隧道監(jiān)控量測技術(shù)交底書

1、施施 工工 技技 術(shù)術(shù) 交交 底底交底單位：中天路橋有限公司工程名稱寺坪隧道日期施工部位監(jiān)控量測交底內(nèi)容：一、 監(jiān)控量測的目的二、 監(jiān)控量測的內(nèi)容及方法三、 數(shù)據(jù)分析與反饋四、 量測斷面布置五、 監(jiān)控量測管理一、監(jiān)控量測的目的把量測結(jié)果反映到設(shè)計施工中的目的，首先是確認施工的安全性，其次是提高工程的經(jīng)濟性。通過施工現(xiàn)場監(jiān)控量測監(jiān)視圍巖變化，掌握支護結(jié)構(gòu)在施工過程的力學狀態(tài)和穩(wěn)定程度，確保施工安全。為確定二次襯砌和仰拱施作時機，了解和掌握圍巖變化規(guī)律， 評價和修改支護參數(shù)及施工方法。為最終穩(wěn)定時間等提供信息依據(jù)，并為以后設(shè)計、施工積累資料。因此必須加強圍巖及支護的施工監(jiān)控量測工作，并貫穿于施工全

2、過程。其目的是：1.1、提供監(jiān)控設(shè)計的依據(jù)和信息。掌握圍巖力學形態(tài)的變化和規(guī)律，掌握支護的工 作狀態(tài)。于了解圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護、襯砌可靠程度，確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。為圍巖級別變更、初期支護和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)， 是實現(xiàn)信息化施工不可缺少的工序， 是直接為設(shè)計和施工決策服務(wù)的。1.2、指導施工，預(yù)報險情。作出工程預(yù)報，確立施工對策，做到監(jiān)視險情、安全施工。1.3、驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)的合理性，對支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安全性作出評價及建議，為確定二次支護時間提供科學依據(jù)。二、監(jiān)控量測的內(nèi)容及方法2.1、量測的內(nèi)容及方法見表 2.1。表 2.1量測內(nèi)容及方法項目名稱方

3、法及工具布置量測間隔時間115d16d1 個月13 個月3個月以后必測項洞內(nèi)、洞處觀察巖性、 結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護裂隙觀察開挖后及初期支護后進行每次爆破后進行結(jié)合設(shè)計規(guī)范要求及本隧道特點，本隧道監(jiān)控量測必測項目為：洞內(nèi)、洞外觀察凈空變化拱頂下沉地表沉降2.2、監(jiān)控量測系統(tǒng)的測試精度（必測項目）拱頂下沉、凈空變化、地表沉降測試精度為 0.51mm.2.3、量測方法洞內(nèi)洞外觀察目凈空變化收斂計每 530m 一個斷面， 每斷面 2 對測點12 次/天1 次/2天12 次/周13次/月拱頂下沉電子水準儀及銦鋼尺每 1050m 一個斷面，每斷面 1 個測點12 次/天1 次/2天12 次/周13次/月地表沉

4、降全站儀及 2m帶支架對中桿淺埋、 洞口 （埋深 40m） ，每 1020m 一個斷面，預(yù)測斷裂面上25m一個點12 次/天1 次/2天12 次/周13次/月選測項目圍巖壓力壓力盒鋼架壓力鋼筋計、 應(yīng)變計噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計、鋼筋計初期支護與二次襯砌間接觸壓力壓力盒錨桿軸力鋼筋計圍巖內(nèi)部位移多點位移計隧底隆起水準儀、鋼掛尺或全站儀爆破振動振動傳感器、記錄儀孔隙水壓力水壓計水量三角堰、 流量計縱向位移多點位移計、全站儀隧道開挖后應(yīng)及時進行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像，必要時進行物理力學試驗。施工過程中應(yīng)進行洞內(nèi)、洞外觀察。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

5、作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行，及時繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖、數(shù)碼成像，填寫開挖工作面地質(zhì)狀況記錄表，并與勘查資料進行對比；已施工地段觀察，應(yīng)記錄噴射混凝土、錨桿、鋼架變形及初期支護完成噴層表面面裂縫及其發(fā)展、 滲水、 變形觀察和記錄及二次襯砌等的工作狀態(tài)。洞處觀察重點應(yīng)在洞口段和洞身淺埋段，記錄地表開裂、地表變形、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲漏情況等，同時還應(yīng)對地面建（構(gòu)）筑物進行觀察。地質(zhì)素描爆破后立即進行工程地質(zhì)、 水文地質(zhì)狀況的觀察和記錄， 并進行地質(zhì)素描，地質(zhì)變化處和重要地段要有照片記錄。代表性測試斷面的形狀、位置、尺寸及編號；巖石名稱、結(jié)構(gòu)、顏色；層理、片理、節(jié)理裂隙、斷層等各種軟弱面

