滬昆鐵路某標段隧道圍巖監(jiān)控量測方案

1、中鐵大橋局滬昆鐵路客運專線cktj-1標苞谷壟隧道監(jiān)控量測方案中國中鐵中鐵大橋局滬昆客專長昆湖南段項目經(jīng)理部 二0一一年一月 中鐵大橋局滬昆鐵路客運專線cktj-1標苞谷壟隧道監(jiān)控量測方案編制： 審核： 審批： 中鐵大橋局集團有限公司中鐵大橋局滬昆客專長昆湖南段項目經(jīng)理部20111目 錄1編制依據(jù)32編制范圍33工程概況33.1工程簡述34監(jiān)控量測的概念和必要性35監(jiān)控量測的目的46監(jiān)控量測組織機構(gòu)47量測項目及儀器設備57.1監(jiān)控量測工作流程圖57.2監(jiān)控量測必測項目及主要儀器67.3監(jiān)控量測選測項目及主要儀器68監(jiān)控量測測點布置、量測斷面、監(jiān)控量測頻率68.1監(jiān)控量測點布置和量測斷面68.

2、1.1地表沉降監(jiān)測點68.1.2洞內(nèi)監(jiān)控量測88.2監(jiān)控量測頻率119數(shù)據(jù)分析及反饋1210監(jiān)測成果資料1711安全技術(shù)措施1912監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施19苞谷壟隧道監(jiān)控量測方案1編制依據(jù)1 鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程(tb1021-2007)2 鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程3 滬昆鐵路客運專線湖南有限責任公司隧道施工監(jiān)控量測實施細則4 客運專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南5 客運專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標準（修訂）鐵建設【2007】號。2編制范圍新建滬昆鐵路客運專線長沙至昆明段（湖南段）工程cktj-1標段苞谷壟隧道，起訖里程dk24+480dk24+900。3工程概況3.1工程簡述苞谷壟

3、隧道位于湖南省湘潭市境內(nèi)，為單洞雙線隧道，全長420m，起訖里程為dk24+480dk24+900，全線位于直線上。隧道最大埋深約29.86m，地貌屬低山丘陵區(qū)，測區(qū)內(nèi)山體未見基巖出露，進出口山坡相對自然坡度為30度到40度，隧道進口和出口分別設置明洞開挖，進口明洞長6米，出口明洞長81米。本隧道除明洞、洞門段外，其余均采用復合式襯砌，明洞采用對稱路塹式明洞，洞門采用帽檐式洞門，dk24+505+800段采用vc型復合式襯砌。4監(jiān)控量測的概念和必要性4.1監(jiān)控量測的概念隧道施工中對圍巖、地表、支護結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定狀態(tài)，以及周邊環(huán)境動態(tài)進行的經(jīng)常性觀察和量測工作。它是保證工程質(zhì)量的重要措施，也是

4、判斷圍巖和襯砌是否穩(wěn)定，保證施工安全，指導施工順序，進行施工管理，提供設計信息的主要手段。4.2監(jiān)控量的必要性1 隧道工程作為工程建筑物，受力特點與地面工程有很大的差別。由于隧道處于千變?nèi)f化的巖體之中，其所受外力是不明確的，施工過程中應采用量測手段掌握受力情況。2 隧道在開挖、支護、成形、運營的過程中，自始自終都存在受力狀態(tài)變化這一特性，監(jiān)控量測可以了解變化情況。3 隧道監(jiān)控量測是隧道施工安全的哨兵，是確保隧道安全施工的前提條件。5監(jiān)控量測的目的1 確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性；2 驗證支護結(jié)構(gòu)效果，確認支護參數(shù)和施工方法的準確性或為調(diào)整支護參數(shù)和施工方法提供依據(jù)；3 確定二次襯砌施做時間；

