××隧道監(jiān)測方案

1、×× ××至××段××隧道監(jiān)測方案××××工程試驗檢測有限公司二零一零年八月×× ××至××××段××隧道監(jiān)測方案批 準 年 月 日方案編制 年 月 日檢測人員 年 月 日××工程試驗檢測有限公司二零一零年八月目 錄1工程概況12監(jiān)控內(nèi)容13監(jiān)測依據(jù)14人員及儀器設備25監(jiān)測頻率36監(jiān)測方法47數(shù)據(jù)整理分析與反饋88 報告10上官山隧道監(jiān)測方案 陜西海嶸工程

2、試驗檢測有限公司1工程概況××隧道(ZK106+227ZK108+398、YK106+065YK108+400)位于××，左線長度2171米，右線長度2335米，屬長隧道。隧址區(qū)屬于低山地貌區(qū)。地形起伏較大，山體上植被稀少。隧道軸線橫穿基巖山脊，隧道洞身表層為黃土覆蓋，進出口段基巖裸露，洞身段主要為中三疊系××組砂巖及泥巖。隧道最大埋深約210m。隧道進出口及其洞身地層為中三疊統(tǒng)××組砂巖、泥巖組成，在山脊分部第四系風積黃土。勘察區(qū)大地構造單元屬于中朝準地臺鄂爾多斯地塊南緣隆起帶北側，也稱為渭北隆起帶。隧道區(qū)位于復

3、式背斜北翼，主要出露三疊系地層，次級褶皺寬緩，大部分地段地層近于水平，僅在發(fā)育次級褶皺地段地層發(fā)生傾斜，傾角介于10 o35 o之間。區(qū)內(nèi)斷裂構造不甚發(fā)育，地殼運動相對比較微弱。根據(jù)中華人民共和國地震烈度區(qū)劃分圖（2001），本區(qū)地震基本烈度為度區(qū)，地震動峰值加速度g=0.05,反應譜特征周期s=0.45。隧道區(qū)地下水類型主要為黃土孔隙裂隙水及基巖裂隙水，主要受大氣降水補給，富水較弱。進、出口段隧道洞室位于地下水位以上，在一般情況下可按無水考慮，但在雨季，特別是連續(xù)降水時段，地表水入滲導致洞室形成滲水，按大氣降水入滲估算該段涌水量；洞身段位于地下水以下，分別按達西定律和水平廊道集水法計算該段涌

4、水量。隧道預測涌水量左線為1161.05m3/d,右線為1181.84m3/d。2監(jiān)控內(nèi)容根據(jù)招標文件、設計資料以及現(xiàn)場實際情況，對隧道進行超前地質預報、周邊位移、拱頂下沉、地表下沉進行監(jiān)控量測。3監(jiān)測依據(jù)公路隧道設計規(guī)范 JTG D70-2004；公路隧道施工技術規(guī)范 JTG F60-2009；公路隧道施工技術細則 JTG/T F60-2009；巖土工程勘察規(guī)范（GB 500212001）；公路工程地質勘察規(guī)范（JTJ 06498）；施工圖設計資料及工程地質勘察報告，合同文本。4人員及儀器設備人員組成見表1，主要儀器設備見表2參加人員 表1序號姓名職稱本項目職務1高級工程師項目負責人2檢測工

5、程師技術負責人3檢測工程師監(jiān)測組長4檢測工程師監(jiān)測員5檢測員監(jiān)測員6檢測員監(jiān)測員主要儀器設備 表2儀器名稱數(shù)量單位規(guī)格型號儀器編號檢測項目瑞典MALA地質雷達1臺X3MHRYQ146地質超前預報RAMAC屏蔽天線1套100MHZHRYQ146-2精密自動安平水準儀1臺DSZ2+FS1HRYQ地表下沉、拱頂下沉因瓦線條式水準尺(銦鋼尺)1套3MHRYQ數(shù)顯收斂計1臺JSS30A型HRYQ周邊位移我單位中標后將及時成立××至××高速公路隧道監(jiān)測項目部，由比較熟悉超前預報及監(jiān)控量測工作的4-6人組成（見表1）。項目負責人統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，根據(jù)項目實際情況，若技術難

6、度比較大，可適當增加人員及儀器設備。項目部下設監(jiān)測小組，人員配備及職責如下：項目負責人：負責組織生產(chǎn)、人員設備調(diào)度，對外溝通、聯(lián)系。對本項目質量、安全負全責。技術負責人：對項目的技術及質量負責，編寫實施細則，審定報告等。現(xiàn)場監(jiān)測組：設組長1人，組員3人，主要負責監(jiān)測實施方案、現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試、資料的綜合分析，并負責提交監(jiān)測報告。5監(jiān)測頻率根據(jù)施工圖設計資料和公路隧道施工技術規(guī)范（JTG F602009）要求，隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測頻率見表3。 現(xiàn)場監(jiān)測項目及頻率 表3監(jiān)測內(nèi)容方法及儀器測點布置量測間隔時間115d161個月13個月大于3個月地質超前預報地質雷達法每30m一個斷面根據(jù)實際預報結果決定下一測

