城際鐵路隧道監(jiān)控量測方案

1、目錄一編制依據(jù) 1二編制原則 11 高效、適用原則 12 安全原則 13 符合本單位技術(shù)水平的原則 2 三適用范圍 2 四工程概況 21 隧道概況 22 施工存在的風(fēng)險 23 監(jiān)控量測目的 24 監(jiān)控量測手段 3 五監(jiān)控量測實(shí)施方案 41 組織機(jī)構(gòu)、人員及設(shè)備 42 監(jiān)控量測程序和項(xiàng)目 53 監(jiān)控量測點(diǎn)布置及方法 6104監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與信息反饋 六無尺漸測現(xiàn)場應(yīng)用 11 七監(jiān)控量測工作制度 12 八附件 11表 A 開挖工作面地質(zhì)狀況記錄表 11表 B 隧道凈空變化量測記錄表 13表 C 拱頂下沉量記錄表 14 表 C 地表沉降觀測原始記錄表一編制依據(jù)1青榮城際鐵路招標(biāo)文件及新建青島至榮

2、城鐵路工程施工圖；2 .青榮城際鐵路W標(biāo)段指導(dǎo)性施工組織設(shè)計；3鐵道部頒發(fā)的規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)：(1) 鐵路隧道工程施工技術(shù)指南 ( TZ204-2008 )；(2) 國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范 (GB12897 2006 )；( 3)高速鐵路工程測量規(guī)范 (TB10601-2009)；(4) 工程測量規(guī)范(GB50026-2007);(4) 鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范 ( TB10063-2007 J774-2008 )；(5) 鐵路隧道超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)指南 (鐵建設(shè)2008105 號)。4 青榮城際鐵路建設(shè)指揮部有關(guān)要求。二編制原則1高效、適用原則監(jiān)控量測是新奧法施工中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容， 是監(jiān)

3、視圍巖和支 護(hù)穩(wěn)定性的重要手段，是判斷設(shè)計、施工是否正確合理的主要依據(jù)，是監(jiān) 視施工是否安全可靠的眼睛。為了更精確更迅速的了解圍巖的動態(tài)變化， 判定其穩(wěn)定性，從而保證施工安全。本方案的高效運(yùn)行， 能確保預(yù)報質(zhì)量并有效的指導(dǎo)施工， 適合本工程 所有隧道。2安全原則隧道施工中開挖形成后，必須立即噴射不小于 4cm 厚的混凝土及時 封閉圍巖作為初支初噴層，緊跟監(jiān)控量測，監(jiān)控量測應(yīng)在開挖后 2-4 小時進(jìn)行，否則工作人員不得進(jìn)入掌子面作業(yè)本方案的操作實(shí)施要安全，并能指導(dǎo)安全施工。3符合本單位技術(shù)水平的原則本方案擬投入的設(shè)備、實(shí)施人員均符合本單位現(xiàn)有水平，能確保方案 順利實(shí)施。三適用范圍適用于青榮城際鐵

4、路W標(biāo)段隧道監(jiān)控量測。四工程概況1隧道概況本標(biāo)段共有隧道10座，總長度11.017Km。隧道全部位于山東省煙臺 市境內(nèi)，地貌形態(tài)為剝蝕丘陵，地形高低起伏，部分地段沖溝發(fā)育，基巖 大部分裸露。隧道穿越的地層巖性多為片巖、花崗巖、變質(zhì)巖等，巖性變 化較大。隧道概況表見下頁。2施工存在的風(fēng)險 根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料，不難發(fā)現(xiàn)，本標(biāo)段隧道施工中存在坍 塌、冒頂、突水、突泥等風(fēng)險。3監(jiān)控量測目的（1 ）通過監(jiān)控量測了解各施工階段地層與支護(hù)結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，把握 施工過程中結(jié)構(gòu)所處的安全狀態(tài)，判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性。（2）用現(xiàn)場實(shí)測的結(jié)果彌補(bǔ)理論分析過程中存在的不足，并把監(jiān)測結(jié) 果反饋設(shè)計、指

5、導(dǎo)施工，為修改施工方法、調(diào)整圍巖級別、變更支護(hù)設(shè)計 參數(shù)提供依據(jù)。隧道工程及圍巖分級表序號隧道名稱起止里程長度（m）圍巖級別（m）n級川級"級V級W級1土峻頭隧道DK184+505- DK185+185680852903052譚家莊隧道DK186+410- DK186+700290951953西莊隧道DK190+175- DK190+550375125851854東珠巖隧道 （單線）右 DK196+958-右 DK197+6306721751501851085西珠巖1#隧道 （單線）DK196+005- DK196+6105951401702856西珠巖2#隧道 （單線）DK196+

