隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書

1、.XXXXXXX隧道工程施工作業(yè)指導(dǎo)書本次作業(yè)指導(dǎo)書修訂主要依據(jù)：鐵建設(shè)2010241 號高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南和鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南；高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)TB10753-2010；鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn) TB10424-2010；隧道施工圖； 隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝經(jīng)驗。隧道監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書1 適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于XXXXXXX隧道工程監(jiān)控量測作業(yè)。2 監(jiān)控量測目的為及時了解掌握隧道施工過程中圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、 襯砌的可靠程度，確保施工安全及隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性， 在隧道施工過程中， 及時為隧道圍巖級別變更、 初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)， 為

2、設(shè)計和施工決策管理服務(wù)， 實現(xiàn)信息化施工管理， 根據(jù)鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程（ TB10121）、鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程，編制監(jiān)控量測作業(yè)指導(dǎo)書。監(jiān)控量測工作應(yīng)按監(jiān)控量測方案和實施細(xì)則進(jìn)行，及時量測和反饋，為施工提供有關(guān)圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)可靠性、 二次襯砌合理施作時間、 圍巖級別及支護(hù)參數(shù)調(diào)整、施工方法改變的信息和依據(jù)。3 監(jiān)控量測內(nèi)容監(jiān)控量測計劃應(yīng)根據(jù)圍巖條件、周邊環(huán)境、隧道埋深、斷面尺寸、開挖方法和設(shè)計要求綜合選定。監(jiān)控量測計劃的內(nèi)容包括：監(jiān)控量測項目、 人員組織、元器件及設(shè).備、監(jiān)控量測斷面、測點布置、監(jiān)控量測頻率及監(jiān)控量測基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理及預(yù)測方法、信息反饋及對策、數(shù)據(jù)記錄格式等。監(jiān)

3、控量測工作作為施工組織設(shè)計的重要內(nèi)容，并納入施工工序管理，現(xiàn)場成立監(jiān)控量測小組。監(jiān)控量測分為必測項目和選測項目兩類。必測項目是隧道工程應(yīng)進(jìn)行的日常監(jiān)控量測項目； 選測項目為滿足設(shè)計與施工的特殊要求進(jìn)行的監(jiān)控量測項目。監(jiān)控量測必測項目序 號監(jiān)控量測項目常用量測儀器備 注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機(jī)、羅盤儀2拱頂下沉水準(zhǔn)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(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段選測項目包括下列內(nèi)容序 號監(jiān)控量測項目常用量測儀器1圍巖壓力壓力盒2鋼架內(nèi)力鋼筋計、應(yīng)變計3噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計4二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計、鋼筋計5初期支護(hù)與二次襯砌間接觸壓力壓力盒6錨桿軸

4、力鋼筋計7圍巖內(nèi)部位移多點位移計8隧底隆起水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀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、全站儀隧道開挖后及時進(jìn)行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像，必要時進(jìn)行物理力學(xué)試驗。初期支護(hù)完成后進(jìn)行噴層表面裂縫及其發(fā)展、滲水、變形觀察和記.錄。4 監(jiān)控量測方法及要求隧道內(nèi)測點必須在每次開挖后12h 內(nèi)布設(shè)，并及時讀取起始讀數(shù)， 最遲不得大于 24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點牢固可靠、易于識別，并注意保護(hù)，嚴(yán)禁爆破損壞。凈空收斂量測測線數(shù)見表3。隧道淺埋地段地表下沉的觀測點宜與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測點在同一橫斷面內(nèi)。 當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r，

5、 在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測點。拱頂下沉測點原則上設(shè)置在拱頂軸線附近，當(dāng)隧道開挖跨度較大時，結(jié)合施工方法在拱部增設(shè)測點。凈空收斂量測測線數(shù)表 3施工方法一般地段特殊地段全斷面法一條水平測線臺階法每臺階一條水平測線每臺階一條水平測線，兩條斜測線分部開挖法每部分一條水平測線CD法或 CRD法上部，每分部一條水平測線，兩條斜測線，其余部分一條水平測線按各項量測操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次， 取算術(shù)平均值作為觀測值； 每次測試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開挖里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后23 周結(jié)束。對于膨脹性和擠壓性圍

6、巖，位移長期沒有減緩趨勢時，適當(dāng)延長量測時間。根據(jù)圍巖情況，監(jiān)控量測斷面間距見表4。監(jiān)控量測斷面間距表 4圍巖級別斷面間距（ m）.20105必測項目監(jiān)控量測頻率根據(jù)量測斷面距開挖面距離和圍巖位移速度雙指標(biāo)控制， 原則上采用較高的頻率值， 出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，增大監(jiān)控量測頻率。監(jiān)測頻率表 5變形速度（ mm/d）量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率 5（01）B12 次/ 天1 5（12）B1次/天0.5 1（12）B1次/2 天0.2 0.5（25）B1次/2 天 0.2 5B1次/周注：表中 B 表示隧道開挖寬度。5 測點布置洞頂?shù)乇硐鲁翜y點布置見圖1。臺階法、全斷面法周邊收斂點布置見

7、圖2。CD 法、三臺階預(yù)留核心土法周邊收斂點布置見圖3。水平凈空收斂，拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等監(jiān)控必測項目，設(shè)置在同一斷面。圖 1. 洞頂?shù)乇硐鲁翜y點布置圖.圖 2. 臺階法、全斷面法周邊收斂點布置圖CD圖 3.CD 法、三臺階與留核心土法周邊收斂點布置圖6. 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。 因此，應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的目的是：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；探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時間變化的規(guī).律，判定圍巖和初期支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測

