)，初期觀測為每天兩次，如巖石沒有異常變化按照4.2表中量測頻率進行觀測。監(jiān)測點的鋼筋根部應深入巖石并灌入錨固劑固定，在鋼筋外露部分焊接55cm的鐵片，然后在鐵片上使用膠布加強反光片緊貼。量測方法：每個監(jiān)測斷面水平對應測點，第一次量測完成后，記錄量測

9、數(shù)據(jù)，然后交換全站儀鏡面再次量測，兩次量測結果誤差在1.00mm內(nèi)取平均數(shù)作為水平凈空量測結果。洞內(nèi)拱頂沉降監(jiān)測實測步驟：首先在隧道的仰拱埋設水準點，按照二等水準測量規(guī)范聯(lián)測水準點的絕對高程（此點坐標也可作為隧道內(nèi)日常測量施工放樣使用）。拱頂監(jiān)測點位置和埋設時間同水平收斂點相同，埋設方法同水平收斂點一樣要把鋼筋插入巖石錨固劑固定，在鋼筋外露部分焊接55cm的鐵片，然后在鐵片上貼測量專用反光片。在后視水準點上架設徠卡儀器自帶的金屬三角架，大約固定在1.3M左右作為后視標高，儀器架設在水準點和反光片中間適當?shù)奈恢茫槐亓咳『笠晿烁吆蛢x器高，這樣可消除因量取儀器高和后視標高帶來的誤差。然后使用全站儀

10、測量水準點到反光片的高差，正、倒鏡測量3個測回，每測回高差值比較不超過1.00mm，取平均數(shù)作為拱頂下沉量測數(shù)據(jù)結果。示意圖如下：洞內(nèi)水平凈空收斂的精度分析：全站儀受溫度影響較小，隧道內(nèi)溫度基本穩(wěn)定，初次量測溫度和日常量測時溫度基本一致，不必考慮溫度改正。TCR402powerR400全站儀的最小讀數(shù)為0.1mm，量測結果的取值也為1.00mm，能夠反映圍巖的細微變化，滿足精度要求。洞內(nèi)沉降監(jiān)測精度分析：此公式為光電測距三角高程測量（單向觀測）的高差精度估算公式，其中：如水平距離取值30米，儀器觀測測點天頂距取值70。儀器觀測后視棱鏡天頂距取值90。斜距取值32米，地球曲率半徑取值米，大氣折光

11、系統(tǒng)測量誤差忽略不計，未考慮儀器高測定誤差及棱鏡高測定誤差。光電測距邊邊長中誤差及垂直角測角中誤差均采用儀器標稱精度。計算得此高差精度值為0.34mm。完全可以滿足觀測 要求。5.2 洞外監(jiān)控量測的實施5.2.1監(jiān)測點的布置地表上沿隧道軸線布置的監(jiān)測點與洞內(nèi)拱頂沉降及水平收斂點布置在同一斷面內(nèi)，用現(xiàn)澆混凝土方式埋設，沿隧道縱斷面斷面間距按4.3表執(zhí)行。橫斷面地表監(jiān)測點間距取35M，在同一量測斷面內(nèi)取611個監(jiān)測點。另外，根據(jù)相關圖紙和相關技術要求，我們在雪峰山隧道出口附近地表沉降點周邊布設了水準觀測點，用于對地表沉降進行觀測，其示意圖如下：5.2.2監(jiān)測儀器的選用蘇一光DSZ2水準儀，每一公里

12、往返測量的標準偏差 1.5mm(普通標尺)。5.2.3監(jiān)控量測的方法和實施首先沿隧道前進方向每隔100150M埋設一個水準工作基點構成水準網(wǎng)，工作基點埋設在穩(wěn)定的基巖面上并與隧道開挖線保持一定距離，以免受隧道施工影響工作基點的穩(wěn)定，采用現(xiàn)澆混凝土方式埋設，工作基點按照二等水準測量規(guī)范聯(lián)測。對每個斷面上的監(jiān)測點也按照二等水準測量規(guī)范進行觀測，依次對每條斷面上的監(jiān)測點進行閉合或符合水準路線測量。地表下沉量測應在開挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開始，直至襯砌結構封閉，下沉基本停止時為止。5.2.4、隧道出口擋碴墻位移觀測頻率及點的布置為保證安全運行，按照設計要求加密隧道廢碴場觀測頻率

