隧道圍巖監(jiān)控量測實施方案

1、目目 錄錄1 1、編制依據(jù)、編制依據(jù).12 2、適用范圍、適用范圍.13 3、 量測工藝流程量測工藝流程.14 4、主要量測方法、主要量測方法.25 5、 量測管理工作量測管理工作.9隧道圍巖量測隧道圍巖量測實施方案實施方案1 1、編制依據(jù)、編制依據(jù)1、 鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)2、 鐵路隧道工程施工技術(shù)指南3、施工圖紙、設(shè)計要求和環(huán)境、地質(zhì)條件；4、工程特點、施工方法、工程狀態(tài)和可操作性。2 2、適用范圍、適用范圍本方案適用于成渝客運專線 CYSG-2 標(biāo)十六局管段內(nèi)隧道圍巖監(jiān)控量測作業(yè)。3 3、 量測量測工藝流程工藝流程我部隧道的監(jiān)控量測主要以洞內(nèi)、外觀察、拱頂下沉、地表下沉、隧道

2、周邊收斂觀測為監(jiān)測項目。結(jié)合隧道具體條件確定開展以下幾項監(jiān)測項目：量測項目及內(nèi)容量測項目及內(nèi)容序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、地質(zhì)羅盤2襯砌前凈空變化隧道凈空變化測定儀（收斂計、隧道激光斷面儀）0.1mm3拱頂下沉水準(zhǔn)測量的方法，精密水準(zhǔn)儀1mm一般進行水平收斂量測4地表下沉水準(zhǔn)測量的方法，精密水準(zhǔn)儀1mm淺埋隧道必測（H02b）注：H0隧道埋深；b隧道最大開挖寬度。具體工藝流程見圖 3.1，檢查記錄表見附表 1、附表 2、附表 3洞身開挖初期支護數(shù)據(jù)分析二此襯砌地表下沉記錄表拱頂下沉記錄表地表下沉記錄表拱頂下沉記錄表周邊收斂量測記錄表不穩(wěn)定穩(wěn)定加強支護檢查點一檢

3、查點二圖圖 3.1 圍巖量測工藝流圍巖量測工藝流程圖程圖4 4、主要量測方法、主要量測方法4.1 隧道洞內(nèi)、外觀察洞內(nèi)觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施；觀察后應(yīng)及時繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖、填寫開挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。在節(jié)理、裂隙發(fā)育的鑲嵌狀、塊狀脆性硬巖地段應(yīng)重視觀察圍巖的節(jié)理、裂隙走向及發(fā)育程度，對易引起坍塌的巖塊及時進行錨桿支護或噴射砼封閉。對已施工地段的觀察每天至少應(yīng)進行一次，主要觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌等的工作狀態(tài)。洞外觀察重點應(yīng)在洞口段和洞身埋置深度

4、較淺地段，其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲透情況等。4.2 隧道圍巖及初期支護變形量測圍巖及初支變形量測是施工管理中的一個重要環(huán)節(jié)，是施工安全和質(zhì)量的保障。凈空變化、拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等量測項目應(yīng)設(shè)置在同一斷面，以便于掌握變形規(guī)律?，F(xiàn)場量測要求現(xiàn)場量測要求.1 拱頂下沉、收斂量測初讀數(shù)宜及早埋設(shè)測點，采集第一次數(shù)據(jù)。.2 測試前檢查儀表設(shè)備是否完好，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時修理或更換；確認測點是否松動或人為損壞，只有測點狀態(tài)良好時方可進行測試工作。.3 測試中按各項量測操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次；三次讀數(shù)相差不大時，取算術(shù)平均值作為觀測值，若

5、讀數(shù)相差過大則應(yīng)檢查儀器儀表安裝是否正確、測點是否松動，當(dāng)確認無誤后再按前述監(jiān)控量測要求進行復(fù)測。每次測試都要認真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄掘進里程、支護施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。量測數(shù)據(jù)應(yīng)在現(xiàn)場進行粗略計算，若發(fā)現(xiàn)變位較大時，應(yīng)及時通知現(xiàn)場施工負責(zé)人，以便采取相應(yīng)的處理措施。.4 測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護、保管工作。.5 進行資料整理，監(jiān)控量測資料須認真整理和審核，做出時間-位移變化曲線，并進行回歸分析。量測斷面間距、測點布置量測斷面間距、測點布置量測斷面間距和每斷面測點數(shù)表量測斷面間距和每斷面測點數(shù)表每斷面測點數(shù)量圍巖級別斷面間距（m）凈空變化拱頂下沉51012

