隧道監(jiān)控量測專項施工方案

1、武漢市花山大道新建工程光谷五路至武九鐵路段施工總承包項目經理部隧道監(jiān)控量測專項方案中國核工業(yè)中原建設有限公司批 準： 審 核： 校 核： 編 制： 姚 冰 二一年十月目 錄1.編制依據12.編制原則13.工程概況13.1工程概況13.2主要設計技術指標13.3隧道施工方法14.監(jiān)測內容24.1一般規(guī)定24.2監(jiān)控量測項目和技術要求35.監(jiān)控量測方法76.量測數據處理與運用97.組織管理128.保證措施121.編制依據武漢市花山大道新建工程施工設計圖紙；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）；公路工程質量檢驗評定標準 （JTG/

2、T F80/1-2004）2.編制原則1、 確保施工安全和隧道結構穩(wěn)定。2、 確保地面結構物及地下管線的正常使用及地面交通暢通。3、 調整開挖及支護參數、修改施工設計。4、 優(yōu)化設計與施工，為后續(xù)工程提供技術依據。3.工程概況3.1工程概況花山大道東湖高新段自光谷五路至武九鐵路（K-1+720K3+920），長約4200米，全線包含寶蓋山隧道（582米）；長山隧道（東線長406米、西線長463米）。寶蓋山隧道K1+237-K1+304段處于淺埋層段，地表分布較薄的粉質粘土夾碎石層，其下為中-微風化石英砂巖夾泥層；長山隧道左線隧道洞身K3+100-K3+125段及右線K3+165-K3+195段

3、均位于溶洞中，圍巖級別為VI級，溶洞充填不均，結構穩(wěn)定性差，整體性差，圍巖極易坍塌變形；隧道的其余地段地基穩(wěn)定，地勢較平坦，排水條件良好，地質較簡單。3.2主要設計技術指標公路等級：一級；正線數目：雙線；隧道設計行車速度：80km/h；隧道建筑限界：隧道內行車道為單向三車道，凈高5.0m。汽車荷載等級：公路I級。隧道襯砌結構型式：采用基于新奧法理論的復合式襯砌；隧道安全等級一級；3.3隧道施工方法隧道開挖采用光面爆破或預裂爆破技術，盡量減少對圍巖的擾動和地表周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞，保證開挖成形質量，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力和減少超挖回填。淺埋、偏壓及洞口段，應遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支

4、護、快封閉、勤測量”的原則進行施工。級圍巖采用臺階法開挖；級圍巖采用隧道環(huán)形導坑留核心土法開挖；級及VI圍巖采用隧道雙側壁導坑法開挖，以確保施工安全。4.監(jiān)測內容4.1一般規(guī)定 1) 驗監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護作業(yè)，應按設計要求進行布點和監(jiān)測，并根據現場施工情況及時調整量測項目和內容。量測數據應及時分析處理，并將結果反饋到施工過程中。2) 監(jiān)控量測應納入施工工序，并貫穿施工的全過程，為施工管理及時提供以下信息：(1) 圍巖穩(wěn)定性、支護結構承載能力和安全信息。(2) 二次襯砌合理的施作時間。(3) 為施工中調整圍巖級別、完善設計方案及參數、優(yōu)化施工方案及施工工藝提供依據。3) 監(jiān)控量測的管

5、理必須科學合理，施工中應按監(jiān)測計劃實施，工程竣工后將監(jiān)測資料整理歸檔并納入竣工文件中。4) 施工現場應成立專門的監(jiān)控量測小組，責任落實到人，并建立相應的質量保證體系，確保監(jiān)控量測的有效實施，監(jiān)測資料完整清晰。5) 現場監(jiān)控量測工作應包括現場情況的初始調查、編制實施性監(jiān)控量測計劃、測點布設及取得初始監(jiān)測值、現場監(jiān)測、提交監(jiān)測結果、報送周（月）報和編寫總結報告。6) 根據監(jiān)測精度要求，應減小系統(tǒng)誤差，控制偶然誤差，避免人為錯誤。應經常采用相關方法對誤差進行監(jiān)測分析。7) 監(jiān)控量測組負責測點的埋設、日常測量、數據處理和儀器保養(yǎng)維修及送檢等工作，并及時將監(jiān)控量測信息反饋于施工和設計。4.2監(jiān)控量測項目

