隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)實(shí)施方案

1、目目 錄錄1 1、編制依據(jù)、編制依據(jù).12 2、適用范圍、適用范圍.13 3、 量測(cè)工藝流程量測(cè)工藝流程.14 4、主要量測(cè)方法、主要量測(cè)方法.25 5、 量測(cè)管理工作量測(cè)管理工作.9隧道圍巖量測(cè)隧道圍巖量測(cè)實(shí)施方案實(shí)施方案1 1、編制依據(jù)、編制依據(jù)1、 鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)2、 鐵路隧道工程施工技術(shù)指南3、施工圖紙、設(shè)計(jì)要求和環(huán)境、地質(zhì)條件；4、工程特點(diǎn)、施工方法、工程狀態(tài)和可操作性。2 2、適用范圍、適用范圍本方案適用于成渝客運(yùn)專線 CYSG-2 標(biāo)十六局管段內(nèi)隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)作業(yè)。3 3、 量測(cè)量測(cè)工藝流程工藝流程我部隧道的監(jiān)控量測(cè)主要以洞內(nèi)、外觀察、拱頂下沉、地表下沉、隧道

2、周邊收斂觀測(cè)為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。結(jié)合隧道具體條件確定開(kāi)展以下幾項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：量測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容量測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表測(cè)試精度備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場(chǎng)觀察、地質(zhì)羅盤2襯砌前凈空變化隧道凈空變化測(cè)定儀（收斂計(jì)、隧道激光斷面儀）0.1mm3拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量的方法，精密水準(zhǔn)儀1mm一般進(jìn)行水平收斂量測(cè)4地表下沉水準(zhǔn)測(cè)量的方法，精密水準(zhǔn)儀1mm淺埋隧道必測(cè)（H02b）注：H0隧道埋深；b隧道最大開(kāi)挖寬度。具體工藝流程見(jiàn)圖 3.1，檢查記錄表見(jiàn)附表 1、附表 2、附表 3洞身開(kāi)挖初期支護(hù)數(shù)據(jù)分析二此襯砌地表下沉記錄表拱頂下沉記錄表地表下沉記錄表拱頂下沉記錄表周邊收斂量測(cè)記錄表不穩(wěn)定穩(wěn)定加強(qiáng)支護(hù)檢查點(diǎn)一檢

3、查點(diǎn)二圖圖 3.1 圍巖量測(cè)工藝流圍巖量測(cè)工藝流程圖程圖4 4、主要量測(cè)方法、主要量測(cè)方法4.1 隧道洞內(nèi)、外觀察洞內(nèi)觀察可分開(kāi)挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。開(kāi)挖工作面觀察應(yīng)在每次開(kāi)挖后進(jìn)行。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時(shí)，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施；觀察后應(yīng)及時(shí)繪制開(kāi)挖工作面地質(zhì)素描圖、填寫開(kāi)挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級(jí)別判定卡。在節(jié)理、裂隙發(fā)育的鑲嵌狀、塊狀脆性硬巖地段應(yīng)重視觀察圍巖的節(jié)理、裂隙走向及發(fā)育程度，對(duì)易引起坍塌的巖塊及時(shí)進(jìn)行錨桿支護(hù)或噴射砼封閉。對(duì)已施工地段的觀察每天至少應(yīng)進(jìn)行一次，主要觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌等的工作狀態(tài)。洞外觀察重點(diǎn)應(yīng)在洞口段和洞身埋置深度

4、較淺地段，其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開(kāi)裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲透情況等。4.2 隧道圍巖及初期支護(hù)變形量測(cè)圍巖及初支變形量測(cè)是施工管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是施工安全和質(zhì)量的保障。凈空變化、拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等量測(cè)項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置在同一斷面，以便于掌握變形規(guī)律?，F(xiàn)場(chǎng)量測(cè)要求現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)要求.1 拱頂下沉、收斂量測(cè)初讀數(shù)宜及早埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，采集第一次數(shù)據(jù)。.2 測(cè)試前檢查儀表設(shè)備是否完好，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)修理或更換；確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)或人為損壞，只有測(cè)點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測(cè)試工作。.3 測(cè)試中按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測(cè)點(diǎn)一般測(cè)讀三次；三次讀數(shù)相差不大時(shí)，取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值，若

5、讀數(shù)相差過(guò)大則應(yīng)檢查儀器儀表安裝是否正確、測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)，當(dāng)確認(rèn)無(wú)誤后再按前述監(jiān)控量測(cè)要求進(jìn)行復(fù)測(cè)。每次測(cè)試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄掘進(jìn)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。量測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粗略計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)變位較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人，以便采取相應(yīng)的處理措施。.4 測(cè)試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護(hù)、保管工作。.5 進(jìn)行資料整理，監(jiān)控量測(cè)資料須認(rèn)真整理和審核，做出時(shí)間-位移變化曲線，并進(jìn)行回歸分析。量測(cè)斷面間距、測(cè)點(diǎn)布置量測(cè)斷面間距、測(cè)點(diǎn)布置量測(cè)斷面間距和每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)表量測(cè)斷面間距和每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)表每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量圍巖級(jí)別斷面間距（m）凈空變化拱頂下沉51012

