市政隧道施工監(jiān)控量測施工工藝及方法

市政隧道施工監(jiān)控量測施工工藝及方法隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測不僅能指導施工、預報險情，確保安全，而且通過現(xiàn)場量測獲得圍巖與支護結構的變形和工作狀態(tài)信息（數據），為優(yōu)化結構設計、支護參數和施工工藝提供信息依據，為二次襯砌提出合理的施工作業(yè)時間。1）、監(jiān)控量測項目、方法及頻率監(jiān)控量測分必測內容和選測內容，必測內容在施工中必須按一定頻率進行量測，選測內容根據工程需要和業(yè)主要求進行量測。具體見下表：監(jiān)控量測項目、方法及量測頻率表量測項目方法及工具測點布置測試時間1~15天16天~1個月1~3個月3個月以上必測項目地質及支護狀態(tài)觀察巖性、結構面產狀及支護裂縫觀察和描述，地質羅盤、規(guī)尺等全長度開挖后及初期支護后進行每次爆破后及初期支護后周邊位移及地表沉降全站儀、精密水準儀、精密銦瓦水準尺隧道淺埋段沿洞軸線10~15m布置一個斷面，每個斷面測點見設計圖開挖面距量測斷面≤2B時，1~2次/天開挖面距量測斷面≤5B時，1~2次/天開挖面距量測斷面＞5B時，1~2次/天（B為隧道開挖寬度）水平收斂各種類型收斂計每隔10~30米一個斷面，每個斷面測點布置見設計圖，周邊收斂與拱頂下沉測點布置在同一斷面1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月拱頂下沉精密水準儀、鋼尺、精密銦瓦水準尺1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月超前地質預報地質雷達、TSP、TEM等超前地質預報系統(tǒng)巖溶比較發(fā)育地段或者可能存在涌水突泥地段間隔50~100米一個斷面錨桿軸力錨桿測力計每個代表地段布置1~3個斷面，每個斷面測量3~7根錨桿，每根錨桿3~5各測點1次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月錨桿抗拔試驗錨桿拔力計每個代表地段選擇3根做破壞性試驗，其余均做常規(guī)檢測，每300根抽檢一組，每組抽檢3根選測項目圍巖壓力壓力盒每代表地段1~2個斷面，每個斷面3~9個測點1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月圍巖內部位移洞內鉆孔安設單點或多點位移計鋼支撐內力及應力應力計或應變計噴射砼內力及應力應力計或應變計初期支護與二次襯砌之間壓力壓力盒二次襯砌內力及應力應力計或應變計2）監(jiān)控量測資料整理、數據分析及反饋

在取得監(jiān)測數據后，及時由專業(yè)監(jiān)測人員整理分析監(jiān)測數據。結合圍巖、支護受力及變形情況，進行分析判斷，將實測值與允許值進行比較，及時繪制各種變形或應力～時間關系曲線，預測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結構的安全狀況，并將結果及時反饋給設計、監(jiān)理，從而實現(xiàn)動態(tài)設計、動態(tài)施工。

（1）依據回歸分析、預測位移收斂、拱頂下沉及鋼筋應力的最終值；

（2）以位移～時間曲線為基礎，根據位移、位移速率等分析、評定圍巖和支護的穩(wěn)定性。

（3）當位移急劇增加，每天的相對凈空變化超過1mm時，應重點進行觀測，并密切注意支護結構的變化；

（4）當位移～時間曲線出現(xiàn)反彎點時，同時支護開裂或掉塊，此時應盡快采取補強措施以防塌方；

（5）當位移、周邊收斂、拱定下沉量達到預測最終值的80～90%，收斂速度小于0.1～0.2mm/d，拱頂下沉速率小于0.07～0.15mm/d時，可認為圍巖基本穩(wěn)定，可施作二次襯砌；（6）利用位移、應力反分析程序對圍巖及支護結構的穩(wěn)定性進行分析、評價；現(xiàn)場量測所取得的原始數據，不可避免地會具有一定的離散性，其中包含著測量誤差。因此應對所測數據進行一定的數學處理。數學處理的目的是：將同一量測斷面的各種量測數據進行分析對比、相互印證，以確定量測數據的可靠性；探求圍巖變形或支護系統(tǒng)的受力隨時間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。目前回歸分析是量測數據數學處理的主要方法，通過對量測數據回歸分析預測最終位移值和各階段的位移速率。3）監(jiān)控量測管理

開挖圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應根據量測結果按以下方法進行。（1）按變形管理等級進行判別，見下表：

管理等級管理位移施工狀態(tài)ⅢU＜U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3應加強支護ⅠU＞2U0/3應采取特殊措施注：U為實測位移值；U0為最大允位移值。（2）根據位移變化速度判別，見下表：管理等級管理位移施工狀態(tài)ⅢV＜0.2時可正常施工Ⅱ0.2≤≤1應加強支護Ⅰv＞1（持續(xù)）應采取特殊措施注v為變形速率（3）根據凈空變化速度判別凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態(tài)，應加強初期支護。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，圍巖基本達到穩(wěn)定。

在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應采取監(jiān)控量測分析判別。（4）根據位移時態(tài)曲線的形態(tài)來判別，見下表：管理等級du2/dt2施工狀態(tài)ⅢV＜0可正常施工Ⅱ0應加強支護Ⅰv＞0有坍方危險，應立即停止掘進，加強支護注：du2/dt2為位移對時間的二階導數，即位移速率變化，如下圖：（5）觀察及量測出現(xiàn)異常時,應及時修改支護參數。一般正常狀態(tài)必須同時滿足以下條件:

a噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫。

b位移速度除在最初1～2

天允許有加速外,應迅速減少。c位移很快達到穩(wěn)定,且圍巖狀況比預期要好時,應適當減弱設計參數。采用復合式襯砌地段的監(jiān)控量測，應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；拱腳水平相對凈空變化速度小于0.2mm/天,拱頂相對下沉速度小于0.15mm/天,累計位移值不超過極限位移值的80～90%等情況下,選定圍巖和噴錨支護基本穩(wěn)定的最佳時機施做二次襯砌,淺埋地段應及早施作二次襯砌。4）、監(jiān)測預警措施

施工過程中如發(fā)生監(jiān)測數據突變或監(jiān)測結果超出預警值時：

（1）立即停止開挖掘進，對掘進面采取加強支護措施；

（2）立即上報項目部，由項目總工組織技術人員進行分析，制定相關措施，并將情況及時上報業(yè)主和監(jiān)理、設計單位，由監(jiān)理主持召開會議進行分析，確定處理措施；

（3）對發(fā)生突變地表道路和建筑物等實施24小時監(jiān)控；

（4）如涉及地表安全，立即請相關部門協(xié)助，采取疏解交通等有效措施，并請業(yè)主組織設計、施工、監(jiān)理等部門共同制定應對措施。5）、監(jiān)控量測質量保證措施

（1）將監(jiān)測管理及及監(jiān)測實施計劃納入施工生產計劃中，作為一個重要的工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時間和空間。

（2）制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度計劃。

（3）施工監(jiān)測緊密結合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護結構、變形的影響，據此優(yōu)化施工方案。

（4）積極配合監(jiān)理、設計單位報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數據記錄，工程完成后，根據監(jiān)測資料