神華巴準(zhǔn)鐵路馬石梁隧道監(jiān)控量測方案

1、新建鐵路巴準(zhǔn)線巴圖塔點(diǎn)岱溝段一標(biāo)段馬石梁隧道工程監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書編制： 審核： 審批： 日期： 中鐵一局集團(tuán)神華巴準(zhǔn)鐵路馬石梁隧道項(xiàng)目經(jīng)理部二一年五月目 錄一、監(jiān)控量測的目的3二、編制依據(jù)3三、工程情況描述41、工程概況42、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況43、不良地質(zhì)44、隧道襯砌支護(hù)形式5四、監(jiān)控量測組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)51、監(jiān)控量測組織機(jī)構(gòu)52、監(jiān)控量測小組主要職責(zé)7五、監(jiān)控量測工藝流程7六、監(jiān)測項(xiàng)目和技術(shù)要求8七、監(jiān)測儀器選擇、送檢及保管151、監(jiān)測儀器。152、監(jiān)控量測儀器的送檢153、監(jiān)控量測儀器的保管與使用15八、量測數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用15九、監(jiān)控量測工作管理17十、 監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施18

2、馬石梁隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書一、監(jiān)控量測的目的1、監(jiān)控量測納入隧道施工工序，貫穿施工全過程，為施工管理及時(shí)提供以下信息：各施工階段圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力、作用及效果和安全信息；初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整依據(jù)、二次襯砌和仰拱的合理的施作時(shí)間。2、為施工中調(diào)整圍巖級(jí)別、完善設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化施工方案及施工工藝提供依據(jù)，確保隧道工程安全與經(jīng)濟(jì)。3、積累資料，供以后設(shè)計(jì)、施工時(shí)參考。二、編制依據(jù)1、新建鐵路巴準(zhǔn)線巴圖塔點(diǎn)岱溝段馬石梁隧道施工設(shè)計(jì)圖紙;2、鐵路工程測量規(guī)范（TB10101-2009 J961-2009）;3、鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程(TB10111-2007)；4、鐵路隧道工程施工技術(shù)指南

3、(TZ204-2008)5、鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范(TB10108-2002 J159-2002);6、工程測量規(guī)范（GB50026-2007）；7、全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范(GB/T 18314-2009)；8、國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范(GB/T12898 2009)。三、工程情況描述1、工程概況新建鐵路巴準(zhǔn)線巴圖塔點(diǎn)岱溝段一標(biāo)段馬石梁隧道工程位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)。起訖樁號(hào)為DK100+155DK104+110，標(biāo)段全長3955m。其中馬石梁隧道（起訖里程DK100+269DK103+955），全長3686m，進(jìn)口端路基109m，出口端路基147m，在與馬石梁隧道線路左

4、線相交里程DK101+760處，設(shè)置一道施工斜井，長230m。馬石梁隧道位于丘陵溝壑區(qū)，表層為黃土，地勢起伏較大，地形較陡峻，植被不發(fā)育，最大埋深103m，最小淺埋深度約11m。2、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況2.1工程地質(zhì)概況施工標(biāo)段內(nèi)地層為第四系風(fēng)積粉砂、砂質(zhì)黃土及沖洪積細(xì)砂、中砂；下伏基巖為三疊系下統(tǒng)砂巖夾泥巖。2.2水文地質(zhì)概況丘坡地表水不發(fā)育，溝壑區(qū)地表水系雨水補(bǔ)給；地下水主要為基巖裂隙水，補(bǔ)給來源主要為大氣降水補(bǔ)給。3、不良地質(zhì)第四系全新統(tǒng)黃土為特殊性巖土，分布里程范圍DK103+000DK103+975，具濕陷性，為I級(jí)非自重濕陷性場地，濕陷性黃土厚約4m。泥巖以互層或薄層狀存在于砂巖