6、 條基線13 點(diǎn)10301 條基線1 點(diǎn)測(cè)點(diǎn)擬布置如下：開(kāi)挖時(shí)水平收斂基線布置 2 條，拱頂下沉測(cè)點(diǎn)每個(gè)斷面內(nèi)布13 點(diǎn)。各測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)下圖。 量測(cè)斷面布置圖量測(cè)斷面布置圖量測(cè)頻率量測(cè)頻率各項(xiàng)量測(cè)項(xiàng)目量測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離，分別按下表 1和表 2 確定。當(dāng)按表 1 或表 2 選擇量測(cè)頻率出現(xiàn)較大差異時(shí)，宜取量測(cè)頻率較高的作為實(shí)施的量測(cè)頻率。表表 1 1 量測(cè)頻率表（按位移速度）量測(cè)頻率表（按位移速度）位移速度（mm/d）量測(cè)頻率52 次/d151 次/d0.511 次/23d0.20.51 次/3d0.21 次/7d表表 2 2 量測(cè)頻率表（按距開(kāi)挖面距離）量測(cè)頻率表（按距

7、開(kāi)挖面距離）量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離（m）量測(cè)頻率（01）b2 次/d（12）b1 次/d（25）b1 次/23d5b1 次/7d注：b隧道開(kāi)挖寬度。各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后 23 周結(jié)束。位移長(zhǎng)期沒(méi)有減緩趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間。施工監(jiān)測(cè)施工監(jiān)測(cè).1.1 周邊收斂量測(cè)周邊收斂量測(cè)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：噴錨支護(hù)施作后，用風(fēng)槍鑿 40mm、深 200mm 的孔，先用 1：1 水泥砂漿灌滿后再插入測(cè)點(diǎn)固定桿，盡量使同一基線兩測(cè)點(diǎn)的固定方向在同一直線上，等砂漿凝固后，即可進(jìn)行量測(cè)工作。量測(cè)方法：采用 JSS30A 隧道收斂計(jì)監(jiān)測(cè)。該機(jī)采用大張力自鎖緊搖柄加載系統(tǒng)，并在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了一系列性能提升設(shè)計(jì)，具

8、有很高的量測(cè)精度，特別適用于大跨度隧道的變形監(jiān)測(cè)。每次量測(cè)后填寫“收斂記錄表”.2.2 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)拱頂位移量測(cè)的測(cè)點(diǎn)用風(fēng)槍打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。測(cè)點(diǎn)的大小要適中。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意保護(hù)測(cè)點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)被掩埋，要盡快重新設(shè)置，以保證數(shù)據(jù)不中斷。采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量拱頂下沉，精度可達(dá) 0.01mm。拱頂下沉量測(cè)示意圖拱頂下沉量測(cè)示意圖.3.3 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置：與洞內(nèi)收斂、拱頂下沉量測(cè)斷面里程對(duì)應(yīng)，地表下沉量測(cè)點(diǎn)集中設(shè)在隧道中線附近，并在開(kāi)挖面前方 H+h1 處設(shè)測(cè)點(diǎn)，(H 為隧道埋深，h1 為上半斷面凈高)，測(cè)量方法：采用精密水準(zhǔn)儀配合測(cè)量地表沉降

9、，精度可達(dá) 0.01mm。用全站儀將所有測(cè)點(diǎn)布設(shè)于同一直線上。測(cè)點(diǎn)鋼筋安設(shè)就位后，表面磨平，并用鋼釘?shù)蠕J器在其表面沖眼標(biāo)記。量測(cè)數(shù)據(jù)記錄整理、分析與反饋量測(cè)數(shù)據(jù)記錄整理、分析與反饋.1.1 數(shù)據(jù)的記錄、整理數(shù)據(jù)的記錄、整理（1）測(cè)測(cè)過(guò)程中應(yīng)收集以下資料：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃。實(shí)際測(cè)點(diǎn)布置圖。不動(dòng)體10m4545不動(dòng)體10mH+h60mHhh45量測(cè)區(qū)間 淺埋段地表下沉量測(cè)布置示意圖圖1-14 地表下沉量測(cè)區(qū)間6m6m6m6m6m6m 6m6m6m6m6m10m10m中線隧道圍巖和支護(hù)的位移時(shí)間曲線圖、空間關(guān)系曲線圖、位移速度-時(shí)間曲線以及量測(cè)記錄匯總表。最終位移的計(jì)算.經(jīng)量測(cè)變更設(shè)計(jì)和改變施工方法