6、 條基線13 點10301 條基線1 點測點擬布置如下：開挖時水平收斂基線布置 2 條，拱頂下沉測點每個斷面內(nèi)布13 點。各測點布置見下圖。 量測斷面布置圖量測斷面布置圖量測頻率量測頻率各項量測項目量測頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖面距離，分別按下表 1和表 2 確定。當(dāng)按表 1 或表 2 選擇量測頻率出現(xiàn)較大差異時，宜取量測頻率較高的作為實施的量測頻率。表表 1 1 量測頻率表（按位移速度）量測頻率表（按位移速度）位移速度（mm/d）量測頻率52 次/d151 次/d0.511 次/23d0.20.51 次/3d0.21 次/7d表表 2 2 量測頻率表（按距開挖面距離）量測頻率表（按距

7、開挖面距離）量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率（01）b2 次/d（12）b1 次/d（25）b1 次/23d5b1 次/7d注：b隧道開挖寬度。各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后 23 周結(jié)束。位移長期沒有減緩趨勢時，應(yīng)適當(dāng)延長量測時間。施工監(jiān)測施工監(jiān)測.1.1 周邊收斂量測周邊收斂量測測點埋設(shè)：噴錨支護施作后，用風(fēng)槍鑿 40mm、深 200mm 的孔，先用 1：1 水泥砂漿灌滿后再插入測點固定桿，盡量使同一基線兩測點的固定方向在同一直線上，等砂漿凝固后，即可進行量測工作。量測方法：采用 JSS30A 隧道收斂計監(jiān)測。該機采用大張力自鎖緊搖柄加載系統(tǒng)，并在結(jié)構(gòu)上進行了一系列性能提升設(shè)計，具

8、有很高的量測精度，特別適用于大跨度隧道的變形監(jiān)測。每次量測后填寫“收斂記錄表”.2.2 拱頂下沉量測拱頂下沉量測拱頂位移量測的測點用風(fēng)槍打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。測點的大小要適中。支護結(jié)構(gòu)施工時要注意保護測點，一旦發(fā)現(xiàn)測點被掩埋，要盡快重新設(shè)置，以保證數(shù)據(jù)不中斷。采用精密水準(zhǔn)儀測量拱頂下沉，精度可達 0.01mm。拱頂下沉量測示意圖拱頂下沉量測示意圖.3.3 地表下沉量測地表下沉量測測點布置：與洞內(nèi)收斂、拱頂下沉量測斷面里程對應(yīng)，地表下沉量測點集中設(shè)在隧道中線附近，并在開挖面前方 H+h1 處設(shè)測點，(H 為隧道埋深，h1 為上半斷面凈高)，測量方法：采用精密水準(zhǔn)儀配合測量地表沉降

9、，精度可達 0.01mm。用全站儀將所有測點布設(shè)于同一直線上。測點鋼筋安設(shè)就位后，表面磨平，并用鋼釘?shù)蠕J器在其表面沖眼標(biāo)記。量測數(shù)據(jù)記錄整理、分析與反饋量測數(shù)據(jù)記錄整理、分析與反饋.1.1 數(shù)據(jù)的記錄、整理數(shù)據(jù)的記錄、整理（1）測測過程中應(yīng)收集以下資料：現(xiàn)場監(jiān)控量測計劃。實際測點布置圖。不動體10m4545不動體10mH+h60mHhh45量測區(qū)間 淺埋段地表下沉量測布置示意圖圖1-14 地表下沉量測區(qū)間6m6m6m6m6m6m 6m6m6m6m6m10m10m中線隧道圍巖和支護的位移時間曲線圖、空間關(guān)系曲線圖、位移速度-時間曲線以及量測記錄匯總表。最終位移的計算.經(jīng)量測變更設(shè)計和改變施工方法