6、的產(chǎn)狀、寬度、延伸情況、連續(xù)性、間距等；各結(jié)構(gòu)面的成因類型、力學屬性、粗糙程度、充填的物質(zhì)成分和泥化、軟化情況；巖脈穿插情況及其與圍巖接觸關(guān)系，軟硬程度及破碎程度；巖石風化程度、特點、抗風化能力；地下水的類型、出露位置、水量大小及錨噴支護施工的影響等；施工開挖方式方法、錨噴支護參數(shù)及循環(huán)時間；圍巖內(nèi)鼓、彎折、變形、巖爆、掉塊、坍塌的位置、規(guī)模、數(shù)量和分布情況、圍巖的自穩(wěn)時間等；溶洞等特殊地質(zhì)條件描述；噴層開裂、起鼓、剝落情況描述。拱頂下沉和地表下沉在地表穩(wěn)定處設(shè)一固定點做為基點并設(shè)定高程，即可進行地表下沉的觀測（具體式樣見附圖） 。凈空變化值用收斂儀進行測量，拱頂下沉使用電子水準儀 DINI0

7、3 及銦鋼尺量測，讀數(shù)精確到 0.1mm。地表沉降使用拓普康 GTS-751進行量測，讀數(shù)精確到 1mm。凈空變化隧道開挖后，圍巖向坑道方向的位移是圍巖動態(tài)的最顯著表現(xiàn)，最能反映出圍巖的穩(wěn)定性。因此對周邊位移的量測是最直接、最直觀、最有意義、最經(jīng)濟的量測項目。周邊位移用收斂儀量測其中兩點之間的相對位移值，來反映圍巖的動態(tài)。測試方法及注意事項A 開挖完成后盡快埋設(shè)測點，并測取初讀數(shù)，要求在 24 小時內(nèi)完成。B 測點要盡量靠近開挖斷面，要求在 2m 以內(nèi)。C 整個過程做好記錄，并隨時檢查有無錯誤。記錄內(nèi)容應(yīng)包括斷面位置、測點編號、初始讀數(shù)、各次測試讀數(shù)、當時溫度、以及開挖面距量測斷面距離等。數(shù)據(jù)

8、整理量測數(shù)據(jù)整理包括數(shù)據(jù)計算、列表或繪圖表示各種關(guān)系。A 周邊相對位移計算式為i=Ri-R0式中：R0初始觀測值Ri第 i 次觀測值i第 i 次觀測時，該兩點間的相對位移B 繪制位移時間 t 關(guān)系曲線圖或位移速度 v時間 t 關(guān)系曲線。監(jiān)控量測頻率必測測項目的監(jiān)控量測頻率應(yīng)根據(jù)測點距開挖面的距離及位移速度分別按表 2-2 和表 2-3 確定。由位移速度決定的監(jiān)控量測頻率和由距開挖面的距離決定的監(jiān)控量測頻率之中，原則上應(yīng)采用較高的頻率值，出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，應(yīng)增大監(jiān)控量測頻率。表 2-2按距開挖面距離確定的監(jiān)測頻率表 2.3按位移速度確定的監(jiān)測頻率監(jiān)控量測斷面距開挖面距離(m)監(jiān)控量測頻率

9、(01)B2 次/d(12)B1 次/d(25)B1 次/23d5B1 次/7d位移速率（mm/d）監(jiān)控量測頻率52 次/d151 次/d0.511 次/23d0.20.51 次/3d0.21 次/7d結(jié)束量測的時間考慮到我單位監(jiān)控量測的實際操作目的和意義，我單位的監(jiān)控量測的結(jié)束時間定為：當圍巖達到基本穩(wěn)定后，以 1 次/3 天的頻率量測 2 周，若發(fā)覺無明顯變形，便結(jié)束該點的量測工作。測試斷面、測線、測點、測孔的布設(shè)測試斷面的布置本工程測試斷面采用單一測試斷面，即把單項測量內(nèi)容布設(shè)在一個測試斷面，了解圍巖和支護在這個斷面的動態(tài)變化情況。地表下沉量測與埋深關(guān)系很大，其測試斷面間距見表 2.4表