6、970- DK197+645675245145751407車山1#隧道 （單線）煙榮上行DK200+050-煙榮上行DK200+7306801601952008車山2#隧道 （單線）煙榮下行DK199+925-煙榮下行DK200+5756502202351579車山隧道 （單線）青煙 DK199+820-青煙 DK200+71089016014511532010蓁山隧道青煙 DK206+010-青煙 DK211+5205510214317704791118（3 ）通過監(jiān)控量測對施工可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行全面監(jiān)控。（4）通過監(jiān)控量測進(jìn)行隧道日常的施工管理，確保施工安全和施工質(zhì) 量。（5）通過施工

7、現(xiàn)場的監(jiān)控量測，確定二次襯砌合理施作時間。（6）通過監(jiān)控量測了解該工程條件下所表現(xiàn)、反映出來的一些地下工 程規(guī)律和特點(diǎn)，為今后類似工程或該工法本身的發(fā)展提供借鑒、依據(jù)和指 導(dǎo)作用。4.監(jiān)控量測手段本標(biāo)段主要采用精密水準(zhǔn)儀、收斂儀、全站儀等先進(jìn)測量設(shè)備對隧道地表沉降、拱頂下沉、圍巖收斂、斷面變化等監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)行量測五.監(jiān)控量測實(shí)施方案1. 組織機(jī)構(gòu)、人員及設(shè)備為了確保隧道監(jiān)控量測能順利、有序開展，及時準(zhǔn)確指導(dǎo)施工，項(xiàng)目 部各隊(duì)均設(shè)一個監(jiān)控量測作業(yè)班，配備了一定的監(jiān)控量測設(shè)備，并成立監(jiān) 控量測領(lǐng)導(dǎo)小組。（1）領(lǐng)導(dǎo)小組組織機(jī)構(gòu)及人員配備：組長：朱雷敏副組長：王喜民、楊文組員：樊萬里、王貞友、陳俊鵬、周

8、道明、季武軍、陳俊鵬、薄彥杰、 趙得辰監(jiān)控量測負(fù)責(zé)人：樊萬里責(zé)任劃分表序號隧道名稱監(jiān)控量測負(fù)責(zé)人職責(zé)1土峻頭隧道王貞友負(fù)責(zé)組織現(xiàn)場進(jìn)行 監(jiān)測、資料整理、數(shù) 據(jù)分析，及時對出現(xiàn)的各異常情況向隧 道主管工程師、項(xiàng)目 總工進(jìn)行匯報2譚家莊隧道3西莊隧道4東珠巖隧道（單線）季武軍5西珠巖1#隧道（單線）6西珠巖2#隧道（單線）7車山1#隧道（單線）周道明8車山2#隧道（單線）9車山隧道（單線）10蓁山隧道溥彥杰、趙得辰（2 ）主要設(shè)備隧道監(jiān)控量測的主要測量設(shè)備配置情況見下表主要測量設(shè)備配置表編號名稱測試精度主要特點(diǎn)1JSS30A型數(shù)顯收斂儀0.1 mm可靠、方便、精度高2天寶DINI03電子水準(zhǔn)儀0.

9、3mm/Km可靠、方便、穩(wěn)定3全站儀2秒可靠、方便、穩(wěn)定450米鋼卷尺1mm可靠、方便、穩(wěn)定2. 監(jiān)控量測程序和項(xiàng)目(1) 監(jiān)控量測必測項(xiàng)目必測項(xiàng)目在采用噴錨構(gòu)筑法施工時必須監(jiān)測。監(jiān)控量測必測項(xiàng)目表序號監(jiān)測項(xiàng)目測量方法和量測儀器測試精度備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機(jī)2襯砌前凈空變化收斂計、全站儀0.1mm3拱頂下沉水準(zhǔn)儀、鋼掛尺、全站儀1mm一般進(jìn)行水平收斂量測4地表沉降水準(zhǔn)儀、銦鋼尺、全站儀1mm隧道淺埋段必測(H)< 2b)5二次襯砌后凈空變化收斂計、全站儀0.01mm注：隧道埋深；b隧道最大開挖寬度。(2)監(jiān)控量測選測項(xiàng)目選測項(xiàng)目根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其