5、中，具弱膨脹性。4、隧道襯砌支護(hù)形式4.1 隧道暗洞采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)。4.2 DK100+269DK100+274段采用V級(jí)圍巖單壓式明洞襯砌，DK103+940DK103+955段采用V級(jí)圍巖路塹式明洞襯砌，采用明挖法施工，襯砌采用整體式襯砌；DK100+274DK100+364、DK101+625DK101+695、DK102+275DK102+455、DK102+985DK103+205、DK103+610DK103+940V級(jí)圍巖淺埋段采用Va型復(fù)合式襯砌；DK100+364DK100+414、DK101+525DK101+625、DK101+695DK101+89

6、5、DK102+200DK102+275、DK102+455DK102+530、DK102+935DK102+985、DK103+205DK103+255、DK103+544DK103+610IV級(jí)圍巖淺埋段采用IVa型復(fù)合式襯砌；其余IV級(jí)圍巖地段采用IV級(jí)圍巖復(fù)合式襯砌。四、監(jiān)控量測組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)1、監(jiān)控量測組織機(jī)構(gòu)1.1成立監(jiān)控量測領(lǐng)導(dǎo)小組，由項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目總工程師、監(jiān)控量測負(fù)責(zé)人和監(jiān)控量測小組組成，從組織上保證監(jiān)控量測的順利進(jìn)行，使施工完全信息化控制中，其組織機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的職能見圖1.1。對(duì)方案及監(jiān)測結(jié)果做出決策對(duì)監(jiān)控量測方案進(jìn)行審核，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)制訂監(jiān)測方案，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理布置

7、、監(jiān)測測點(diǎn)項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目總工程師監(jiān)測組長監(jiān)控量測小組圖1.1 監(jiān)測組織機(jī)構(gòu)圖監(jiān)測組由具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)、監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)及有結(jié)構(gòu)受力計(jì)算、分析能力的技術(shù)人員擔(dān)任組長，監(jiān)測組在組長的指導(dǎo)下進(jìn)行工作，制定監(jiān)測計(jì)劃、布設(shè)測點(diǎn)、及時(shí)整理、收集各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)資料進(jìn)行計(jì)算、分析、對(duì)比。1.2成立專門的監(jiān)控量測小組，責(zé)任落實(shí)到人，確保監(jiān)控量測工作的有效實(shí)施，監(jiān)測資料完整清晰。監(jiān)控量測小組人員組織表表1.2序號(hào)人員職務(wù)主 要 職 責(zé)1頓劍鋒工程部部長負(fù)責(zé)監(jiān)控量測管理工作2監(jiān)測組長負(fù)責(zé)監(jiān)控量測方案實(shí)施與管理3測量工程師負(fù)責(zé)監(jiān)控量測方案實(shí)施與監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析4測量工程師監(jiān)控量測方案實(shí)施與資料整理5測量工程師監(jiān)控量測方案實(shí)施與

8、資料整理6測量工程師監(jiān)控量測方案實(shí)施與資料整理7測量工監(jiān)控量測方案實(shí)施與資料整理2、監(jiān)控量測小組主要職責(zé)2.1現(xiàn)場情況的初始調(diào)查。2.2編制實(shí)施性監(jiān)控量測計(jì)劃，并組織實(shí)施。2.3測點(diǎn)布設(shè)及取得初始監(jiān)測值。2.4現(xiàn)場日常監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理分析。2.5及時(shí)將監(jiān)控量測信息反饋于施工。2.6按規(guī)定向監(jiān)理（或者第三方監(jiān)測單位）提交監(jiān)測結(jié)果、報(bào)送周（月）報(bào)。2.7監(jiān)控量測資料的整理歸檔。2.8儀器保養(yǎng)維修及送檢。2.9編寫總結(jié)報(bào)告。五、監(jiān)控量測工藝流程監(jiān)控量測工藝流程圖5六、監(jiān)測項(xiàng)目和技術(shù)要求1、結(jié)合本工程實(shí)際情況，以及設(shè)計(jì)文件要求，監(jiān)測項(xiàng)目如下：1.1、必測項(xiàng)目1.1.1洞內(nèi)、外觀察。1.1.2二次襯砌前、