10、地段的信息反饋記錄。（2）量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線和距開(kāi)挖面關(guān)系圖，對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度，數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取加厚噴層、加密或加長(zhǎng)錨桿、增加鋼架等加固措施。由于現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的數(shù)據(jù)具有一定的離散性,它包含著偶然誤差的影響,要經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理方可應(yīng)用,對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸計(jì)算,即用曲線 u=f(t)對(duì)時(shí)間-位移散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合,同時(shí)對(duì)變形加速率 du/dt 及變形速率的變化率 d2u/dt2進(jìn)行探討,根據(jù)數(shù)據(jù)處理后圍巖變形-時(shí)間曲線,找出不同時(shí)刻圍巖的變形量以及圍巖變形的發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)而預(yù)估圍巖的最大變形量,用以同變形臨界值相比較,

11、以便判斷遂道圍巖變形是否在允許范圍內(nèi),據(jù)此來(lái)判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性. （3）繪制： 位移與時(shí)間的變化曲線；位移速度與時(shí)間的變化曲線(見(jiàn)下圖3 例樣).有必要時(shí)繪制位移與開(kāi)挖工作面距離的關(guān)系曲線?？勺魑灰萍铀俣扰c時(shí)間的變化曲線。 位移-時(shí)間曲線y = -3E-10 x6 + 9E-08x5 - 1E-05x4 + 0.0007x3- 0.0241x2 + 0.4361xR2 = 0.999302460102030405060708090 100T/dU/(mm)位移-時(shí)間散點(diǎn)回歸曲線多項(xiàng)式 (位移-時(shí)間散點(diǎn)回歸曲線)(4)按變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工變形管理等級(jí)變形管理等級(jí)管 理 等

12、級(jí)管 理 位 移 （mm）施 工 狀 態(tài)UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U（2U0/3）應(yīng)采取特殊措施注：U實(shí)測(cè)位移值；U0最大允許位移值。.2.2 數(shù)據(jù)的反饋數(shù)據(jù)的反饋（1）凈空變化速度持續(xù)大于 1.0mm/d 時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng)。（2）凈空變化速度小于 0.2mm/d 時(shí)，圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定。（3）根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來(lái)判別當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/d2t0） ，圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)（du2/d2t0） ，圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)（du2/d2t0） ，圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，加強(qiáng)

13、支護(hù)。施工中應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)作為工序引入作業(yè)循環(huán)，并結(jié)合地質(zhì)預(yù)報(bào)作出評(píng)價(jià)，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理。 位移速度-時(shí)間曲線y = 0.5756e-0.1677xR2 = 0.95880.00.10.20.30.40.50.6135.027913.31721.12529.3425670.184.2t(d)v(mm/d)位移時(shí)間回歸曲線指數(shù) (位移時(shí)間回歸曲線)5 5、 量測(cè)管理工作量測(cè)管理工作隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)成立專門量測(cè)小組，由測(cè)量班長(zhǎng)孫漢濤負(fù)責(zé)具體實(shí)施。施工班另四個(gè)測(cè)量員配合,量測(cè)組負(fù)責(zé)測(cè)的埋設(shè)、日常量測(cè)、數(shù)據(jù)處理和儀器保養(yǎng)維修、數(shù)據(jù)處理后發(fā)現(xiàn)異常馬上向工程部長(zhǎng)和總工匯報(bào)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)要按量測(cè)

14、計(jì)劃認(rèn)真組織實(shí)施，并將有關(guān)量測(cè)信息反饋于施工與設(shè)計(jì)。測(cè)得的數(shù)據(jù)就盡可能在及時(shí)整理分析，盡快提交工程部、總工決策，以便及時(shí)更改施工方案，調(diào)整支護(hù)參數(shù)，合理安排施工進(jìn)度。量測(cè)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，錯(cuò)過(guò)工程施工的最佳時(shí)機(jī)，其對(duì)施工的指導(dǎo)作用將蕩然無(wú)存。從某種意義上測(cè)成果提交的及時(shí)性比單增加量測(cè)次數(shù)更為重要。由于現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)與隧道施工工作易發(fā)生干擾，因此量測(cè)工作與施工作業(yè)必須緊密配合、相互支持，施工要為量測(cè)創(chuàng)造條件提供方便。施工班組不得心任何理由中斷量測(cè)，并要防止因搶工期、搶工程進(jìn)度忽視時(shí)測(cè)工作 而危及施工安全。在施工過(guò)程中。各預(yù)埋測(cè)點(diǎn)，應(yīng)牢固可靠、易于識(shí)別，并要妥善保護(hù)，避免因施工造成人破壞，以確?，F(xiàn)場(chǎng)量測(cè)工作 順利進(jìn)行。附附 表表1 成成 渝渝 鐵鐵 路路 客客 運(yùn)運(yùn) 專專 線線拱拱 頂頂 下下 沉沉 量量 測(cè)測(cè) 記記 錄錄 表表編號(hào)：標(biāo)段名稱施工單位單位工程工程部位測(cè)點(diǎn)編號(hào) 埋設(shè)里程 埋設(shè)位置 埋設(shè)日期日 期后 視視線高前 視標(biāo) 高下沉量(