10、 2.4地表沉降測點縱向間距埋深 h 與洞室跨度 B 關(guān)系2Bh2.5BBh2BhB斷面間距 m20501020510周邊位移的測線布置隧道設(shè)計圖紙中給出了參考測線布置，具體測點、測線見附圖所示。地表、地中沉降的測點布置,主要應(yīng)布置在洞室中軸線上方的地表或地中，在主點的橫軸上也應(yīng)布置必要數(shù)量的點，另外，在沉降區(qū)以外還應(yīng)設(shè)置測點作為參照（點位布置見附圖） 。三、數(shù)據(jù)分析與反饋3.1 施工期間，監(jiān)測人員在每次監(jiān)測后，應(yīng)及時進行校對和整理，同時應(yīng)注明開挖方法和施工工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等信息，工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等信息。在取得足夠的數(shù)據(jù)后，還應(yīng)根據(jù)散點圖的數(shù)據(jù)分布狀況，選擇合適的函

11、數(shù)，對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析，以預(yù)測該測點可能出現(xiàn)的最大位移值和變化速率，綜合判斷圍巖和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并根據(jù)變形的等級管理標準及時反饋施工，應(yīng)確保監(jiān)控量測信息傳遞渠道暢通、反饋及時有效，作出結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟性評價，提出合理化建議。表 3.1跨度 7mB12m 隧道初期支護極限相對位移（%）圍巖級別隧道埋深 h(m)50h50h300300h500拱腳水平相對凈空變化(%)0.100.300.20.80.71.20.20.50.42.01.83.0拱頂相對下沉(%)0.060.10.080.400.300.800.080.160.141.100.81.40注：1.本表適用于復合式襯砌的初期支護

12、，硬質(zhì)圍巖隧道取表中較小值，軟質(zhì)圍巖隧道取表中較大值。表列數(shù)值可以在施工中通過實測資料積累作適當?shù)男拚?.拱腳水平相對凈空變化指拱腳測點間凈空水平變化值與其距離之比，拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比。3初期支護墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化極限值乘以 1.11.2 后采用。位移控制基準應(yīng)根據(jù)測點距開挖面的距離，由初期支護極限相對位移按表3.2 要求確定。表 3.2位移控制基準類別距開挖面 1B（U1B）距開挖面 2B（U2B）距開挖面較遠允許值65%U090%U0100%U0注：B 為隧道開挖寬度，U0 為極限相對位移值。1）位移加速度，如果

13、位移速率呈典型的蠕變曲線特征，即先減速，后等速或明顯的加速趨勢，則表明圍巖正向不穩(wěn)定方向發(fā)展或已出現(xiàn)破壞。2）根據(jù)以上判斷標準，如果圍巖不超過表 3.1、3.2 兩項允許值，即不出現(xiàn)蠕變趨勢， 則可認為圍巖是穩(wěn)定的， 初期支護是成功的。 如果表現(xiàn)穩(wěn)定性好，則可以加大循環(huán)進尺。如果位移值超過允許值不多，且初期支護中的噴射砼未出現(xiàn)明顯開裂，一般可不予補強。如果位移情況與上述情況相反，則應(yīng)采取處理措施。3）二次襯砌的施作時間，按新奧法施工原則，當圍巖穩(wěn)定后，即可施做。 各測試項目的位移速率明顯收斂、圍巖基本穩(wěn)定。已產(chǎn)生的各項位移已達到預(yù)計總位移的 8090；周邊位移速率小于 0.10.2 /d,或拱

14、頂下沉速率小于 0.0070.15 /d。監(jiān)控量測數(shù)據(jù)取得后，應(yīng)及時進行校對和整理，同時應(yīng)注明開挖方法和施工工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等信息。四、量測斷面布置4.1 在隧道每個量測斷面各布置一個拱頂下沉測點和二條凈空水平收斂量測測線。測點布置見下圖。(c)(b)(a)測點布設(shè)示意圖4.2 淺埋地段隧道地表下沉量測，斷面布置宜與洞內(nèi)水平凈空變化和拱頂下沉在同一橫斷面內(nèi)。當?shù)乇碛薪ㄖ飼r，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)下沉測點。橫斷面方向在隧道中心及兩側(cè)間距 25m 施設(shè)下沉測點， 每斷面施設(shè) 7 個測點。監(jiān)測范圍應(yīng)在隧道開挖影響范圍以外。地表下沉量測應(yīng)在開挖面前方隧道埋置深度與隧道開挖高度之和處開始，直