8、數(shù)據(jù)后， 及時由專業(yè)監(jiān)測人員整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。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，及時繪制各種變形或應(yīng)力時間關(guān)系曲線，預(yù)測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計、監(jiān)理，從而實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工。目前，回歸分析是量測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過對量測數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：(1) 將量測記錄及時輸入計算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測點的位移u-時間 t 的關(guān)系曲線，見圖6。u(mm)u(mm)正常曲線反常曲線at(d)bt(d)圖 4. 位移 u- 時間 t 的關(guān)系曲線圖(2) 若位移

9、 - 時間關(guān)系曲線如上圖中 b 所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時暫停開挖并進(jìn)行施工處理。(3) 當(dāng)位移 - 時間關(guān)系曲線如上圖中 a 所示趨于平緩時，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。(4) 各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。7 監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)及位移管理等級監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、 隧道施工安全性、 隧道結(jié)構(gòu)的長.期穩(wěn)定性以及周圍建筑物特點和重要性等因素制定。見表6跨度 7m B 12m隧道初期支護(hù)極限相對位移值表 6圍巖級別隧道埋深 h（ m）50 h 300300 h 500h 50拱腳水平相

10、對凈空變化值（mm）0.200.500.40 2.001.80 3.000.100.300.20 0.800.70 1.200.030.100.08 0.400.30 0.600.01 0.030.01 0.08拱頂相對下沉（mm）0.080.160.14 1.100.80 1.400.060.100.08 0.400.30 0.800.030.060.04 0.150.12 0.300.03 0.060.05 0.12注：硬質(zhì)圍巖取表中較小值，軟質(zhì)圍巖取表中較大值。位移控制基準(zhǔn)根據(jù)測點距開挖面的距離，由初期支護(hù)極限相對位移法按表 7 要求確定。位移控制基準(zhǔn)表 7類別距開挖斷面1B（ U1B）

11、距開挖斷面2B（ U2B）距開挖斷面較遠(yuǎn)允許值65%U090%U100%U注： B- 隧道開挖寬度U - 極限相對位移值，在缺乏實測資料時，可先按預(yù)留變形量作為U 控制值，在施工中根據(jù)位移控制基準(zhǔn)，位移管理按表8 分為三個等級。變形管理等級表 8管理等級管理位移施工狀態(tài)U U0 3可正常施工U0/3 U 2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U（ 2U0/3 ）應(yīng)采取特殊措施注： U實測位移值； U0最大允許位移值。 根據(jù)位移變化速度來判斷，變形速度是由大變小的遞減過程，從變形曲線可分為三個階段： 變形急劇增長階段：變形速度大于1mm/d，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng)；. 變形緩慢增長階段：變形速度10.2mm/d； 圍

12、巖基本穩(wěn)定階段；變形速度小于0.2mm/d； 根據(jù)位移時態(tài)曲線的形態(tài)來判別，由于巖體的流變特性，巖體破壞前變形曲線可分位三個階段： 基本穩(wěn)定區(qū)，主要標(biāo)志為變形速率逐漸下降，即 UU03，該區(qū)亦稱“一次蠕變區(qū)”，表明圍巖趨于穩(wěn)定； 過渡區(qū)，變形速率保持不變， U0/3U2U0/3，該區(qū)亦稱“二次蠕變區(qū)”，表明圍巖向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，須發(fā)出警告，加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)。 破壞區(qū)，變形速率逐漸增大，即 U（2U0/3），亦稱“三次蠕變區(qū)”，表明圍巖已進(jìn)入危險狀態(tài)，須立即停工，進(jìn)行加固。（注： U實測位移值； U0最大允許位移值）圍巖穩(wěn)定性判別是一項很復(fù)雜的也是非常重要的工作， 必須結(jié)合具體工程情況采用上述幾種判

13、別準(zhǔn)則進(jìn)行綜合評判。8. 工程安全性評價及應(yīng)對措施根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析結(jié)果， 對工程安全性進(jìn)行評價， 并提出相應(yīng)工程對策建議， 以此作為設(shè)計施工變更最重要的依據(jù)， 做到信息化施工。 根據(jù)位移管理等級， 將工程安全性評價相應(yīng)分為三級進(jìn)行， 并采取相應(yīng)的措施。工程安全性評價可按圖 5 進(jìn)行。監(jiān)控量測結(jié)果否位移是否超過級管理繼續(xù)施工.是安全否綜合評價設(shè)計施工措不安全位移是否超過級管理工程對策施，加強(qiáng)監(jiān)控量測是位移是否超過級管理暫停施工.圖 5. 工程安全性評價流程圖根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果所反應(yīng)的不同情況及其對應(yīng)的工程管理等級，可采取加強(qiáng)超前支護(hù)、 噴砼穩(wěn)定開挖面、 調(diào)整施工方法、 調(diào)整初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度并

14、及時支護(hù)、降低爆破振動影響、圍巖與支護(hù)間回填注漿等應(yīng)對措施，確保施工順利進(jìn)行。9. 監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施.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。各施工單位應(yīng)由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負(fù)責(zé)各項監(jiān)測工作。分析、研究地質(zhì)資料制定監(jiān)控量測計劃施 工監(jiān)控量測開挖工作面狀態(tài)評價數(shù)據(jù)處理已施工區(qū)段支護(hù)加強(qiáng)否安全否是施工方法變更支護(hù)加強(qiáng)施工方法變否經(jīng)濟(jì)否更支護(hù)減弱是否施工完成否是結(jié)束圖.6 圖 6. 監(jiān)控量測流程圖制定切實可行的監(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。積極配合監(jiān)理、 設(shè)計單位做好對監(jiān)測工