6、和技術要求1) 隧道監(jiān)控量測的項目應根據工程特點、規(guī)模和設計要求綜合選定。量測項目可分為必測項目和選測項目兩大類（見表4-1和表4-2）。必測項目在采用噴錨構筑法施工時必須進行；選測項目應根據工程規(guī)模、地質條件、隧道埋深、開挖方法及其他要求進行選擇。表4-1.監(jiān)控量測必測項目序號監(jiān)測項目常用量測儀器備注1洞內、外觀察現場觀測、數碼相機、羅盤儀2拱頂下沉水準儀、鋼掛尺或全站儀3凈空變化收斂儀、全站儀4地表沉降水準儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段表4-2.監(jiān)控量測選測項目序號監(jiān)測項目常用量測儀器1圍巖壓力壓力盒2鋼架內力鋼筋計、應變計3噴混凝土內力混凝土應變計4二次襯砌內力混凝土應變計、鋼筋計5初期支

7、護與二次襯砌間接觸壓力壓力盒6錨桿軸力鋼筋計7隧底隆起水準儀、銦鋼尺或全站儀8圍巖內部位移多點位移計9爆破振動振動傳感器、記錄儀10孔隙水壓力水壓計11水量三角堰、流量計12縱向位移多點位移計、全站儀2) 隧道開挖后應及時進行地質素描，有條件時應進行數碼成像技術。3) 初期支護完成后應進行噴層表面裂縫的觀察和記錄。4) 分部開挖法施工的隧道，每個分部施工中應根據工程特點在表4-1、表4-2中所列項目選擇必測項目。5) 淺埋隧道地表沉降測點應在隧道開挖前布設。地表沉降測點和隧道內測點應布置在同一里程斷面。一般條件下地表沉降測點縱向間距應按表4-3要求布置。表4-3.地表沉降測點縱向間距埋深與開挖

8、寬度縱向測點間距（m）2BH02.5B20-50BH02B10-20H0B5-10注：H0隧道埋深；B隧道最大開挖寬度。6) 地表沉降測點橫向間距為25m，在隧道中線附近測點應適當加密，隧道中線兩側范圍應不小于H0+B，地表有控制型建筑物時，量測范圍應適當加寬，測點布置見下圖。地表沉降橫向測點布置示意圖7) 拱頂下沉測點和凈空變化測點應布置在同一斷面上。監(jiān)測斷面及測點按表4-4要求布置。拱頂下沉測點原則上設置在拱頂軸線附近。表4-4.必測項目監(jiān)測斷面間距圍巖級別斷面間距（m）-5-1010-3030-50注：級圍巖視具體情況確定間距。8) 凈空變化量測側線數，參照表4-5布置。表4-5.凈空變

9、化量測側線數地段開挖方法一般地段特殊地段全斷面法一條水平側線-臺階法每臺階一條水平測線每臺階一條水平測線，兩條斜側線分部開挖法每分部一條水平側線上部每分部一條水平側線，兩條斜側線，其余分部一條水平側線9) 選測項目應根據設計和施工的特殊要求確定，監(jiān)測斷面應視需要而定，優(yōu)先在施工初始階段布置。10) 不同斷面的測點應布置在相同部位，測點應盡量對稱布置，以便數據的相互驗證。11) 必測項目的監(jiān)測頻率應根據測點的距開挖面的距離及位移速度分別按表4-6和表4-7確定。表4-6.按距開挖面距離的監(jiān)測頻率監(jiān)測斷面距開挖面距離監(jiān)測頻率（0-1）B2次/d（1-2）B一次/d（2-5）B一次/2-3d5B一次

10、/7d注：1、B隧道最大開挖寬度。2、出現異常情況或不良地質時，應增大監(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。表4-7.按位移速度確定的監(jiān)測頻率位移速度監(jiān)測頻率52次/d1-5一次/d0.5-1一次/2-3d0.5一次/7d12) 監(jiān)控量測控制基準應包括隧道內位移、地表沉降、爆破振動的控制基準。(1) 地表沉降控制基準根據地層穩(wěn)定性、周圍建筑物的安全要求分別確定，取最小值。(2) 爆破振動控制基準根據支護結構、邊坡穩(wěn)定性、周圍建筑物的安全性確定。(3) 位移控制基準根據測點距開挖面的距離，可參考表4-8要求確定。表4-8.位移控制基