5、4 監(jiān)控工程對周圍環(huán)境影響；5 積累量測數(shù)據(jù)，為信息化設計與施工提供依據(jù)；6 通過監(jiān)控量測了解該工程條件下所表現(xiàn)、反映出來的一些隧道工程規(guī)律和特點，為今后類似工程發(fā)展提供借鑒、依據(jù)和指導作用。6監(jiān)控量測組織機構(gòu)項目部成立監(jiān)控量測領導小組，隧道施工現(xiàn)場成立監(jiān)控量測小組，配備專業(yè)監(jiān)控量測人員和監(jiān)控量測設備，由項目部統(tǒng)一管理。綜合管理部組長：項目經(jīng)理安全管理部工程管理部副組長：總工程師副組長：項目副經(jīng)理 監(jiān)控量測管理領導小組現(xiàn)場監(jiān)控量測小組鄧富川組長：趙家仁宋漢橋張建林7量測項目及儀器設備結(jié)合本隧道工程特點、規(guī)模大小和設計要求綜合選定監(jiān)測項目。確定的監(jiān)控量測的項目分為必測項目和選測項目。必測項目在施

6、工中必須進行，選測項目根據(jù)隧道地質(zhì)條件、開挖方法及其它特殊要求有選擇地進行。另外根據(jù)現(xiàn)場施工具體情況及時調(diào)整或增加量測內(nèi)容。7.1監(jiān)控量測工作流程圖施工中將現(xiàn)場監(jiān)控量測作為工序引入作業(yè)循環(huán)，并結(jié)合地質(zhì)預報作出評價，優(yōu)化設計參數(shù)，實施動態(tài)管理。按照圖“監(jiān)控量測工作流程圖”分析、研究地質(zhì)勘查資料制定監(jiān)控量測計劃施工監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理開挖工作面狀態(tài)評價安全否否已施工區(qū)段的支護加強施工方法變更支護加強的支護加強是經(jīng)濟否是施工完成否是結(jié)束否否施工方法變更支護減弱7.2監(jiān)控量測必測項目及主要儀器必測項目表序號監(jiān)測項目測試方法和儀器測試精度備注1洞內(nèi)外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機2洞內(nèi)凈空收斂全站儀 、電子水準儀和

7、收斂儀0.1mm3拱頂下沉電子水準儀0.51mm4地表下沉電子水準儀0.51mm淺埋隧道必測（h02b）7.3監(jiān)控量測選測項目及主要儀器選測項目表序 號監(jiān)控量測項目常用量測儀器1初期支護與二次襯砌間接觸壓力壓力盒2圍巖內(nèi)部位移多點位移計3隧底隆起水準儀、銦鋼尺或全站儀4縱向位移多點位移計、全站儀8監(jiān)控量測測點布置、量測斷面、監(jiān)控量測頻率8.1監(jiān)控量測點布置和量測斷面8.1.1地表沉降監(jiān)測點地表監(jiān)測點宜與拱頂下沉、凈空收斂監(jiān)測點設在同一斷面上。為掌握地表沉降范圍，在與隧道中線垂直的橫斷面上布置測點,間距25m，在一個斷面上布置711個點，靠近中線位置測點適當加密，量測范圍為中線兩側(cè)不小于ho+b

8、, 地表有控制性建（構(gòu)）筑物時，測量范圍應適當加寬。明挖段量測范圍為基坑開挖邊線兩側(cè)不小于3倍開挖深度。地表有控制性建筑物時，測量范圍應適當加寬。其測點布置如下圖所示。測點埋設：在地表開挖90cm深基坑，澆筑混凝土基礎，同時放入長300mm，直徑22mm的圓頭鋼筋，外露5mm，四周填實。在開挖影響范圍以外設置水平基準點23個,水平基準點埋設方法見基準點布置示意圖?；鶞庶c布置示意圖（單位cm）8.1.2洞內(nèi)監(jiān)控量測1 洞內(nèi)觀察開挖后及初支后及時采用肉眼觀察和地質(zhì)羅盤儀對開挖面揭示的地質(zhì)情況進行描述，包括圍巖巖性、巖質(zhì)、斷層破碎帶、節(jié)理裂隙發(fā)育程度和方向、有無松散坍塌、剝落掉塊現(xiàn)象、有無滲漏水等；

