圍巖監(jiān)控量測作業(yè)指導書

1、圍巖監(jiān)控量測施工作業(yè)指導書1.適用范圍適用于鐵路、公路、市政隧道正洞及其輔助坑道的隧道圍巖監(jiān)控量測。2.技術要求隧道監(jiān)控量測的項目應根據(jù)工程特點、規(guī)模大小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。選測項目應根據(jù)工程規(guī)模、地質條件、隧道埋深、開挖方法及其他要求，有選擇地進行。監(jiān)控量測工作必須緊跟開挖、支護作業(yè)。按設計要求布設測點，并根據(jù)具體情況及時調整或增加量測的內容。必測項目一般包括：洞內、外觀察；二次襯砌前凈空變化；拱頂下沉；地表下沉（淺埋隧道必測，H02b時）；二次襯砌后凈空變化；沉降縫兩側底板不均勻沉降；洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測。選測項目根據(jù)具體情況而定：地表下

2、沉（H02b時）；隧底隆起等。3.施工流程根據(jù)工程的具體情況，成立專業(yè)監(jiān)測領導小組，由項目總工程師、監(jiān)測負責人和監(jiān)測小組組成，從組織上保證監(jiān)測的順利進行，使施工完全進入信息化控制中。工程監(jiān)控量測作為施工組織的核心內容之一被置于一個動態(tài)的管理體系之中，具體包括了預測、監(jiān)控和反饋。監(jiān)控量測施工流程圖4.施工要求4.1量測方法和要求根據(jù)設計文件、結合客運專線施工指南，制定本線隧道圍巖量測方案。拱頂下沉、收斂量測起始讀數(shù)宜在36h內完成，其他量測應在每次開挖后12h內取得起始讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點應牢固可靠、易于識別，并注意保護，嚴禁爆破損壞?；滋幚硗戤吔?jīng)檢測符合

3、各項指標后，在仰拱回填頂面橫斷面上設3個測點，縱向每10m設一排，采用精密水準儀進行沉降觀測。觀測周期及觀測時間根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。觀測計劃及觀測方案應征得監(jiān)理批準，觀測結果異常時應立即報設計單位拿出處理意見，情況緊急時，應果斷采取措施，確保施工安全。隧道淺埋地段地表下沉的量測宜與洞內凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內。當?shù)乇碛薪ㄖ飼r，應在建筑物周圍增設地表下沉觀測點。測試中按各項量測操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次，取算術平均值作為觀測值；每次測試都要認真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開挖里程、支護施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準確性。各項量測作業(yè)均應持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2

4、3周后結束。對于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢時，應適當延長量測時間。具體方法和要求見表1。4.2測點布置洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y斷面布置見圖1。洞內周邊收斂量測布置見圖2。拱部下沉、底部上拱、填充面下沉量測布置見圖3。根據(jù)開挖方法不同，拱頂下沉和底部上鼓點應采用不同的布置方式，圖3中1、2點的布置為采用CD、CRD法施工時左側導坑開挖后的測點布置方式，3、4點為右側分部開挖后的測點布置方式，中部點代表中隔壁拆除后的布點方式。采用其它開挖方法時，測點應根據(jù)施工情況進行合理布置，并能反映圍巖、支護穩(wěn)定狀態(tài)，以指導施工。凈空變化，拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等監(jiān)控必測項目，應設置在同一斷面。表

5、1 量測項目及要求表測試時間3個月以上每次機械或人工開挖后及初期支護后。13次/月13次/月13個月12次/周12次/周15天1個月1次/2天1次/2天115天12次/天12次/天觀測點布置全長度開挖及初期支護進行中。隧道周邊共設三條監(jiān)測基線，沿縱向每1030米設一組，如圖所示，測點布置位置盡可能與地面觀測點相一致。拱頂和隧底各設一測點，沿縱向每1030米設一組，如圖所示，測點布置位置盡可能與地面觀測點相一致。填充面每30米設一組。方法、要求及工具巖性、結構面產(chǎn)狀及支護裂縫觀察和描述、地質羅盤。采用隧道周邊位移計（或全站儀非接觸觀測法）量測。開挖后按圖安設收斂桿件并進行編號，收斂桿件埋入土體深

6、度不小于40cm。各測點設固定樁，其設置應在開挖或第一次噴射混凝土完成后迅速完成，采用水平儀、水準尺抄平測量。盡可能和地面相應位置點同時進行。填充面固定樁在填充混凝土完成后設置。項目名稱地質及支護狀態(tài)觀察洞內周邊水平收斂位移量測拱頂下沉及底部上鼓、仰拱填充面高程量測應測項目 表1 量測項目及要求表 續(xù)前表測試時間3個月以上1次/天1次/15天13個月15天1個月115天觀測點布置縱向沿隧道中線每1020米左右設一個混凝土樁，橫向按圖所示布點安設混凝土樁。橫斷面位置依據(jù)襯砌類型并結合實際地形選擇在橫向地形變化較小和不受仰坡開挖影響的部位。并在洞頂山體變形范圍以外設兩個水準點，供洞頂測點抄平使用。