11、準類別距開挖面1B(U1B)據開挖面2B(U2B)據開挖面較遠允許值65%U090%U0100% U0注：B隧道最大開挖寬度；U0極限相對位移值。13) 位移管理等級按三級管理，相應的位移管理等級見表4-9。表4-9.位移管理等級管理等級距開挖面1B距開挖面2BUU1B/3UU2B/3U1B/3U2 U1B/3U2B/3U2 U2B/3U2 U1B/3U2 U2B/3注：U實測位移值。14) 爆破振動控制基準按表4-10控制，并應滿足下列要求：表4-10.爆破振動安全允許標準序號保護對象類別安全允許振速（cm/s）10Hz10-50Hz50-100Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋0.5-1.00

12、.7-1.21.1-1.52一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物2.0-2.52.3-2.82.7-3.03鋼筋混凝土結構房屋0-4.03.5-4.54.2-5.04一般古建筑物和古跡0.1-0.30.2-0.40.3-0.55水工隧道7-156交通隧道10-207礦山巷道15-308水電站及發(fā)電廠中心控制室設備0.59新澆大體積混凝土：齡期：初凝-3d齡期：初凝3-7d齡期:7-28d2.0-3.03.0-7.07.0-12注：1、表列頻率為主振頻率，系指最大振幅所對應波的頻率。2、頻率范圍可根據類似工程或現場實測波形選取。選取頻率時亦可參照下列數據：洞室爆破20Hz；深孔爆破10-60Hz；淺

13、孔爆破40-100Hz。3、有特殊要求的根據現場具體情況確定。、選取建筑物安全允許振速時，應綜合考慮建筑物的重要性、建筑質量、新舊程度、自振頻率、第幾條件等因素。、省級以上（含省級）重點保護古建筑與古跡的安全允許振速，應經專家論證選取，并報相應文物管理部門批準。、選取隧道、巷道安全允許振速時，應綜合考慮構筑物的重要性、圍巖狀況、斷面大小、深埋大小、爆源方向、地震振動頻率等因素。、非擋水新澆大體積混凝土的安全允許振速，可按本表給出的上限值選取。15) 測試儀器的精度應滿足表4-11及表4-12的要求，測試儀器的量程應滿足設計要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。表4-11監(jiān)控量測必測項目測試精

14、度序號監(jiān)測項目測試精度1拱頂下沉0.5-1mm2凈空收斂0.5-1mm3地表沉降0.5-1mm表4-12監(jiān)控量測選測項目測試精度序號監(jiān)測項目測試精度1圍巖與初期支護接觸壓力0.5%F.S.2噴混凝土應變0.1%F.S.3鋼架應力拉伸0.5%F.S.，壓縮1.0%F.S.4初期支護與二次襯砌接觸壓力0.5%F.S.5二次襯砌內應力0.1%F.S.6圍巖內部位移0.1mm7隧底隆起0.5-1mm8爆破振動速度1mm/s注：F.S.儀器滿量程。5.監(jiān)控量測方法1)現場監(jiān)測應根據設計文件的要求進行測點埋設、日常量測和數據處理，及時反饋信息，并根據地質條件的變化和施工異常情況，及時調整監(jiān)控量測計劃。2)

15、現場測點讀數應讀三次，取其平均值，并詳細記錄。3)施工過程中應進行洞內、外觀察，洞內觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分，其內容如下：(1)開挖工作面觀察應在每次開挖后進行，及時繪制開挖工作面地質素描圖、數碼成像、填寫開挖工作面觀察表和施工階段圍巖級別判定卡，并寫勘察資料進行對比，記錄噴混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)。(2)洞外觀察重點應在洞口段和動身淺埋段，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。4) 隧道凈空收斂量測可采用收斂儀或全站儀進行。(1) 采用收斂儀量測時，測點采用焊接或鉆孔預埋。(2) 采用全站儀量測時，測點應采用膜片式回復反射器作為測點靶標，靶標

