最新隧道進(jìn)口監(jiān)控量測方案

1、 新建鐵路*標(biāo)監(jiān)控量測方案編 制：復(fù) 核：審 批：中鐵*分公司*工程一隊2010年11月11日一、監(jiān)控量測目的現(xiàn)場監(jiān)控量測是判斷圍巖和隧道的穩(wěn)定狀態(tài)、保證施工安全、指導(dǎo)施工生產(chǎn)、進(jìn)行施工管理和提供設(shè)計信息的重要手段。根據(jù)石質(zhì)隧道施工特點，結(jié)合設(shè)計文件，在西梁隧道進(jìn)口施工過程中，將按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)控量測，以量測資料為基礎(chǔ)及時修正支護(hù)參數(shù)，使支護(hù)參數(shù)與地層相適應(yīng)并充分發(fā)揮圍巖的自承能力，圍巖與支護(hù)體系達(dá)到最佳受力狀態(tài)，并在施工中進(jìn)行信息化動態(tài)管理，隨時掌握初期支護(hù)的工作狀態(tài)，指導(dǎo)和確定襯砌施作時間。二、工程概況2.1工程簡介*隧道在*標(biāo)段內(nèi)。西梁隧道位于*省境內(nèi)，隧道進(jìn)口里程DK255+36

2、0，位于*村；出口里程DK257+715，位于*村。隧道全長2355公里。本隧道處于DK254+908.973DK255+379.073段設(shè)置圓曲線上，曲線半徑為1600m ，并在DK256+765.748DK257+715段設(shè)置圓曲線，曲線半徑為2000m 。隧道縱坡設(shè)置：為單面下坡，坡度分別為10.4、7.1、3 ，變坡點里程分別為DK255+440、DK257+250，無豎曲線。2.2工程地質(zhì)*隧道位于*省北部，*中西部，華北北部燕山山脈中段。中山區(qū)及低山區(qū)，地形起伏較大，部分地段山勢陡峭，地表大部分地段植被覆蓋較少, 喬、灌木、雜草叢生，山間溝谷發(fā)育，隧道經(jīng)過區(qū)域最高山峰，海拔高650

3、m ，隧道出口處高程約520.723m, 其相對高差達(dá)130m 。海拔高度為510630m 之間, 相對高差120m 左右。自然山坡坡度10°55°不等。淺切割中山和山間寬谷地形，侵蝕構(gòu)造-侵蝕堆積地貌類型。*隧道地段部分基巖裸露，大部分表層覆蓋粘性土及碎石類土。沿線地層巖性主要有粘性土、粉土、煌斑巖、花崗閃長巖、變粒巖、二長花崗巖、安山巖等?？傮w隧道地地層傾向東北，屬于單斜構(gòu)造。節(jié)理裂隙較發(fā)育。 白土山隧道沿線地震動峰值加速度值為0.05g ，地震動反應(yīng)譜特征周期值為0.35s 。2.3水文地質(zhì)隧道洞身內(nèi)主要為基巖裂隙水，弱富水，局部節(jié)理裂隙發(fā)育地段有少量地下水，主要由大

4、氣降水補給。雨季洞身地下水位變化較大。隧道區(qū)地下水主要為裂隙潛水。三、監(jiān)控量測項目洞內(nèi)外觀察，凈空水平收斂量測，拱頂下沉量測以及淺埋地段地表下沉測量四個必測項目，為日常施工管理提供有關(guān)數(shù)據(jù)資料。必要時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在斷層帶增設(shè)隧道底上鼓量測項目。四、監(jiān)控量測斷面布置及間距1、在隧道每個量測斷面各布置一個拱頂下沉測點和兩條凈空水平收斂量測測線。測點布置附表1。2、淺埋地段隧道地表下沉測量斷面布置宜與洞內(nèi)水平凈空變化和拱頂下沉在同一橫斷面內(nèi)。橫斷面方向在隧道中心及兩側(cè)間距25m 布設(shè)下沉測點，每段面布設(shè)711個測點，監(jiān)測范圍應(yīng)在隧道開監(jiān)控量測流程 挖影響范圍以外。地表下沉量測應(yīng)在開挖面前方隧