13、，隨時掌握擋碴墻位移情況。5.3工作基點網(wǎng)的建立和檢測在監(jiān)控量測地表區(qū)域附近布設5個水準基點為一組，基準點布設在穩(wěn)定的基巖面上，均采用現(xiàn)澆混凝土的方式埋設，為保證基準點不受隧道開挖的影響，基準點都布設在爆破振動安全允許距離外，以保證基準點的穩(wěn)定性。工作基點網(wǎng)和監(jiān)測點距離適中，通視條件好，網(wǎng)形適宜。工作基點按閉合水準網(wǎng)測量，等級按二等測量規(guī)范執(zhí)行，每3個月復測一次，檢測出現(xiàn)異常時必須先復查工作基點，特殊情況加密復測頻率。6 量測數(shù)據(jù)的整理、分析6.1現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)及時整理，繪制量測數(shù)據(jù)與時間的關系曲線，并進行數(shù)據(jù)處理和回歸分析。6.2以位移-時間曲線為基礎，根據(jù)位移值、位移速率等分析、評定圍巖和支

14、護的穩(wěn)定性。判別初期支護的工作狀態(tài)，支護特點并對初期支護進行安全評估。6.3當位移急劇增加，每天的相對凈空變化超過1mm時或位移-時間曲線出現(xiàn)反彎點時，應加強觀測，通知現(xiàn)場施工密切注意支護結構的變化。6.4當?shù)乇沓两怠⑺絻艨帐諗俊⒐绊斚鲁亮窟_到預測最終值的90%以上，收斂速度小于0.10.2mm天，拱頂下沉速率小于0.070.15mm天時，可認為圍巖基本穩(wěn)定進行下一道施工工序。6.5在同一斷面上，當?shù)乇硐鲁亮看蠖磧?nèi)拱頂和水平凈空收斂值沒有異常變化時，要進行現(xiàn)場觀察和分析是否地表有局部滑坡并將數(shù)據(jù)和情況及時上報。6.6及時提交成果資料和上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，在觀測期內(nèi)，位移值超過設計值的20%及以上

15、時，應及時會同建設、勘察設計等單位查明原因，必要時進行地質(zhì)復查，并根據(jù)實測結果調(diào)整計算參數(shù)，對設計預測位移進行修正或采取控制措施。6.7通過以上綜合分析、評價及時修正設計、調(diào)整支護參數(shù)，對施工及時提供建議和措施。6.8拱頂下沉和水平凈空收斂成果表如下圖：7雪峰山隧道出口小結7.1雪峰山隧道出口回歸分析采用的是A:指數(shù)B:雙曲線C: 對數(shù)等三種函數(shù)7.2其它詳見： 【1】雪峰山隧道出口監(jiān)控量測日報匯總表【2】雪峰山隧道出口監(jiān)控量測周報表【3】雪峰山隧道出口監(jiān)控量測單點報驗單【4】雪峰山隧道出口月報表【5】雪峰山隧道出口地表觀測表【6】雪峰山隧道出口擋碴墻位移觀測表8結束語由于隧道工程的特殊、復雜

16、性和隧道圍巖的不確定性，對隧道圍巖及支護結構進行監(jiān)控量測是保證隧道工程質(zhì)量、安全必不可少的手段。在雪峰山隧道施工中，通過對隧道施工現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)獲得圍巖動態(tài)及回歸分析得到沉降最終值，通過分析監(jiān)控變形趨勢來確定隧道施工工序時間，確保施工安全。尤其是在隧道拱頂有水渠段埋深淺，而且拱頂流水量多，噸位大，為確保雪峰山隧道出口不受影響，正常運行，防止發(fā)生坍塌，我們增加了監(jiān)測點的密度和觀測頻率，隨時掌握隧道內(nèi)部和洞外地表沉降的變化，通過監(jiān)控量測提供安全保障。另外，在洞內(nèi)進行拱頂沉降觀測利用全站儀進行非接觸測量，測量平率多，受施工干擾少。全站儀所觀測的三維坐標，也可代替水平凈空收斂，同樣能在地下廠房、大基坑開挖、高邊坡施工等進行監(jiān)控量測。參 考 文 獻【1】客運專線無碴軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定（鐵建設2006189號）；【2】鐵路隧道監(jiān)控量測技