9、初期支護狀態(tài)包括噴層是否產(chǎn)生裂隙、剝離和剪切破壞、鋼支撐是否壓屈進行觀察分析。詳細描述、記錄、并予以評估，作為支護參數(shù)選擇的參考及量測等級選擇的依據(jù)。2 洞內(nèi)凈空收斂監(jiān)測點凈空收斂點量測斷面間距根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性確定，參考下表確定。必測項目監(jiān)控量測斷面間距表圍巖級別斷面間距（m）5凈空收斂量測點距開挖面應小于12m，在每次開挖后盡早埋設讀數(shù)，初始讀數(shù)應在開挖后12h內(nèi)讀取，最遲不得大于24h，而且在下一循環(huán)前必須完成初期支護變形的讀數(shù)。測線布置和數(shù)量與地質(zhì)條件、開挖方法、位移速度等因素有關(guān)，本隧道主要采用三臺階法、及雙側(cè)壁導坑法施工，其主要布置形式見圖“拱頂下沉和

10、凈空收斂測線布置圖”測點盡量采用非接觸式量測，當采用接觸式量測時，測點掛鉤應做成閉合三角形，測點鋼筋必須伸入圍巖不小于20cm。3 拱頂下沉監(jiān)測點洞內(nèi)監(jiān)測點不得焊于鋼架上，必須單獨打孔直接安裝于巖體中，預埋測點由鋼筋加工而成，采用沖擊電錘或風鉆鉆孔，埋入鋼筋采用直徑不小于20mm的螺紋鋼，前端外露鋼筋與埋入鋼筋焊接，直徑不小于6mm，加工成三角形鉤。測點用快凝水泥或錨固劑與圍巖錨固穩(wěn)定，埋入圍巖深度不小于20cm，若圍巖破碎松軟，應適當增加測點埋入深度。主要布置形式見圖“拱頂下沉和凈空收斂測線布置圖”由于隧道內(nèi)作業(yè)機械、設備、人員較多，若不注意很容易碰撞或損壞監(jiān)測點，現(xiàn)場應對作業(yè)人員進行相關(guān)保

11、護的教育，同時監(jiān)控量測點埋設后，應及時進行標識，標識牌長30cm,寬20cm,紅底黃字。標識內(nèi)容例：8.2監(jiān)控量測頻率隧道拱頂下沉及周邊收斂量測頻率、地表下沉量測斷面間距、變形管理等級見下表：地表下沉、拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表(按位移速度確定)地表下沉、拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表(按距開挖面距離確定)注：b隧道開挖寬度必測項目量測頻率一般根據(jù)測點距開挖面的距離及位移速度分別確定，然后取兩者中較高者作為實際量測頻率。 在沒有特殊要求的情況下，選測項目可以采用和必測項目相同的量測頻率。苞谷壟隧道為級圍巖，量測斷面間距擬采用5m。9數(shù)據(jù)分析及反饋9.1數(shù)據(jù)分析為了真實、及時、準確的反映施工現(xiàn)場

12、信息，在數(shù)據(jù)采集及收集后，應立即對觀測數(shù)據(jù)進行分析處理，并將結(jié)果反饋給設計、監(jiān)理、第三方監(jiān)測單位、業(yè)主等，實現(xiàn)動態(tài)施工。 1 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析處理包括數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)分析。每次觀測后立即對觀測數(shù)據(jù)進行校核，如有異常及時補測。同時及時對數(shù)據(jù)進行整理，包括數(shù)據(jù)計算、填表制圖、誤差處理等。2 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析：.根據(jù)量測值繪制時態(tài)曲線(或散點圖)和空間關(guān)系曲線。如下圖： 位移時間曲線圖.選擇回歸曲線，預測最終值，并與控制基準進行比較；對支護及圍巖狀態(tài)、工法、工序進行評價；當位移-時間曲線趨于平緩時，應進行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，以推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)場量測的位移時間曲線對圍

13、巖穩(wěn)定性進行如下判斷：a:當 時，說明變形速率不斷下降，位移趨于穩(wěn)定；b:當 時，說明變形速率保持不變，應發(fā)出警告，及時加強支護系統(tǒng)；c:當 時，則表示變形速率不斷增大，圍巖穩(wěn)定情況已進入危險狀態(tài)，須立即停工，采取有效的工程措施進行加固。當位移-時間曲線出現(xiàn)反彎點時，則表明圍巖和支護已發(fā)生了突變，呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時應密切監(jiān)視圍巖動態(tài)，并加強支護，必要時暫停開挖。隧道位移任意監(jiān)測點的實測相對位移值或用回歸分析推算的總相對位移值均應小于位移控制基準值。（基準值根據(jù)測點距開挖面的距離，由初期支護極限相對位移（表1）按表2要求確定。并根據(jù)實測值結(jié)合變形管理等級的規(guī)定，確定變形警戒線。表1 隧道初期支護