5、道埋深與隧道開挖高度之和處開始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時為止。地表下沉量測頻率應(yīng)和拱頂下沉和水平收斂凈空變化的量測頻率相同。3、量測斷面間距根據(jù)鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)則和鐵道部第120號文件要求，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。一般級圍巖地段5m ；級圍巖地段10m ；級圍巖地段3050m ；級圍巖地段可根據(jù)需要設(shè)置測點。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(dāng)增加監(jiān)控量測斷面。五、量測頻率1、洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護(hù)狀況觀察兩部分。開挖工作面應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行，地質(zhì)

6、情況基本無變化時，可每天進(jìn)行一次。對初期支護(hù)的觀察也應(yīng)每天至少進(jìn)行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土，錨桿，鋼架的支護(hù)狀況。2、洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定，地表水滲透等觀察。3、凈空水平收斂量測和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率見下表。實際量測頻率應(yīng)從下表中根據(jù)變形速度和開挖工作面距離選擇較高的一個量測頻率。六、測量方法為確保量測精度和加快量測速度，擬在隧道拱頂下沉和水平收斂量測中采用目前比較先進(jìn)的無接觸圍巖量測技術(shù)。它具有快速、準(zhǔn)確、靈活方便等優(yōu)點。(1、量測方法：無接觸法圍巖量測觀測方案見下圖。測量人員按量測頻率要求對隧道斷面上布設(shè)的觀測點進(jìn)行全自動多測回全圓觀測，得到這些點的收斂信息。無接

7、觸法圍巖量測觀測方案示意圖量測測點布置斷面間距不超過下表規(guī)定值。監(jiān)控量測斷面間距 測點布置在距開挖面1米范圍內(nèi)并盡快安設(shè)讀數(shù)。初讀數(shù)在開挖后12h 內(nèi)讀取，最遲不超過24h ，而且在下一循環(huán)開挖前，必須完成初期變形值的讀數(shù)。(2、測點布置如下圖所示，沿隧道周邊左右對稱布置。布置原則參考下表。 (3、拱頂下沉量測與水平凈空相對變化量測宜采用相同的量測頻率，應(yīng)從下表中根據(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。 （4）、在隧道淺埋段, 地表必須設(shè)置監(jiān)測網(wǎng)點并實施監(jiān)測。 1、沿隧道洞口開挖邊仰坡線布置地表沉降測點，測點間距25米。在隧道中線附近測點應(yīng)適當(dāng)加密，隧道中線兩側(cè)量測范圍不應(yīng)小于H

8、 0+B。2、隧道淺埋段地表沉降測點和隧道內(nèi)測點應(yīng)布置在同一斷面里程。一般條件下，地表沉降測點縱向間距應(yīng)按下表要求布置。3、地表沉降測點按普通水準(zhǔn)點基點埋設(shè)。并在預(yù)計破裂面以外34倍洞徑以外設(shè)水準(zhǔn)基點，作為各觀測點高程測量的基準(zhǔn)，從而計算出各種觀測點的下沉量。地表沉降測點縱向間距 七、監(jiān)控量測方法與要求 八、監(jiān)控量測管理 監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、設(shè)計資料及類似工程經(jīng)驗，制定本隧道監(jiān)控量測變形管理等級，據(jù)此指導(dǎo)施工。觀察及量測發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時修改支護(hù)參數(shù)。一般正常狀態(tài)須同時滿足以下條件：凈空變化速度小于0.2mm/d時，噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫，圍巖基本穩(wěn)定；位移速度除在最

9、初12天允許有加速外，應(yīng)逐漸減少。當(dāng)凈空變化速度持續(xù)大于1.0mm/d時，加強初期支護(hù)。當(dāng)拱頂下沉、水平收斂速率達(dá)5mm/d或位移累計達(dá)100mm 時，應(yīng)暫停掘進(jìn)，并及時分析原因，采取處理措施。變形管理等級 注：U 為實測位移值；Uo 為最大允許位移值。監(jiān)控量測體系 監(jiān)測管理流程見下圖： 施工監(jiān)測管理流程圖監(jiān)控量測小組:為了真實反映監(jiān)測結(jié)果，及時了解圍巖穩(wěn)定情況，迅速指導(dǎo)現(xiàn)場施工，施工監(jiān)測由工程一隊總工負(fù)責(zé)，組成專業(yè)監(jiān)測小組，具體負(fù)責(zé)各項監(jiān)測工作。組 長：* 副組長: * 組 員：監(jiān)測管理:積極配合監(jiān)理工程師做好對監(jiān)測工作的檢查、監(jiān)督和指導(dǎo)，工程完成后，根據(jù)監(jiān)測資料整理出本標(biāo)段的監(jiān)測分析總報告