10、它要求 選擇監(jiān)測。監(jiān)控量測選測項(xiàng)目表序號檢測項(xiàng)目常用儀器測試精度備注1圍巖壓力壓力盒0.001MPa2鋼架受力鋼筋計、應(yīng)變計0.1MPa3噴混凝土受力混凝土應(yīng)變計10莊4二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計、鋼筋計0.1MPa5初期支護(hù)與二次襯砌間接觸壓力壓力盒0.001MPa6錨桿桿體應(yīng)力鋼筋計0.1MPa7隧底隆起:水準(zhǔn)儀、銦鋼尺、全站儀1mm8圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計0.1mm9爆破振動振動傳感器、記錄儀臨近建筑物10孔隙水壓力水壓計11水量三角堰、流量計（3 ）監(jiān)控流程監(jiān)控流程見監(jiān)控量測流程框圖現(xiàn) 場 量 測洞內(nèi)、外觀察淺埋段地表 下沉量測綜合判斷分析修改支護(hù)剛度數(shù)據(jù)處理1調(diào)整施工程序非線性函數(shù)數(shù)學(xué)

11、變換后進(jìn)行線性回歸變更設(shè)計水平凈空收斂、 拱頂下沉量測監(jiān)控量測流程框圖3. 監(jiān)控量測點(diǎn)布置及方法根據(jù)設(shè)計提供地勘資料，本標(biāo)段隧道進(jìn)出口偏壓、淺埋較多，部分地 段線路地表有水塘，隧址區(qū)域節(jié)理裂隙發(fā)育，部分隧道內(nèi)有斷層、巖溶， 部分地段有突水突泥隱患。因此，監(jiān)控量測過程中要把地表沉降觀測和圍 巖收斂變形觀測作為重點(diǎn)，其它選測項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況選測，以滿足指導(dǎo) 施工為準(zhǔn)。測點(diǎn)安裝保證在開挖后12小時內(nèi)和下一環(huán)開挖前讀數(shù)。監(jiān)控量測點(diǎn)保 證牢固可靠，易于識別并妥善保護(hù)，當(dāng)量測值頻率變化不大時，適當(dāng)降低 量測頻率；各項(xiàng)監(jiān)控測量作業(yè)均持續(xù)到變形基本穩(wěn)定 23周。（1）淺埋、偏壓地段地表沉降量測a.洞口段、洞頂

12、淺埋地段開挖前垂直隧道縱軸線橫向埋設(shè)地表監(jiān)控量 測樁及水平基準(zhǔn)點(diǎn)，第一個監(jiān)測斷面布置在明暗洞交界里程往洞內(nèi)方向 2m 處，其余斷面間隔見（地表沉降觀測橫斷面縱向間距表），布置盡量與洞內(nèi) 拱頂下沉、凈空水平收斂斷面布置一致（也可根據(jù)情況調(diào)整）。每個地表下 沉量測斷面測點(diǎn)橫向間距為 25m （橫斷面布點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地形），橫向布點(diǎn) 埋設(shè)在隧道開挖影響范圍內(nèi)、同一量測斷面取 711個測點(diǎn)，開挖影響范 圍按D二B+2htan (45 ° -/2 )計算，式中D開挖影響范圍，B隧道開挖 寬度，h隧道開挖高度，6圍巖內(nèi)摩擦角。(見地表沉降橫向測點(diǎn)布置示意 圖)。b .隧道開挖時及時根據(jù)量測數(shù)據(jù)繪制地表

13、下沉位移-時間的關(guān)系曲 線，繪制地表下沉位移值-距開挖面距離的關(guān)系曲線，地表沉降量測用精 密水準(zhǔn)儀觀測。c.觀測元件說明：樁體選擇20mm不銹鋼棒，頂部磨圓并刻畫十字 線，底部焊接彎鉤，待基床表層級配碎石施工完成后，通過測量埋置在設(shè) 計位置，埋置深度不小于 0.4m ，樁周 0.15m 用 C20 混凝土澆筑固定，完 成埋設(shè)后測量樁頂標(biāo)高作為初始讀數(shù)。d .在布置測點(diǎn)時應(yīng)注意在位移量較大的地段將測點(diǎn)布置密一點(diǎn)。e .地表量測與地下洞室各項(xiàng)監(jiān)測同步進(jìn)行。f .監(jiān)測精度： h=0.1mm。地表沉降橫向測點(diǎn)布置示意圖地表沉降觀測橫斷面縱向間距表埋深與開挖寬度（m縱向測點(diǎn)間距（m）2.5 Bv Hv