14、極限相對位移值(%)0.200.500.402.501.803.00拱頂相對下沉（%）0.080.160.141.100.801.40注: a 硬巖取下限，軟巖取上限； b 拱腳水平相對凈空變化值指兩測點間凈空水平變化值與其距離之比；拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比；c 墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1.11.2后采用。表2位移控制基準類別距開挖面1b(u,b)距開挖面2b(u2b)據(jù)開挖面較遠允許值65%u090%u0100%u0注：b為隧道開挖寬度，u0為極限相對位移值。根據(jù)量測結(jié)果進行綜合判斷，結(jié)合表3確定變形管理等級據(jù)以指導施工。

15、變形管理等級見表3。表3 變形管理等級管理等級管理位移(mm)施工狀態(tài)u2u1b/3應采取特殊措施 注: u實測變形值3 實施過程中進行監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的實時分析和階段分析。 實時分析 ：每天根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時進行分析，發(fā)現(xiàn)安全隱患分析原因并提交異常報告； 階段分析：按周、月進行階段分析，總結(jié)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，對施工情況進行評價，提交階段分析報告，指導后續(xù)施工。 9.2監(jiān)測量測信息反饋及工程對策1 監(jiān)控量測信息反饋根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對工程安全性進行評價，并提出相應的工程對策與建議。監(jiān)控量測信息反饋程序框圖見附圖量測小組在規(guī)定的時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集和分析，根據(jù)分析結(jié)果，對工程安全性提出

16、評價意見，評價應根據(jù)位移管理等級分三級進行，并按規(guī)定采取相應的工程對策，并報項目部總工程師。監(jiān)控量測所有原始資料和分析判釋結(jié)論須隨施工日志放置在隧道口備查。當監(jiān)控量測位移管理達到級時，由現(xiàn)場監(jiān)控量測組長將量測原始資料和分析結(jié)果通報現(xiàn)場技術(shù)主管和現(xiàn)場監(jiān)理工程師正常施工。當監(jiān)控量測位移管理達到級時，由現(xiàn)場監(jiān)控量測組長將量測原始資料和分析結(jié)果通報現(xiàn)場技術(shù)主管和現(xiàn)場監(jiān)理工程師，同時于2小時內(nèi)上報局項目部總工程師、專業(yè)監(jiān)控量測評估單位、現(xiàn)場指揮部。施工單位總工程師組織研究提出具體意見，指揮部8小時內(nèi)組織參建各方對設計施工措施進行綜合評價。監(jiān)控量測信息反饋程序框圖當監(jiān)控量測位移管理達到級管理值以及拱頂下沉

17、、水平收斂達5mm/d或位移累計達100mm時，由現(xiàn)場監(jiān)控量測組長及時通知現(xiàn)場技術(shù)主管、現(xiàn)場監(jiān)理工程師暫停施工，并將量測原始資料和分析結(jié)果于2小時內(nèi)上報局項目部項目經(jīng)理、總工程師、現(xiàn)場指揮部、公司工程部（可先傳電子版，后報紙質(zhì)文檔）。施工單位項目經(jīng)理組織研究提出具體意見，指揮部指揮長、公司工程部部長8小時內(nèi)到施工現(xiàn)場盯控，并組織參建各方研究相應工程措施，必要時由公司組織專家組研究工程措施?？偣こ處煈刻焓占淼辣O(jiān)控量測的成果分析資料，對分析意見進行確認，對超過ii級管理值的由項目經(jīng)理同時履行該檢查確認程序，相關(guān)資料簽認后建帳管理備查。2 工程安全性評價根據(jù)位移管理等級分三級進行（見附表），并采