10、納入竣工資料中?，F(xiàn)場量測要求:監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)，按設(shè)計要求進(jìn)行布點和監(jiān)測，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進(jìn)行調(diào)整量測的項目和內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析處理，并與工程類比法相結(jié)合，及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)或施工決策。拱頂下沉、收斂量測初讀數(shù)在開挖后2h 內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不大于24h ，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點應(yīng)牢固可靠、易于識別，并注意保護(hù)，嚴(yán)防爆破損壞。 拱頂下沉和地表下沉量測基點與洞內(nèi)、外水準(zhǔn)基點建立聯(lián)系。 隧道淺埋地段地表下沉的量測與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)。橫斷面方向應(yīng)在隧道中線兩側(cè)每隔25m 布設(shè)地表下沉測點，每個斷面設(shè)711點，監(jiān)測范圍應(yīng)在隧道開挖影響范圍以內(nèi)。

11、地表下沉量測在開挖工作面前方，隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始，直到二次襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止時為止。地表下沉量測頻率與拱頂下沉和凈空變化的量測頻率相同。十、監(jiān)控量測保證措施將監(jiān)測管理及監(jiān)測實施計劃納入施工生產(chǎn)計劃中，作為一個重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時間和空間。制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應(yīng)的測點埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計劃。施工監(jiān)測緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。監(jiān)測組與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時向監(jiān)理工程師報告情況和問題，并提供切實可靠的數(shù)據(jù)記錄。量測項目人員要相對固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性

12、。量測儀器專人使用、專業(yè)機構(gòu)保養(yǎng)、專業(yè)機構(gòu)檢校。量測設(shè)備、元器件等在使用前均經(jīng)過檢校，合格后方可使用。各監(jiān)測項目在監(jiān)測過程中嚴(yán)格遵守相應(yīng)的實施細(xì)則，量測數(shù)據(jù)均經(jīng)現(xiàn)場檢查和技術(shù)室兩級復(fù)核后上報。量測數(shù)據(jù)的存儲、計算、管理均采用計算機系統(tǒng)進(jìn)行。十一、監(jiān)測資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋現(xiàn)場量測所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會具有一定的離散性，其中包含著測量誤差。不經(jīng)過數(shù)學(xué)處理的量測數(shù)據(jù)難以直接利用。數(shù)學(xué)處理的目的是：(1將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比、相互印證，以確定量測數(shù)據(jù)的可靠性；(2探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時間變化規(guī)律。判定圍巖和支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。11.1繪制曲線繪制位移時間關(guān)系曲線，

13、根據(jù)曲線形態(tài)判斷圍巖的穩(wěn)定情況。a. 當(dāng)位移時間關(guān)系曲線趨于平緩時(如圖A ，變形速率不斷下降，表明圍巖趨于穩(wěn)定，支護(hù)是安全的，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，推算最終位移掌握位移變化規(guī)律。b. 當(dāng)位移曲線出現(xiàn)反彎點時(如圖B ，則表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時應(yīng)密切監(jiān)視圍巖動態(tài)，并加強支護(hù)，必要時暫停開挖。圖A (圍巖趨于穩(wěn)定、支護(hù)安全 圖B (圍巖和支護(hù)達(dá)到危險狀態(tài) 位 移時間位移時間 11.2回歸分析由于量測的偶然誤差所造成的離散性，繪制的散點圖是上下波動和不規(guī)則的， 因此必須對量測采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字處理-回歸分析，采用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)獲得合理的典型曲線，并以相應(yīng)的數(shù)字公式進(jìn)行描述。如下

14、圖 ln(0t B TB A U +=指數(shù)函數(shù) U=Ae-B/tU=A(e-Bt0-e-BT雙曲函數(shù)Bt A t U += +- +=2201111BT Bt A U式中： U變形值(mm；A 、B 回歸系數(shù)；t 量測時間(d；t0測點初讀數(shù)時距開挖時的時間(d；T 量測時距開挖時的時間(d。每次量測后應(yīng)及時進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，在結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實測值與允許值進(jìn)行比較，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(jìn)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，及時向總工程師及監(jiān)理工程師匯報。十二、監(jiān)測儀器萊卡TCR702全站儀