隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導書secret.doc

京包鐵路xx至xx段增建第二雙線工程XXXX標段隧道工程編號：XXXX-S-23隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導書單位： xxxx局xx增建第二雙線工程指揮部編制： xxx 審核： xxx 批準： xxx 2009年4月15日發(fā)布 2009年4月15日實施xx鐵路隧道工程隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導書1、適用范圍適用于京包鐵路xx至xx段增建第二雙線工程第三標段隧道測量施工作業(yè)。2、技術準備2.1內業(yè)技術準備作業(yè)指導書編制后 ，應在開工之前組織技術人員認真學習實施性施工組織設計，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規(guī)范和技術標準。制定施工安全保證措施，提出應急預案。對施工人員進行技術交底，對參加施工人員進行上崗前技術培訓，考核合格后持證上崗。2.2外業(yè)技術準備施工中所涉及的各種外部數據收集。修建生活房屋，配齊生活、辦公設施，滿足主要管理、技術人員進場生活、辦公需要。3、技術要求隧道施工必須以監(jiān)控量測為中心環(huán)節(jié)，以監(jiān)控量測數據的收集和分析指導施工生產，監(jiān)控量測的目的是：監(jiān)測圍巖變形和壓力情況，驗證支護襯砌的設計效果，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全，掌握圍巖和支護的狀態(tài)，根據監(jiān)測數據和分析結果進行日常施工管理；提供判斷圍巖和支護系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據，通過監(jiān)測數據的連續(xù)變化，分析支護結構的作用及效果，確定二襯和仰拱的施作時間；通過對量測數據的分析處理，掌握地層穩(wěn)定性變化規(guī)律，預見事故和險情，為大變形發(fā)展情況及研究、決策提供基礎資料，作為調整和修正支護設計參數及施工方法的依據，提供圍巖和支護襯砌最終穩(wěn)定的信息；將監(jiān)控量測結果及時反饋于隧道設計、施工、建設管理中，確定施工管理等級；積累資料，供以后工程設計、施工參考。4、施工程序與工藝流程4.1隧道監(jiān)控量測貫穿整個隧道的開挖過程。施工程序包括：隧道開挖及初期支護 布置圍巖量測點 監(jiān)控量測 數據分析 信息反饋 后序工程施工 4.2工藝流程見工藝流程圖。5、施工要求5.1 監(jiān)控量測內容與計劃正洞開挖支護監(jiān)控量測項目包括：洞內外觀察、水平相對凈空變化量測、拱頂下沉量測、淺埋地段地表下沉量測。監(jiān)控量測計劃的內容應包括：量測項目及方法、測量儀器的選擇、測點布、量測頻率、數據處理及量測作業(yè)人員的組織等。5.2施工工藝5.2.1洞內外觀察（1）洞內外觀察分開挖工作面觀察、已施工區(qū)段觀察以及地表觀察，開挖工作面觀察應在每天開挖后進行一次，內容包括節(jié)理裂隙發(fā)育情況、工作面穩(wěn)定狀態(tài)、圍巖變形等。當地質情況基本無變化時，可每天進行一次，觀察后應繪制開挖工作面略圖并作好地質素描，填寫工作面狀態(tài)記錄表及圍巖級別判定卡。（2）對已施工區(qū)段的觀察每天至少一次，觀察內容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的狀況以及施工質量是否符合規(guī)范的要求。（3）洞外觀察包括洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩(wěn)定、地表水滲透的觀察。（4）在觀察過程中如發(fā)現地質條件惡化，初期支護發(fā)生異?，F象，應立即通知施工負責人采取應急措施，并派專人進行不間斷觀察。5.2.2拱頂下沉及水平相對凈空變化量測拱頂下沉及水平相對凈空變化量測應在同一斷面進行，根據圍巖級別、隧道尺寸和埋深等，沿隧道縱向在拱頂和邊墻中部布設測點。拱頂下沉及收斂量測在整個隧道進行。拱頂下沉及凈空變形量測斷面的間距應根據圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性等確定，宜為1050m，在級圍巖的隧道中可適當加大測點間距，在地質變化處應加密量測斷面。