9、后水平相對(duì)凈空變化值的量測。1.1.3拱頂下沉量測。1.1.4淺埋段地表下沉量測。1.1.5沉降變形縫兩側(cè)不均勻沉降觀測。1.1.6進(jìn)出口路基過渡段不均勻沉降觀測。1.2、選測項(xiàng)目1.2.1一般地段的地表下沉量測。1.2.2隧底隆起量測。1.2.3隧道開挖后及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)素描1.2.4初期支護(hù)完成后進(jìn)行噴層表面裂縫及裂縫發(fā)展、滲水、變形觀察和記錄根據(jù)施工過程中的具體情況可及時(shí)調(diào)整或增加量測內(nèi)容。2、監(jiān)測技術(shù)要求2.1監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)；布點(diǎn)和監(jiān)測必須按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行，并根據(jù)現(xiàn)場施工情況及時(shí)調(diào)整量測項(xiàng)目和內(nèi)容；量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分析處理，并將結(jié)果反饋到施工過程中。2.2監(jiān)控量測必須

10、科學(xué)合理，施工中應(yīng)按監(jiān)測計(jì)劃實(shí)施，及時(shí)收集整理數(shù)據(jù)和監(jiān)測資料。2.3淺埋段地表沉降監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)，地表沉降監(jiān)測點(diǎn)和隧道內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)布置在同一里程斷面。2.3.1地表沉降監(jiān)測點(diǎn)縱向間距按表2.3.1要求布置。地表沉降監(jiān)測點(diǎn)縱向間距 表2.3.1埋深與開挖寬度縱向測點(diǎn)間距（m）2BH02.5B2050BH02B1020H0B510注：H0-隧道埋深；B-隧道最大開挖寬度。2.3.2地表沉降監(jiān)測點(diǎn)橫向間距為25m，在隧道中線附近測點(diǎn)應(yīng)加密，隧道中線兩側(cè)量測范圍不小于H0+B。2.4拱頂下沉降監(jiān)測點(diǎn)和水平相對(duì)凈空變化值的量測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上，監(jiān)測斷面及監(jiān)測點(diǎn)按表2.4要求布置，拱頂下沉監(jiān)測

11、點(diǎn)，應(yīng)在拱頂部位設(shè)置三個(gè)測點(diǎn)。必測項(xiàng)目監(jiān)測斷面間距 表2.4圍巖級(jí)別斷面間距（m）V510IV10302.5水平相對(duì)凈空變化值量測測線數(shù)，參照表2.5布置。水平相對(duì)凈空變化值量測測線數(shù) 表2.5開挖方法一般地段特殊地段全斷面法一條水平測線臺(tái)階法每臺(tái)階一條水平測線每臺(tái)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2.6選測項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)優(yōu)先在施工初始階段布置。2.7不同斷面的測點(diǎn)應(yīng)布置在相同部位，測點(diǎn)應(yīng)盡量對(duì)稱布置，以便數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證。2.8必測項(xiàng)目的監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)測點(diǎn)距開挖面的距離及位移速度按表2.8.1和表2.8.2確定。按距開挖面

12、距離確定的監(jiān)測頻率 表2.8.1監(jiān)測斷面距開挖面距離（m）監(jiān)測頻率（0-1）B2次/d（1-2）B1次/d（2-5）B1次/2-3d5B1次/7d注：1、B-隧道最大開挖寬度。2、出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時(shí)，應(yīng)增大監(jiān)測頻率。3、由位移速度決定的監(jiān)測頻率和由距開挖面的距離決定的監(jiān)測頻率之中，原則上采用較高的頻率值。按位移速度確定的監(jiān)測頻率 表2.8.2位移速度（mm/d）監(jiān)測頻率52次/d1-51次/d0.5-11次/2-3d0.51次/7d2.9現(xiàn)場測點(diǎn)讀數(shù)應(yīng)讀三次，取平均值，并詳細(xì)記錄。2.10施工過程中應(yīng)進(jìn)行洞內(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，其內(nèi)容如下：2.10