7、試斷面位置洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀測、地質羅盤等開挖及初期支護后進行-拱頂下沉水準測量法，精密水準儀、銦鋼尺等h<30m時,S=10m h>30m時,S=20m2次/d1次/2d1次/周1次/月周邊位移各種類型收斂計地表下沉水準測量法，精密水準儀，銦鋼尺等h<15m時,S=5m 15m<h<30m時,S=20m開挖面距量測斷面前后30m時，2次/d；開挖面距量測斷面前后60m時，1次/2d；開挖面距量測斷面前后80m時，1次7d；注：S測量間距; h隧道埋深。6監(jiān)測方法6.1超前地質預報地質雷達法是一種用于確定地下介質分布的電磁波法，是一種高分辨率探測方法。該方法是通過

8、天線向掘進方向發(fā)射高頻電磁波，對于不同的介質（地質體），電磁波的傳播特點不一樣，當遇到存在電性差異介質的界面時，便發(fā)生反射，并返回為接收天線接收。電磁波在介質中的傳播時間與距離成正比，因此可計算出界面位置，并可根據(jù)反射波的振幅、頻率特征推測地質體的性質。斷層破碎帶、含水帶、軟弱結構面、溶洞等都與周圍巖石存在較大的電性差異，用GPR方法進行超前地質探測正是基于這一前提。現(xiàn)場探測時，可在掌子面布設“井”字型測網(wǎng)(測線布置見圖1)。當區(qū)域構造走向與隧道軸線大致平行時，應在隧道側壁布置一些測線。采用連續(xù)觀測方式，用REFLEXW專用軟件對采集的數(shù)據(jù)進行處理。在資料處理的基礎上，分析地質雷達圖象，識別反

9、射信號，確定電磁波在巖石介質中的傳播速度、反射波的到達時間，計算反射界面的位置，通過分析反射波的振幅、頻率，結合前期勘察資料推斷地質體性質。圖1 地質超前預報測線示意圖探地雷達（GPR）方法是一種高頻電磁波法，其具有頻率高、衰減快的特點，因此探測距離較短（30米為宜）。但其分辨率高，對圍巖內(nèi)的軟弱結構面、巖溶、富水帶等地質異變情況探測效果好，且施工方便。6.2周邊位移、拱頂下沉周邊位移、拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等必測項目設置在同一斷面，其量測斷面間距、測試頻率應根據(jù)表3確定。周邊位移、拱頂下沉量測部位和測點布置見圖2。1.5m測點埋設：采用22鋼筋，長30cm，端部用8鋼筋焊接一個三角形

10、，用于掛尺。隧道開挖后布設拱頂測點和兩對水平收斂測點。布點時要求將鋼筋垂直錨入隧道頂面或側壁圍巖中，外露5cm左右。對測點要采取保護措施（如用塑料袋包裹，以防噴漿時沾上水泥漿而引起量測誤差）并做上標記。圖2 周邊位移、拱頂下沉測點布置圖在不受到爆破影響的范圍內(nèi)盡快安設測點，距開挖面不應超過2m,埋入圍巖深度不應小于0.2m，將測點用水泥砂漿牢固的固定在選定的位置上，測點應牢固、可靠、易于識別，能真實地反應圍巖、支護的動態(tài)變化信息。測點牢固后即可測量，并應在每次開挖后12h內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得超過24h，并且在下一循環(huán)開挖前必須完成。周邊位移測試方法：1）將收斂計放在待測位置進行恒溫。2）把S

11、R44W型氧化銀紐扣電池裝入電池盒內(nèi)，然后對儀器進行“對零”，測量現(xiàn)場溫度并記錄。3）打開收斂計鋼尺搖把，拉出尺頭掛鉤放入測點孔內(nèi)，將收斂計拉至另一端測點，并把尺架掛入測點孔內(nèi)，選擇合適的尺孔，將尺孔銷插入，用尺卡將尺與聯(lián)尺架固定。4）調(diào)節(jié)調(diào)整螺母，仔細觀察，使塑料窗口上的刻線對在張力窗口內(nèi)標尺上的兩條白線之間（每次應一致）。5）記下鋼尺在聯(lián)尺架端時的基線長度與數(shù)顯讀數(shù)。每次觀測至少完成三次讀數(shù)，取其平均值為本次觀測讀數(shù)值。當三次讀數(shù)極差大于0.05mm時，應重新測試。拱頂下沉測試方法：對于淺埋隧道，可由地面鉆孔，使用撓度計或其他儀表測定拱頂相對地面不動點的位移值。對于深埋隧道，可在拱頂布設固