量測斷面間距及測點數量可參考表選定。量測斷面間距及測點數量表圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點數量水平收斂量測拱頂下沉量測、0510二條基線一點2030二條基線一點3050一條基線一點80100一條基線一點凈空變形量測應在每次開挖后盡早進行。初讀數應在開挖后12h內讀取，最遲不得大于24h，而且在下一循環(huán)開挖前必須完成初讀數。測點應牢固可靠，易于識別，用紅油漆標明里程和測點的編號，妥善保護，防止爆破和其它情況的破壞，量測點上不懸掛其它任何物品。拱頂量測后視測點必須埋設在穩(wěn)定巖面上，并和洞內水準點建立聯(lián)系。根據收斂儀掛鉤的要求，水平收斂和拱頂下沉量測點采用8的膨脹螺栓加工焊于拱架上或打在巖石上。量測應選擇精度適當，性能可靠、使用及攜帶方便的儀器。變形量測可選用電阻式或電感式儀器，儀器使用前必須經過嚴格標定。水平相對凈空變化量測線的布置應根據施工方法、地質條件、量測面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。在地質條件良好，采用全斷面開挖方式時?？稍O一條水平測線。當采用臺階開挖方式時，可在拱腰和邊墻部位各設一條水平線。拱頂下沉量測應與水平相對凈空變化量測在同一量測斷面內進行，可采用水準儀等測定下沉量。當地質條件復雜，下沉量大或偏壓明顯時，除量測拱頂下沉外，尚應量測拱腰下沉及基底隆起量。拱頂下沉量測與水平凈空相對變化量測宜用相同的量測頻率，應從表中根據變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的一個量測頻率。量測頻率表 （注：B表示隧道開挖寬度）變形速度（mm/d）量測斷面距開挖工作的距離（m）量測頻率5(01)B(12)次/d15(12)B1次/d0.51(12)B1次(23d)0.20.5(25)B1次/2d0.25B1次/周5.2.3淺埋地段地表下沉量測（1）隧道淺埋段開挖后圍巖難以自穩(wěn)成拱，地表易沉陷，為了確保淺埋段的施工安全，進行地表沉降監(jiān)測。布點原則為：在13倍的洞徑范圍進行，量測斷面布置與洞內一致，每個斷面上的測點間距為25m。同時在橫向依據實際情況選定主斷面，沿主斷面布設測點，以了解地表沉降的橫向影響范圍。地表下沉量測應根據隧道埋置深度、地質條件、地表有無建筑物、所采用的開挖方式等因素確定。地表下沉量測的測點應與水平凈空相對變化和拱頂下沉量測的測點布置在同一橫斷面內，沿隧道中線，地表下沉量測斷面的間距可按表采用。地表下沉量測斷面間距表隧道埋深H（m）量測斷面間距（m）H2B2050BH2B1020HB10注：無地表建筑物時取表內上限值；B表示隧道開挖寬度。（2）橫斷面方向地表下沉量測的測點間隔應25m，在一個量測斷面內應設711個測點。（3）地表下沉量測應在開挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)處開始，直到襯砌結構封閉，下沉基本停止為止。（4）地表下沉的量測頻率應和拱頂下沉及水平相對凈空變化的量測頻率相同。各項量測作業(yè)均應持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后13周。錨桿軸力、圍巖壓力、襯砌應力等的量測，開始時應和同一斷面的變形量測頻率相同，當量測值變化不大時，可降低量測頻率，從每一周一次到每月一次，直到無變化為止。5.2.4量測目的洞內外觀察、凈空水平收斂量測、拱頂下沉量測以及淺埋隧道地表下沉量測四個必測項目，為日常施工管理提供有關數據資料。必測項目的監(jiān)控量測方法與要求見下表，選測項目的監(jiān)控量測方法與要求見下表。雙側壁導坑法測點布置示意圖臺階法測點布置示意圖選測項目的監(jiān)控量測方法與要求表量測項目測點布置量測方法與要求選測 項 目圍巖與支護間的接觸應力單點、多點桿式或鋼絲式位移計在軟弱圍巖中進行，斷面間距 1020m，測點對稱布置，每個標準單線斷面可設約24 個測點。格柵、鋼架主筋應力量測壓力傳感器、鋼筋計在軟弱圍巖中進行，測點和圍巖與支護間接觸應力同一斷面。每個斷面上布置約 1520個測點，對稱布置。錨桿抗拔力ML-150B型錨桿拉拔儀一般每10m一個斷面，每個斷面至少做三根錨桿。圍巖內位移單點、多點桿式或鋼絲式位移計每隔1020m一個斷面，每個斷面12測點。