15、到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時為止。地表下沉量測頻率應(yīng)和拱頂下沉和水平凈空變化的量測頻率相同。4.3 量測斷面間距凈空變形量測斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級別，隧道斷面尺寸，埋置深度及工程重要性等確定。一般為級圍巖地段 10m，級圍巖地段 20m。需要監(jiān)控加密的地段可根據(jù)需要調(diào)整間距。為掌握各級圍巖位移變化規(guī)律，應(yīng)在各級圍巖起始地段增設(shè)量測斷面。在洞口及淺埋地段可根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當增加監(jiān)控量測斷面。4.4 量測頻率1、 洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護狀況觀察兩部分。 開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行，地質(zhì)情況基本無變化時，可每天進行一次。對初期支護的觀察也應(yīng)每天至少進行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混

16、凝土，錨桿，鋼架的支護狀況。2、 凈空水平收斂量測和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。 量測頻率見表4.1。實際量測頻率應(yīng)從表 4.1 中根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的一個量測頻率。表 4.1拱頂下沉量測與凈空變化量測頻率表變形速度 mm/d量測斷面距離開挖工作面的距離量測頻率501B12 次/天1512B1 次/天0.5112B1 次/23 天0.20.525B1 次/3 天5B1 次/7 天4.5 量測資料的處理及應(yīng)用4.5.1、根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，繪制水平相對凈空變化，拱頂下沉時態(tài)曲線，凈空水平收斂曲線進行回歸分析。4.5.2、根據(jù)量測分析結(jié)果及鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范的規(guī)定

17、，根據(jù)變形管理等級見表 4.2 指導施工。表 4.2變形管理基準等級表管理等級管理基準確施工狀態(tài)UoUn/3可正常施工（Un/3）Uo（2Un/3）加強支護Uo2Un/3采取特殊措施注：Uo實測值；Un允許值4.5.3、觀察及量測發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時修改支護參數(shù)。一般正常狀態(tài)必須同時滿足以下條件：噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫。位移速度除在最初 12 天允許有加速外，應(yīng)迅速減少。4.5.4、位移很快達到穩(wěn)定，且圍巖狀況比預(yù)計要好時，應(yīng)適當減弱設(shè)計參數(shù)。4.5.5、采用復合襯砌地段的監(jiān)控量測，應(yīng)在隧道周邊變形速率有明顯減緩趨勢，初期支護表面裂縫不再繼續(xù)發(fā)展，收斂速率 7 天至少的平均值小于0

18、.15mm/天，累計位移值不超過極限位移值的 8090等情況下，選定圍巖和噴錨支護基本穩(wěn)定的最佳時機施作二次襯砌，并根據(jù)監(jiān)控量測信息反饋，及時修正襯砌參數(shù)，確報施工和運營安全及經(jīng)濟合理。4.5.6 量測元件埋設(shè)情況和量測資料應(yīng)納入竣工文件， 以備運營中查考或繼續(xù)觀測。4.5.7 隧道周邊允許位移值的制定初支結(jié)構(gòu)允許相對位移見表 4.3。表 4.3初支結(jié)構(gòu)允許相對位移表(%)埋深圍巖級別300m0.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.803.00注：相對位移指實測位移值與兩點間距離之比或拱頂下沉實測值與隧道寬度之比。4.5.8 各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后 7d 結(jié)束。4.5.9 施工參考資料當每天凈空變化大于 1mm 時， 可認為圍巖處于急劇變形階段， 需加強觀測，若位移速率長期不下降則需加強支護；當凈空變化值在 0.21.0mm/d 時，可認為圍巖處于緩慢變形階段，表示圍巖向穩(wěn)定方向發(fā)展；當每天凈空變化值小于 0.2mm 時，可認為圍巖處于基本穩(wěn)定階段。并規(guī)定只有當位移變化速率小于 0.2mm/d 時，方可進行二襯。五、監(jiān)控量測管理5.1、 成立隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測小組，受項目總工領(lǐng)導并配齊必須的檢測儀器、設(shè)備、用品，明確工作職責和標準，承擔量測任務(wù)。5.2、 量測組負責測點