10、地段的信息反饋記錄。（2）量測后應(yīng)及時進行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面關(guān)系圖，對初期的時態(tài)曲線應(yīng)進行回歸分析，預(yù)測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度，數(shù)據(jù)異常時，應(yīng)根據(jù)具體情況及時采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。由于現(xiàn)場量測的數(shù)據(jù)具有一定的離散性,它包含著偶然誤差的影響,要經(jīng)過數(shù)學(xué)處理方可應(yīng)用,對所有數(shù)據(jù)進行回歸計算,即用曲線 u=f(t)對時間-位移散點圖進行擬合,同時對變形加速率 du/dt 及變形速率的變化率 d2u/dt2進行探討,根據(jù)數(shù)據(jù)處理后圍巖變形-時間曲線,找出不同時刻圍巖的變形量以及圍巖變形的發(fā)展趨勢,進而預(yù)估圍巖的最大變形量,用以同變形臨界值相比較,

11、以便判斷遂道圍巖變形是否在允許范圍內(nèi),據(jù)此來判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性和支護結(jié)構(gòu)的可靠性. （3）繪制： 位移與時間的變化曲線；位移速度與時間的變化曲線(見下圖3 例樣).有必要時繪制位移與開挖工作面距離的關(guān)系曲線?？勺魑灰萍铀俣扰c時間的變化曲線。 位移-時間曲線y = -3E-10 x6 + 9E-08x5 - 1E-05x4 + 0.0007x3- 0.0241x2 + 0.4361xR2 = 0.999302460102030405060708090 100T/dU/(mm)位移-時間散點回歸曲線多項式 (位移-時間散點回歸曲線)(4)按變形管理等級指導(dǎo)施工變形管理等級變形管理等級管 理 等

12、級管 理 位 移 （mm）施 工 狀 態(tài)UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應(yīng)加強支護U（2U0/3）應(yīng)采取特殊措施注：U實測位移值；U0最大允許位移值。.2.2 數(shù)據(jù)的反饋數(shù)據(jù)的反饋（1）凈空變化速度持續(xù)大于 1.0mm/d 時，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強初期支護系統(tǒng)。（2）凈空變化速度小于 0.2mm/d 時，圍巖達到基本穩(wěn)定。（3）根據(jù)位移時態(tài)曲線的形態(tài)來判別當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t0） ，圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t0） ，圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強支護；當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t0） ，圍巖進入危險狀態(tài)，必須立即停止掘進，加強

13、支護。施工中應(yīng)將現(xiàn)場監(jiān)控量測作為工序引入作業(yè)循環(huán)，并結(jié)合地質(zhì)預(yù)報作出評價，優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，實施動態(tài)管理。 位移速度-時間曲線y = 0.5756e-0.1677xR2 = 0.95880.00.10.20.30.40.50.6135.027913.31721.12529.3425670.184.2t(d)v(mm/d)位移時間回歸曲線指數(shù) (位移時間回歸曲線)5 5、 量測管理工作量測管理工作隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測成立專門量測小組，由測量班長孫漢濤負責(zé)具體實施。施工班另四個測量員配合,量測組負責(zé)測的埋設(shè)、日常量測、數(shù)據(jù)處理和儀器保養(yǎng)維修、數(shù)據(jù)處理后發(fā)現(xiàn)異常馬上向工程部長和總工匯報。現(xiàn)場監(jiān)控量測要按量測

14、計劃認真組織實施，并將有關(guān)量測信息反饋于施工與設(shè)計。測得的數(shù)據(jù)就盡可能在及時整理分析，盡快提交工程部、總工決策，以便及時更改施工方案，調(diào)整支護參數(shù)，合理安排施工進度。量測數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，錯過工程施工的最佳時機，其對施工的指導(dǎo)作用將蕩然無存。從某種意義上測成果提交的及時性比單增加量測次數(shù)更為重要。由于現(xiàn)場量測與隧道施工工作易發(fā)生干擾，因此量測工作與施工作業(yè)必須緊密配合、相互支持，施工要為量測創(chuàng)造條件提供方便。施工班組不得心任何理由中斷量測，并要防止因搶工期、搶工程進度忽視時測工作 而危及施工安全。在施工過程中。各預(yù)埋測點，應(yīng)牢固可靠、易于識別，并要妥善保護，避免因施工造成人破壞，以確?，F(xiàn)場量測工作 順利進行。附附 表表1 成成 渝渝 鐵鐵 路路 客客 運運 專專 線線拱拱 頂頂 下下 沉沉 量量 測測 記記 錄錄 表表編號：標(biāo)段名稱施工單位單位工程工程部位測點編號 埋設(shè)里程 埋設(shè)位置 埋設(shè)日期日 期后 視視線高前 視標(biāo) 高下沉量(