必須項目的監(jiān)控量測方法與要求表量測項目測 點 布 置量 測 方 法 與 要 求必測 項目洞內外觀 察1.洞外觀察包括地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的 穩(wěn)定、地表水滲透的觀察。2.洞內觀察a 掌子面觀察b 支護結構觀察目測觀察方法,對圍巖和支護作以下觀察:1地質觀察:隧道在爆破后一次噴混凝土前進行,每次開挖后均應繪制地質素描圖,用以核對圍巖級別及判斷支護的穩(wěn)定性。2.檢查噴射混凝土有無裂損及發(fā)展,錨 桿有無松動,并做好相應記錄。凈空水 平收斂 量測隧道最大跨處及以上3.00m左右兩側對稱布置量測樁,每個量測斷面設 4 個收斂樁,量測斷面間距要據圍巖類別確定;IV 級圍巖地段 20m。采用坑道收斂計進行量測,開挖后按要求迅速安裝收斂樁并編號,初讀數應在開放后 12h 內讀取,最遲不得大于24h,而且在下一循環(huán)開挖前獲取初讀數,測點應牢固可靠,易于識別并妥為保護.量測頻率詳見“監(jiān)控量測 設計圖（一）”拱頂下 沉量測正洞拱頂設一個下沉樁, 量測斷面面間距與凈空水平收斂量測一致。噴射混凝土后應迅速在測點處設固定樁,采用精密水準儀和收斂計鋼尺進行量測。在兩端洞外各設一水準基點供洞內拱頂下沉量測用,量測頻率用其它要求同凈空水平收斂測要求。淺埋隧 道地表 下沉量 測斷面布置宜與洞內水平凈 空變化和拱頂下沉在同一橫斷面內,在一個量測斷面內應設3個測點。地表下沉量測應在開挖工作面前方Hh（隧道埋置深度隧道高度）處開始,直到開挖面后方約（35）B 或該處襯砌結構封閉,下沉基本停止時為止。地表監(jiān)控量測根據淺埋隧道段的情況，橫斷面上測點為25m，橫斷面間距見下表。在隧道中線附近測點應適當加密，隧道中線兩側范圍不應小于H0+B，地表有控制性建（構）筑物時，量測范圍應適當加寬。其測點布置如下圖。圍巖級別量測斷面間距（m）V（淺埋）5V（深埋）10IV（淺埋）1015IV（深埋）2030III50II80淺埋隧道地表量測測點布置示意圖5.2.5項目量測頻率洞內觀察分為開挖工作面觀察和初期支護狀況觀察兩部分。開挖工作面觀察應在每次開挖后進行,地質情況基本無變化時,可每天進行一次。對初期支護觀察也應每天至少進行一次,觀察內容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的支護狀況。洞外觀察包括地表情況、沉陷、邊仰坡穩(wěn)定、地表水滲透等觀察。凈空水平收斂量測和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。實際量測頻率應從表中根據變形速度和距開挖工作面距離選擇一個較高的量測頻率。項目量測頻率見下表。量測頻率表變形速度(mm/d)量測斷面距開挖工作面距離量測頻率5（01）B2 次/天15(12)B1 次/天0.51（12）B1 次/2 天0.20.5（25）B1 次/2 天5B1 次/7 天注：B為隧道開挖寬度量測管理各預埋測點牢固可靠，易于識別并妥善保護，不得任意撤換和破壞，并建立量測點埋設的記錄資料。量測工作按計劃實施，不得中斷。根據量測資料進行回歸分析得出圍巖總位移值及變化規(guī)律后，將其值與規(guī)范規(guī)定值進行比較：當計算值小于或等于規(guī)范規(guī)定值時，可將回歸分析值作為圍巖變形控制依據。量測數據要及時、準確，量測結果及時報告，以便掌握動態(tài)信息。記錄要正規(guī)，資料要齊全，計算要正確，以便為竣工文件積累資料。5.2.6量測資料的處理及應用（1）繪制圖表，指導施工根據現場監(jiān)控量測數據,及時繪制水平相對凈空變化、拱頂下沉時態(tài)曲線和凈空水平收斂、拱頂下沉與距開挖工作面距離的關系圖等。根據量測結果及鐵路隧道噴錨構筑法技術規(guī)范的規(guī)定,根據變形管理等級指導施工。具體量測等級見“量測管理等級表”。(2)及時反饋，確保施工措施安全合理觀察及量測以現異常時，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：噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫、位移速度除在最初12天允許有加速外，應迅速減少、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。