16、粘附在預埋件上，觀測方法包括自由設站和固定設站兩種。5)拱頂下沉量測可采用精密水準儀和鋼掛尺或全站儀進行，在隧道拱頂軸線附近通過焊接或鉆孔預埋測點，測點應與隧道外監(jiān)測基點進行聯測。6)地表沉降監(jiān)測可采用精密水準儀、銦鋼水準尺進行?；c應設置在地表沉降影響范圍之外。測點采用地表鉆孔埋設，測點四周用水泥砂漿固定。當采用常規(guī)水準測量手段出現困難時，可采用全站儀量測。7)圍巖內變形量測可采用多點位移計，多點位移計應鉆孔埋設，通過配套的設備讀數。8)振弦式傳感器通過頻率接收儀獲得頻率讀數，依據頻率量測參數率確定曲線，換算出相應量測參數值。9)光纖光柵傳感器通過光纖光柵接收儀獲得讀數，換算出相應量測參數值

17、。10)鋼架應力量測可采用振弦式傳感器、光纖光柵傳感器，傳感器應成對埋設在鋼架的內、外側，并應滿足下列要求：(1) 采用振弦式鋼筋計進行型鋼應力或應變量測時，應把傳感器焊接在鋼架翼緣內測點位置。(2) 采用振弦式鋼筋計進行格柵拱架應力量測時，應將格柵主筋截斷并把鋼筋計對焊在截斷部位。 (3) 采用光纖光柵傳感器進行型鋼或格柵拱架應力量測時，應把光纖光柵傳感器焊接或黏貼在相應測點位置。11)接觸壓力量測可采用振弦式傳感器，傳感器與接觸面要求緊密接觸。12)混凝土應變量測可采用振弦式傳感器、光纖光柵傳感器，傳感器固定于混凝土結構內的相應測點位置。13)爆破振動速度監(jiān)測可采用振動速度傳感器和相應的數

18、據采集設備。傳感器固定在預埋件上 ，通過爆破振動儀自動記錄振動速度，分析振動波形和振動衰減規(guī)律。14)孔隙水壓監(jiān)測可采用水壓計進行，水壓計應埋入帶刻槽的測點位置，采取措施確保水壓計直接與水接觸。通過數據采集設備獲得各測點讀數，并換算出相應孔隙水壓力值。15)滲漏水量監(jiān)測可采用三角堰、流量計進行。6.量測數據處理與運用1) 監(jiān)控量測數據的分析處理應包括監(jiān)測資料的整理、計算和分析。2) 每次觀測后應立即對原始觀測數據進行核對和整理，包括原始觀測值的校正、物理量的計算、填表制圖，誤差處理、異常值的剔除、初步分析等，并將校驗過的數據輸入數據庫管理系統(tǒng)。3) 監(jiān)控量測數據的計算分析主要包括以下內容：(1

19、)拱頂下沉、凈空收斂的位移量，繪制時態(tài)曲線。(2)圍巖壓力與支護間接觸壓力值，繪制時態(tài)曲線和斷面壓力分布圖。(3)初期支護、二次襯砌應力（應變）值，繪制時態(tài)曲線，反算結構內力并繪制斷面內力分布圖。(4)地表沉降值，繪制橫向和縱向時態(tài)曲線。(5)孔隙水壓力值，繪制孔隙水壓力的時態(tài)曲線及孔隙水壓力與深度的關系曲線。(6)爆破振動速度，繪制振動速度與測點至震源距離關系曲線。4) 在分析檢測數據時，根據散點圖進行回歸分析，可采用如下指數模型：U=A(e-B/t-e-B/t0)式中 U變形值； A,B回歸系數 T0測點初始觀測時間（d） T-測點的觀測時間（d）。5) 應力（應變）監(jiān)測結果可參照位移回歸

20、分析進行。6) 爆破振動安全允許距離，可根據爆破振動速度按下式計算。R=(K/V)1/aQ1/3式中 R-爆破振動安全允許距離（m）； Q-炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量（kg）； V-保護對象所在地質點振動安全允許速度（cm/s）； K,a-與爆破點至計算保護對象間的地形、地質條件有關的系數和衰減指數，可按表6-1選取，或通過現場試驗確定。表6-1爆破區(qū)不同巖性的K、a值巖性Ka堅硬巖50-1501.3-1.5中硬巖150-2501.5-1.8軟巖250-3501.8-2.07) 監(jiān)控量測信息反饋方法可采用經驗類比法或理論分析方法。監(jiān)控量測信息反饋程序見下圖。開始施工設計施工方案相關參數監(jiān)控量測隧道施工量測數據分析處理回歸分析動態(tài)分析綜合分析結構安全和經濟性判斷經濟類別理論分析標準評判結構是否安全結構是否經濟結束支護相關參數襯砌類型相關