13、.1開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行，及時(shí)繪制開挖工作面地質(zhì)素描，填寫開挖工作面觀察表和施工階段圍巖級(jí)別判定卡，并與勘查資料進(jìn)行對(duì)比。對(duì)已施工地段進(jìn)行觀察，記錄噴射混凝土、錨桿和鋼架等工作狀態(tài)。2.10.2洞外觀察重點(diǎn)在洞口段和洞身的淺埋段，記錄地表開裂、地表塌陷、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲漏情況等。相關(guān)記錄表格參照鐵路隧道工程施工技術(shù)指南(TZ204-2008)。2.11隧道凈空收斂量測可采用收斂計(jì)量測，測點(diǎn)采用焊接或鉆孔預(yù)埋。七、監(jiān)測儀器選擇、送檢及保管1、監(jiān)測儀器。 監(jiān)測儀器匯總表 表1序號(hào)設(shè)備、儀器名稱單位數(shù)量1J2全站儀臺(tái)22DS3水準(zhǔn)儀臺(tái)23紅黑雙面水準(zhǔn)木標(biāo)尺把44編程計(jì)算器臺(tái)4

14、5SD-1型收斂計(jì)臺(tái)62、監(jiān)控量測儀器的送檢本工程所使用的監(jiān)測儀器必須經(jīng)過省級(jí)以上儀器檢定單位進(jìn)行檢定定后，方可使用。且必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)儀器進(jìn)行檢定。3、監(jiān)控量測儀器的保管與使用監(jiān)測儀器采用專人使用、專人保養(yǎng)、專人定期檢校的原則，避免造成因儀器問題出現(xiàn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。八、量測數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用1、每次觀測后應(yīng)立即由監(jiān)測人員對(duì)原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行校核和整理，包括原始觀測值的校驗(yàn)、填表制圖、誤差處理、初步分析等。結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實(shí)測值與允許值進(jìn)行比較，及時(shí)繪制各種變形或應(yīng)力時(shí)間關(guān)系曲線，預(yù)測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

15、、動(dòng)態(tài)施工。2、通過對(duì)量測數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：2.1將量測記錄及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測點(diǎn)的位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線，見圖2.1圖2.1 位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線圖2.2若位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開挖并進(jìn)行施工處理。   2.3當(dāng)位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中a所示趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。2.4各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。九、監(jiān)控量測工作管理圍巖穩(wěn)定

16、性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果按以下方法進(jìn)行。1、按變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工，見表1。變形管理等級(jí) 表1管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)U<Uo/3可正常施工Uo/3U2Uo/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U >2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實(shí)測位移值；Uo為最大允許位移值。2、根據(jù)位移變化速度判別凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。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。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用監(jiān)控量測分析判別。3、根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來判別當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/

17、d2t0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)（du2/d2t=0），圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)（du2/d2t0），圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，加強(qiáng)支護(hù)。圍巖穩(wěn)定性判別是一項(xiàng)很復(fù)雜的也是非常重要的工作，必須結(jié)合施工中具體情況采用上述幾種判別準(zhǔn)則進(jìn)行綜合評(píng)判。十、 監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施1、將監(jiān)測管理及監(jiān)測實(shí)施計(jì)劃納入施工生產(chǎn)計(jì)劃中，作為一個(gè)重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時(shí)間和空間。各施工單位應(yīng)由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負(fù)責(zé)各項(xiàng)監(jiān)測工作。2、制定切實(shí)可行的監(jiān)測實(shí)施方案和相應(yīng)的測點(diǎn)埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃。3、施工監(jiān)測緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對(duì)周圍環(huán)