量測管理等級表 管理等級管理位移施工狀態(tài)U2 U0/3應采取特殊措施復合式襯砌施工的監(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8090%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,并根據監(jiān)控量測信息反饋,及時修正襯砌參數,確保施工和運營安全及更經濟合理。5.2.7監(jiān)控量測資料的整理與反饋(1)拱頂下沉、水平凈空變化量測數據按表格式記錄。 量測數據記錄表 項目序 號時 間測 值總位移(m)變形速度（mm/d）距開挖面距離（m）工 序 及施作時間初讀數第一次第二次(2)根據現場量測數據繪制位移-時間曲線或散點圖，在位移-時間曲線趨平緩時應進行回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。當位移-時間曲線出現反彎點，即位移出現反常的急劇增加現象，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，應加強支護，必要時應停止掘進，采取必要的安全措施。(3)把原始數據通過一定的方法，如大小順序，用頻率分布的形式把一組數據分布情況顯示出來，進行數據的數字特征計算以及離群數據的取舍。(4)數據分析和曲線擬合繪制量測數據的時態(tài)變化曲線圖（即位移速度隨時間變化曲線圖，如圖1所示）和位移量與開挖面距離曲線圖（如圖2所示）。位移速度（mm/d）時間t（d）圖1 位移速度隨時間變化曲線圖 位移量U(m)（mm/d）距離s(m)圖2 位移量與開挖面距離曲線圖在取得足夠的數據后，還應根據散點圖的數據分布狀況，選擇合適的函數，對監(jiān)測結構和建筑物的安全狀況，防患于未然。還可通過插值法，在實測數據的基礎上采用函數近似的方法，求得符合測量規(guī)律而又未實測到的數據。常用的回歸函數有：對數函數 指數函數 雙曲函數 式中：U -變形值（或應力值）；A、B -回歸系數；t、t0 -測點的觀測時間（day）；T -量測時距開挖時的時間（day）。以上三種回歸函數，雙曲函數的相關系數的絕對值最接近1，回歸精度較高,故選用雙曲函數來預測最終收斂情況。(5)為確保監(jiān)測結果的質量，加快信息反饋的速度，全部監(jiān)測數據均由計算機管理，每次監(jiān)測必須有監(jiān)測結果，及時上報監(jiān)測日報表，并附上相對應的測點位移或應力時態(tài)曲線圖,對施工情況進行評價并提出施工建議。(6)量測過程中如發(fā)現異?，F象或與設計不符時，應及時提出，以便修改支護參數。6、勞動組織6.1量測組織機構為確保隧道的施工安全和質量，為隧道施工、管理、決策提供基礎數據，項目部各隧道施工工程局成立專門量測機構，由總工程師負責，組織機構逐級分工負責。6.2 負責人(1)負責傳達上級和作業(yè)隊有關量測的要求和指示;(2)組織編制、優(yōu)化量測實施方案，審查通過后組織實施；(3)確保量測中的人員、資源配置滿足量測工作需要；(4)對監(jiān)控量測的報表和分析報告審核把關，對現場量測中出現的異常問題及時處理，重大異常情況向指揮部分管隧道的副總工程師和主要領導匯報，負責會同作業(yè)隊隊長根據量測分析資料制定內部量測施工管理等級并指導施工;每天必須對量測工作進行不少于一次的督促與指導。6.3 數據分析處理小組(1)負責編制量測斷面實施計劃，并按批準的量測計劃組織實施，進行動態(tài)優(yōu)化調整，編制作業(yè)指導書并負責量測指導書的交底和組織實施；(2)檢查指導書量測斷面及測點的埋設，確保量測項目、測點數量、量測頻率等符合設計、規(guī)范及有關要求；(3)負責量測數據的分析處理，并對初期支護和二次襯砌結構的穩(wěn)定性作出評價，提出管理等級建議；(4)每天將簽認后的量測報告和分析報告向隊總工程師提交，并向分管生產的副隊長匯報分析結論。6.4 現場量測小組(1)負責按量測計劃進行斷面的現場設置、埋點布設，按規(guī)定的量測方法和量測頻率組織量測，負責提交原始量測數據。量測原始記錄不得涂改，并將資料保持完好；(2)對量測原始數據做初步計算，將每天變形數據以規(guī)定的表格形式提交給監(jiān)控數據分析人員，對數據的真實性和完整性負責。7、設備機具備置7.1 監(jiān)控量測儀器設備水平收斂、拱頂下沉量測、圍巖及支護狀態(tài)和淺埋地表下沉量測的方法、儀器和精度要求見表。監(jiān)控量測儀器設備序