14、2B20 50Bv H0< 2B10 20Ht< B510注：H。-隧道埋深；B-隧道最大開挖寬度。（2）拱頂下沉和凈空變化（圍巖收斂）量測a .拱頂下沉測點(diǎn)和凈空變化（圍巖收斂）測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面，根據(jù)設(shè)計要求，V級圍巖每 5m、W級圍巖每10m、皿級圍巖每30m 級圍巖每50m布設(shè)一個斷面，第一個監(jiān)測斷面布置在明暗洞交界里程往洞 內(nèi)方向2m處，拱頂下沉測點(diǎn)原則上布置在拱頂軸線附近。隧底隆起觀測 點(diǎn)布設(shè)在仰拱中心，與拱頂下沉觀測點(diǎn)在同一量測斷面上。拱頂下沉及凈 空變化量測點(diǎn)布置見下圖。b .量測方法：采用全站儀監(jiān)測。量測精度：拱頂沉降精度可達(dá) 0.5 1mm ;凈空變化在位移量

15、比較小的情況下，一般為0.1mm，在變位比較大的情況下為1mm拱頂下沉監(jiān)測點(diǎn)收斂測線拱頂下沉監(jiān)測點(diǎn)收斂點(diǎn)收斂點(diǎn)、川級圍巖w、v級圍巖收斂測線7位移量測1/ /和11拱頂下沉及凈空變化量測點(diǎn)布置圖凈空變化量測線數(shù)地段開挖方法一般地段特殊地段全斷面法一條水平測線一臺階法每臺階一條水平測線每臺階一條水平測線，兩條斜測線分部開挖法每分部一條水平測線上部每分部一條水平測線，兩條斜測線，其余分部一條水平測線(3 )必測項(xiàng)目的檢測頻率應(yīng)符合下表要求監(jiān)控量測各斷面量測頻率應(yīng)符合按距開挖面距離確定的監(jiān)控量測頻率表的要求;按距開挖面距離確定的監(jiān)控量測頻率表監(jiān)控量測斷面距開挖面距離(m)監(jiān)控量測頻率（0 1） B2

16、次/d（1 2） B1次/d（2-5） B1 次 /2-3d> 5B1 次 /7d備注：B為隧道開挖寬度對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算位移速度，再按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率表所確定頻率監(jiān)測按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率表移動速度（mm/d）監(jiān)控量測頻率仝52次/d1-51次/d0.5-11 次 /2-3d1 次 /3d< 0.21 次 /7d4. 監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與信息反饋（1）現(xiàn)場量測應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件的要求進(jìn)行測點(diǎn)埋設(shè)、日常量測和數(shù)據(jù)處理，及時反饋信息，并根據(jù)地質(zhì)條件的變化和施工異常情況，及時調(diào)整 監(jiān)控量測計劃。（2）現(xiàn)場測點(diǎn)讀數(shù)讀三次，取其平均值。并詳細(xì)記錄。（3）監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分

17、析主要包括以下幾方面：a .拱頂下沉、凈空收斂的位移量，繪制時態(tài)曲線。b .圍巖壓力與支護(hù)間距接觸壓力值，繪制時態(tài)曲線和斷面壓力分布圖 c .初期支護(hù)、二次襯砌應(yīng)力（應(yīng)變）值，繪制時態(tài)曲線，反算結(jié)構(gòu) 內(nèi)力并繪制斷面內(nèi)力分布圖。d .地表沉降值，繪制縱向和橫向時態(tài)曲線。e .孔隙水壓力值，繪制孔隙水壓力的時態(tài)曲線及孔隙水壓力與深度 的關(guān)系曲線。f.爆破振動速度，繪制振動速度與測點(diǎn)至震源距離關(guān)系曲線。（4）在分析數(shù)據(jù)時，可根據(jù)散點(diǎn)圖進(jìn)行回歸分析，并將回歸分析得出 的變形值與允許變形值比較，從而確定下一步施工采取的措施（見變形管 理等級對策表）。V級圍巖變形管理等級對策表管理等級管理位移施工狀態(tài)出U

18、o< 50mm可正常施工n50mm< Uo< 100mm應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)IUo> 100mm考慮采取特殊措施注:Uo實(shí)測位移值。W級圍巖變形管理等級對策表管理等級管理位移施工狀態(tài)出Uo< 30mm可正常施工n30mm < Uo< 60mm應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)IUo> 60mm考慮采取特殊措施注:Uo實(shí)測位移值。皿級圍巖變形管理等級對策表管理等級管理位移施工狀態(tài)出Uo< 25mm可正常施工n25mm< Uo<500mm應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)IUo> 50mm考慮采取特殊措施注:Uo實(shí)測位移值。(5 )根據(jù)位移變化速度判別a .凈空變化速度持續(xù)大于 5.