12、定測點，將銦鋼尺掛在拱頂測點上，后視點可設在穩(wěn)定襯砌上，用精密水準儀進行觀測。第一次讀數(shù)后視點讀數(shù)為A1，前視讀數(shù)為B1；第二次后視點讀數(shù)為A2，前視讀數(shù)為B2。6.3地表下沉地表下沉斷面間距、測試頻率見表3，測點布置見圖4。5m5m(3-8)×5m(3-8)×5m5×2m45º45º測點圖4 測點布置圖基點埋設：基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，并且應埋設在視野開闊、通視條件較好的地方；基點數(shù)量根據(jù)需要埋設，基點要牢固可靠?；c埋設方法見圖5。圖5 基點埋設圖(單位:cm)沉降測點埋設：用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200300mm，直

13、徑2030mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實。測試方法：1）觀測方法采用精密水準測量方法。將三腳架調(diào)至適當高度使架頭頂面大致水平。將儀器安放在架頭，擰緊中心螺絲。調(diào)整儀器腳螺旋，使圓水準器氣泡居中。檢查補償器是否正常工作，如果正常即可進行高程測量，反之重新整平。用粗瞄器瞄準目標，使目標進入望遠鏡視場，再使用水平微動手輪使目標移到視場中心，轉動調(diào)焦手輪使目標成像清晰而且與分劃板沒有視差。在望遠鏡的視準線對應銦鋼尺鏡像刻度處，精確讀取水平狀態(tài)數(shù)據(jù)。2）基點和附近水準點聯(lián)測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點讀數(shù)高差不宜超過0.3mm，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，超過時

14、應重讀后視點讀數(shù)，以作核對。首次觀測應對測點進行連續(xù)兩次觀測，兩次高程之差應小于±0.5mm，取平均值作為初始值。3）注意事項（1）使用儀器前必須先詳細閱讀儀器操作說明書及注意事項，不得違規(guī)操作。（2）儀器在運輸和使用的過程當中，必須輕拿輕放，防潮防震。（3）觀測時應避免陽光直照在儀器上,以免影響觀測精度。（4）儀器應做定期的檢驗與維修。7數(shù)據(jù)整理分析與反饋監(jiān)測信息反饋應根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析結果，對工程安全性及工程施工質量進行評價，并提出相應工程對策與建議。地質預報信息反饋流程見圖5，監(jiān)控量測信息反饋流程見圖6。1）對初期的時態(tài)曲線應進行回歸分析，預測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度，掌握位移

15、變化的規(guī)律。2）數(shù)據(jù)異常時，應及時分析原因，提出對策和建議，并及時反饋給有關單位。3）每次量測后應及時進行數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面距離圖；4）應繪制地表下沉沿隧道縱向和橫向變化速率曲線。應根據(jù)量測數(shù)據(jù)處理結果，及時提出調(diào)整和優(yōu)化施工方案和工藝；圍巖變形和速度較大時，應及時采取安全措施，并建議變更設計。5）圍巖穩(wěn)定性、二次支護時間應根據(jù)所測得位移量或回歸分析所得最終位移量、位移速度及其變化趨勢、隧道埋深、開挖斷面大小、圍巖等級、支護所受壓力、應力、應變等進行綜合分析判定。6）最大下沉量的控制標準根據(jù)地面結構的類型和質量要求而定，大約12cm在彎變點的地標傾斜應小于結構的

16、要求，一般應小于1/300.7）根據(jù)回歸分析如果地表下沉量超過上述標準，應采取措施。8）圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應根據(jù)測量結果，按下列指標判定：（1）實測位移值（U）不應大于隧道的極限位移（Uo），一般情況下，宜將隧道設計得預留變形量作為極限位移，而設計變形量應根據(jù)檢測結果不斷修正。根據(jù)公路隧道施工技術細則（JTG/T F602009）位移管理等級見表4。位移管理等級 表4管理等級管理位移施工狀態(tài)U(Uo/3)可正常施工(Uo/3) U(2Uo/3)應加強支護U(2Uo/3)應采取特殊措施（2）根據(jù)位移變化速度判斷通過國內(nèi)下坑、金家?guī)r、軍都山、云臺山、五指山、圓梁山、等幾十座隧道的位移觀測表明：

17、變形速度是由大變小的遞增過程，變形時程曲線可分為三個階段：a、變形急劇增長階段：變形速度大于1.0mm/d時；b、變形緩慢增長階段：變形速度1-0.2mm/d時；c、基本穩(wěn)定階段：變形速度小于0.2mm/d時。上述變形速率標準是針對一般隧道凈空變形和拱頂下沉量測，對于高地應力、巖溶、膨脹性、擠壓性圍巖等，應根據(jù)具體情況制定專門標準進行判定。（3）根據(jù)位移速度變化趨勢判斷由于巖體的流變特性，巖體破壞前變形時程曲線可分為三個階段a、基本穩(wěn)定區(qū)：主要標志為位移速度逐漸下降，即：d2u/dt20,表明圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。b、過渡區(qū)：位移速率保持不變，即d2u/dt2=0，表明圍巖向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，需發(fā)出警告，加強支護系統(tǒng)。c、破壞區(qū)：位移速率逐漸增大，即d2u/