7、洞內沉降縫每側布設四個以上觀測點，洞口布點視過渡段的情況而定，根據(jù)沉降曲線確定道床施作時間。方法、要求及工具采用精密水準儀，混凝土樁及水準基點要求按“鐵路測量技術規(guī)則”辦理，樁底應埋設于凍結線以下3050cm。沉陷抄平應按以下幾個階段進行：進洞前應將所有縱、橫斷面方向樁全部抄平一次。開挖至量測斷面20m、 10m 、5m時、開挖至量測斷面時、開挖超過量測斷面5m、10m、20m時、至襯砌前每天測量一次。當出現(xiàn)沉陷值突然變大時，應酌情增加量測次數(shù)，進行監(jiān)視。襯砌后，應根據(jù)沉陷情況繼續(xù)量測一段時間。三等水準測量項目名稱洞口及淺埋段、下穿高速公路段、洞頂?shù)乇沓料萘繙y沉降縫兩側底板不均勻沉降，洞口段與

8、路基過渡段不均勻沉降觀測。應測項目 4.3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，應對所測數(shù)據(jù)進行一定的數(shù)學處理。數(shù)學處理的目的是：將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進行分析對比、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系統(tǒng)的受力隨時間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測數(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)。結合圍巖、支護受力及變形情況，進行分析判斷，將實測值與允許值進行比較，及時繪制各種變形或應力時間關系曲線，預測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結構的安全狀況，并將結果反饋給設計、監(jiān)理，從而實現(xiàn)動態(tài)設

9、計、動態(tài)施工。目前，回歸分析是量測數(shù)據(jù)數(shù)學處理的主要方法，通過對量測數(shù)據(jù)回歸分析預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系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內各測點的位移u-時間t的關系曲線，見圖4。u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖4 位移u-時間t的關系曲線圖(2)若位移-時間關系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強支護，必要時暫停開挖并進行施工處理。 (3)當位移-時間關系曲線如上圖中a所示趨于平緩時，進行數(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

10、斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進行二次襯砌的施作。4.4監(jiān)控量測管理圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應根據(jù)量測結果按以下方法進行。按變形管理等級指導施工，見表2。表2 變形管理等級管理等級管理位移施工狀態(tài)U<Uo/3可正常施工Uo/3U2Uo/3應加強支護U >2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實測位移值；Uo為最大允許位移值。根據(jù)位移變化速度判別凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應加強初期支護。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達到穩(wěn)定。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應采用監(jiān)控量測分析判別。根據(jù)位移

11、時態(tài)曲線的形態(tài)來判別當圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0），圍巖不穩(wěn)定，應加強支護；當圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t0），圍巖進入危險狀態(tài)，必須立即停止掘進，加強支護。圍巖穩(wěn)定性判別是一項很復雜的也是非常重要的工作，必須結合具體工程情況采用上述幾種判別準則進行綜合評判。5.勞動力組織、機具使用監(jiān)測小組一般配置不少于3人。監(jiān)控量測設備配置(見下表)監(jiān)控量測設備表序號監(jiān)測項目監(jiān)測儀器1地表沉降(陸域)及仰拱隆起WILD-N3精密水準儀，銦鋼尺等2隧道拱頂下沉全站儀3隧道凈空收斂全站儀4錨桿抗拔力錨桿拉拔計5鋼架內力VW

12、-1型頻率接收儀，鋼筋應力計、應變計、壓力盒等6二襯鋼筋應力7圍巖與接觸壓力8地質和支護狀況觀察地質羅盤及規(guī)尺等9數(shù)據(jù)處理電腦2臺6. 監(jiān)控量測質量控制6.1技術措施根據(jù)隧道地質情況、施工方法、斷面情況制定監(jiān)控量測實施方案，制定監(jiān)控量測控制基準值，成立監(jiān)控量測工作小組，及時掌握使用先進儀器設備。隧道開挖時要及時對工作面地質變化和圍巖穩(wěn)定情況觀察，察看噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時立即采取相應處理措施。淺埋地段要做好洞頂?shù)孛嬗^察和沉降監(jiān)測。測點應在開挖面施工后及時安設，并盡快取得初讀數(shù)，測點布置應牢固可靠、易于識別，并注意保護，拱頂下沉和地表下沉量測基點應與洞內或洞外水準基點聯(lián)測

13、，每1520d應校核一次。凈空變化和拱頂下沉點布置在同一斷面上，測點斷面間距根據(jù)地質條件、隧道結構形式、開挖支護方式等確定，一般級圍巖3050m，級圍巖1030m，級圍巖510m。必測項目監(jiān)控量測頻率：按位移速度5mm/d，測2次/d，在1-5mm/d，測1次/d，在0.5-1mm/d，測1次/2-3d，在0.2-0.5mm/d，測1次/3d，在0.2mm/d，測1次/7d。隧道結構應力、應變監(jiān)測頻率根據(jù)設計和施工要求及反饋結果確定。監(jiān)測結果分析采用散點圖（時態(tài)曲線）和回歸分析法，依據(jù)時態(tài)曲線的形態(tài)結圍巖穩(wěn)定性、支護結構的工件狀態(tài)安全性評價，并提出實施意見指導施工。6.2管理措施將監(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。各施工單位應由工程技術管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負責各項監(jiān)測工作。制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃。施工監(jiān)測緊密結合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護結構、變形的影響，