18、用相應的工程對策。工程安全性評價流程見附圖。管理等級應對措施正常施工綜合評價設計施工措施，加強監(jiān)控量測，必要時采取相應工程對策暫停施工，采取相應工程對策 根據(jù)工程安全性評價的結(jié)果，需要變更設計時，根據(jù)有關(guān)鐵路工程和滬昆公司設計變更管理辦法及時進行設計變更。 工程對策主要包括以下及方面內(nèi)容：a 一般措施：a 穩(wěn)定開挖工作面措施；b 調(diào)整開挖方法；c 調(diào)整初期支護強度和剛度并及時支護；d 降低爆破振動影響；e 圍巖與支護結(jié)構(gòu)間回填注漿。b 輔助施工措施a 地層預處理，包括注漿加固、降水、凍結(jié)等方法；b 超前支護，包括超前錨桿（管）、管棚、超前插板、水平高壓旋噴法等。10監(jiān)測成果資料在監(jiān)控量測過程中

19、，實時對監(jiān)測結(jié)果進行整理，按監(jiān)理工程師及業(yè)主的要求以日報或周報的形式送達有關(guān)各方（業(yè)主、設計、監(jiān)理）。工程結(jié)束時，提交完整的監(jiān)控量測工作總結(jié)報告。主要包括日（周、月）報、巡查報告、專題報告以及監(jiān)測總報告。1 日報在遇到沉降或其它觀測值變化速率加快（達到5%控制值/天），或者遇到自然災害如暴雨、地震等情況時，為使相關(guān)各方能及時掌握各監(jiān)測對象實時狀態(tài)，將以監(jiān)測日報的形式報送。日報重點集中反應近日受關(guān)注程度較高的部分監(jiān)測對象，主要包括施工面附近、變形異常及重要建（構(gòu)）筑物測點的變化值及其變化速率，并根據(jù)工況提出有效控制變形發(fā)展的建議。2 月（周）報監(jiān)測成果以周報、月報的形式提交監(jiān)測管理單位，月（周）

20、報中的表格形式按照相應的規(guī)范表格制作，報告中具體包括以下幾方面的內(nèi)容： 監(jiān)測項目及測點布置。包括本月（周）所開展監(jiān)測項目及隨施工進展進行測點布置的情況，提出下月（周）計劃。 施工進度。當月（周）工程施工進展及周邊臨近工程施工情況（施工內(nèi)容、方法、進度等），以及監(jiān)測工作進展情況（監(jiān)測點變更情況和理由，監(jiān)測頻率變動情況的說明，監(jiān)測工作存在的問題等）。 監(jiān)測值的時程變化曲線。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，繪制監(jiān)測結(jié)果時程變化曲線，并根據(jù)曲線發(fā)展趨勢進行理論分析。 根據(jù)實際情況，作出相應監(jiān)測項目的預報分析。根據(jù)監(jiān)測曲線及理論分析結(jié)果，再結(jié)合實際情況對變形較大的點作出當月（周）的綜合分析，指出“變化趨勢”， 根據(jù)工況和

21、地質(zhì)條件分析產(chǎn)生較大變形的原因，作出該點變形對周圍環(huán)境的影響是否安全的評價及預報。 指出達到或超過報警值的測點位置，并初步分析其原因。對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，指出累積值較大并達到或超過報警值的測點，并結(jié)合施工情況對其原因進行重點分析，預測施工中是否存在危險，提出可行性建議。 監(jiān)測成果表匯總。要求按規(guī)定的格式分項歸類、匯總，各測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)要按監(jiān)測日期順序準確填報，表格中觀測、制表、校核、審核者必須簽名，確保表中內(nèi)容正確真實。 監(jiān)測測點布設圖。初始月（周）報必須附有現(xiàn)場監(jiān)測測點布設圖，圖上監(jiān)測點號必須與監(jiān)測成果表中的點號相對應并一致，如有新增點或變更點，應在新增或變更當月（周）報中及時更新并附圖。若是地面監(jiān)測點，圖上要標注測點的里程。3 專題報告異常情況或重點項目的監(jiān)測專題分析報告等。4 監(jiān)控量測工作總結(jié)報告監(jiān)測工作結(jié)束后，需進行整個項目的總結(jié)工作，并最終形成監(jiān)控量測工作總結(jié)報告。報告應包括以下幾部分內(nèi)容： 工程概況及監(jiān)測目