19、0mm/d 時，圍巖處于急劇變形狀態(tài)， 應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。b .水平收斂(拱腳附近)速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定。六.無尺漸測現(xiàn)場應(yīng)用(1)監(jiān)測系統(tǒng)及測點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)采用日本索佳SET2X全站儀+方形十字反射片(邊長2cm) 組成現(xiàn)場觀測系統(tǒng)，測點(diǎn)由錨桿與3mm的鋼板(5cm X5cm )組成，待掌 子面開挖完畢后，將鋼板焊接在錨桿上，反光片貼在鋼板上。其他施工過程 中應(yīng)保護(hù)反射片不被破壞，以確保量測精度。全斷面開挖每一斷面布設(shè)測點(diǎn) 三個，位于隧道拱頂與兩側(cè)拱腰位置。臺階法開挖每臺階一條測線，拱頂一 個測點(diǎn)。（2）觀測方法采用自由測站法進(jìn)行洞室變形觀

20、測。量測時 ,先將儀器架設(shè)至任意與測 點(diǎn)通視位置 ,然后設(shè)定儀器參數(shù)。每測站觀測 6 測回。為減小測試誤差 ,可 對同一斷面進(jìn)行左右測站測試。數(shù)據(jù)記錄在儀器自帶的 PC 卡上 ,待全部斷 面測試完畢 ,用專用軟件將全站儀內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸至電腦內(nèi) ,由處理程序?qū)F(xiàn)場 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。經(jīng)計算得出測點(diǎn)間測線長度 ,本次量測測線長度與上次測測 線長度相比較即可得本次收斂值和累計收斂值。七監(jiān)控量測工作制度1組建監(jiān)控量測工作機(jī)構(gòu)：項(xiàng)目部由總工程師總負(fù)責(zé)，各工區(qū)由工 區(qū)總工程師負(fù)責(zé)，監(jiān)控量測小組負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)日常工作，各隧道施工相關(guān)技 術(shù)人員全面配合。2每個隧道開工前，由各工區(qū)編制監(jiān)控量測方案：根據(jù)隧道地質(zhì)剖 面圖和施

21、工進(jìn)度，結(jié)合隧道施工進(jìn)度安排，適時安排布點(diǎn)監(jiān)測。3各隧道監(jiān)控量負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)日常監(jiān)控量測的全權(quán)工作，對監(jiān)控量測 所采集的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，當(dāng)天采集的數(shù)據(jù)當(dāng)天必須處理完，經(jīng)分析、處理的數(shù) 據(jù)資料作為工程資料存檔。4監(jiān)控量測如發(fā)現(xiàn)地表沉降、拱頂下沉、凈空變化或其它項(xiàng)目出現(xiàn) 異常情況，監(jiān)控組負(fù)責(zé)人應(yīng)及時將情況向工區(qū)總工程師、項(xiàng)目部隧道工程 師、項(xiàng)目部總工程師詳細(xì)匯報。監(jiān)控量測資料在第一時間可以網(wǎng)絡(luò)傳遞， 但最終必須形成紙質(zhì)文件。5各工區(qū)總工程師接到監(jiān)控量測異常情況匯報后，應(yīng)立即停止施工 作業(yè)，及時與監(jiān)理聯(lián)系解決，如需要和設(shè)計、業(yè)主聯(lián)系，可由項(xiàng)目部協(xié)調(diào)解決。6監(jiān)控量測時，測量人員應(yīng)按照隧道施工技術(shù)安全措施注意洞內(nèi)各種安全突發(fā)事件，及時撤離至指定的安全地點(diǎn)。八附件表A開挖工作面地質(zhì)狀況記錄表 開挖工作面地質(zhì)狀況記錄表編號：XXX隧道開挖工作面里程埋深（m）地層 巖性圍巖級別設(shè)計飽和極限抗壓強(qiáng)度 Rb（MPa）極硬巖硬巖較軟巖軟巖極軟巖取樣編號試驗(yàn)編號實(shí)際 施工>6030601530515<5開挖 工作 面上 圍巖 巖體 結(jié)構(gòu) 特征層里產(chǎn)狀單層厚度（m）層面 特征與遂軸夾角節(jié)理 裂隙組次產(chǎn)狀間距（m）長度（m）縫寬（mm）充填物與遂軸夾角1234斷層產(chǎn)狀破碎帶寬度（m）破碎帶特 征