監(jiān)控量測專項方案

1、中鐵五局一公司永古高速公路YG7合同段監(jiān)控量測 專 項 方 案 編制：審核：審批：中鐵五局一公司永古高速公路YG7合同段項目經(jīng)理部2009年4月25日安遠隧道監(jiān)控量測專項方案本標段隧道穿越斷層破碎帶、斷層影響帶規(guī)模大、地質(zhì)構(gòu)造復雜、多變的具體情況，施工中進行以下監(jiān)控量測項目：對于臺階法開挖的IV、V級圍巖、單側(cè)壁導坑（CRD法）開挖的V級緊急停車帶，必測項目：地質(zhì)及支護狀態(tài)觀察、水平收斂、拱腰收斂及拱頂下沉測量、錨桿內(nèi)力測量（拉拔力測試、電測錨桿）；斷層破碎帶需增設(shè)：圍巖內(nèi)部位移測量（洞內(nèi)設(shè)點）、鋼支撐內(nèi)力量測、噴混泥土應力測量、二次襯砌壓應力量測；選測項目：圍巖內(nèi)部位移量測（洞內(nèi)設(shè)點）、鋼支

2、撐內(nèi)力量測、噴混泥土應力量測、二次襯砌壓應力量測。以下為具體的量測措施：1、地表沉降監(jiān)測1.1、洞口地表沉降監(jiān)測點布置根據(jù)新奧法施工原理，在施工過程中，以量測資料為基礎(chǔ)及時修正支護參數(shù)，使支護參數(shù)與地層相適應，并充分發(fā)揮圍巖的自承能力，使圍巖與支護體系達到最佳受力狀態(tài)。淺埋地段隧道地表下沉量測與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)，當?shù)乇碛薪ㄖ飼r應在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測。橫斷面方向應在隧道中心及兩側(cè)間距23m處設(shè)地表下沉測點，每個斷面711點，監(jiān)測范圍在隧道開挖影響范圍之外。地表下沉量測應在開挖工作面前方，隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始量測點距，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止時止

3、。安遠隧道進口山體坡度較陡，淺埋段距離較短。隧道設(shè)計斷面的最大開挖寬度為12.38m，計算時取15m，量測斷面縱向距離取小值。地表監(jiān)控量測斷面按以下要求布置：地表監(jiān)控量測斷面布置表埋置深度H量測斷面間距（m）H2B2050BH2B1020HB510根據(jù)現(xiàn)場地面線的測量，安遠隧道左線布置5斷面，右線布置4個斷面。1.1、量測方法及監(jiān)測頻率采用水準儀、水準尺量測（最小讀數(shù)0.1），在左右線線路上埋設(shè)測點，并進行聯(lián)測。洞口開挖前進行初始數(shù)據(jù)兩側(cè)。開挖面前30m，1次/2天；開挖面前后30m，2次/1天；開挖面后3080m，1次/2天；開挖面后80m，1次/7天。實際量測頻率應根據(jù)變形速度和距開挖工作

4、面的距離選擇較高的一個量測頻率。1.2、地表下沉量測范圍、測點布置示意圖、控制樁大樣圖 1.3、量測數(shù)據(jù)的整理（1）繪制每一橫斷面沉降槽隨時間的變化關(guān)系圖。（2）繪制每一橫斷面最大沉降量隨時間的變化關(guān)系圖。（3）繪制每一橫斷面最大沉降量與開挖面距離關(guān)系圖。（4）對橫斷面沉降槽垂直位移進行回歸分析。（5）對縱斷面沉降槽垂直位移進行回歸分析。（6）根據(jù)隧道頂部地表沉降及拱頂沉降值對土體內(nèi)部垂直位移進行回歸分析。（7）根據(jù)回歸分析數(shù)據(jù)求出每一斷面沉降穩(wěn)定值。1.4、監(jiān)測過程處理應急措施每一次量測后要對數(shù)據(jù)及時進行分析，根據(jù)分析結(jié)果采取以下措施：（1）若發(fā)現(xiàn)地表位移量過大或下沉速度無穩(wěn)定趨勢時，對襯砌

5、結(jié)構(gòu)應采取補強措施。1）增加噴混凝土厚度，或加長加密錨桿，或加強鋼筋網(wǎng)。2）提前施作二次襯砌，要求通過反分析校核二次襯砌強度。3）提前施作仰拱。（2）若發(fā)現(xiàn)地表下沉速度具有穩(wěn)定趨勢時，應據(jù)此求出隧道結(jié)構(gòu)初期支護及二次襯砌上的最終荷載，以便對結(jié)構(gòu)的安全度作出正確的判斷。1.4、監(jiān)測過程注意的事項（1）施工前作好監(jiān)控量測的準備工作：如設(shè)置測點，引入高程控制點，配備必要的人員及儀器。（2）在布置測點時注意在移量較大的地段將測點布置密一點。（3）地表量測與地下洞室各項監(jiān)測應同步進行，以利于資料的相關(guān)分系。（4）量測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果全部納入竣工資料，備查。2、洞內(nèi)支護監(jiān)控量測通過施工現(xiàn)場的監(jiān)控量測信息實時

6、掌握圍巖和支護體系在隧道開挖掘進過程中的動態(tài)力學變化過程，為保證施工安全、修正和優(yōu)化初期支護設(shè)計參數(shù)、完善理論分析以及合理確定二次襯砌施作時機提供強有力的依據(jù)。2.1監(jiān)控量測項目本標段安遠隧道穿越F9斷層及次一級斷層破碎帶、斷層影響帶規(guī)模大、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)雜、多變的具體情況，施工中進行以下監(jiān)控量測項目：對于臺階法（留核心土）開挖的IV、V級圍巖、單側(cè)壁導坑法（CRD法）開挖的V級緊急停車帶，按照表1、監(jiān)控量測項目及方法一覽表中的必測項目、選測項目進行量測。級圍巖全斷面開挖按照表2、監(jiān)控量測項目及方法一覽表中的必測項目、選測項目進行量測。1、監(jiān)控量測項目及方法一覽表項目名稱方法及工具布置量測間隔時間

7、必 測 項 目地質(zhì)及支護狀態(tài)觀測巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀地質(zhì)羅盤及規(guī)尺等開挖后及初期支護后進行每次爆破后進行凈空位移量測及拱頂下沉量測各種類型的收斂劑V級圍巖每1520米一個級圍巖每1520米一個爆破后24小時內(nèi)018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周仰拱隆起量測水準儀、水準尺V級圍巖每1520米一個級圍巖每1520米一個仰拱開挖后12小時內(nèi)進行015天16天1個月13個月3個月1次/天1次/2天12次/周天13次/月選測項目圍巖內(nèi)部位移量測（洞內(nèi)設(shè)點）洞內(nèi)鉆孔安設(shè)多點桿式位移計每一類圍巖段選一斷面每斷面311個測點爆破后24小時內(nèi)進行018m1836m3690m90m1

8、2次/天1次/天1次/2天1次/周錨桿內(nèi)力量測各類電測錨桿，錨桿測力計及拉拔器每一類圍巖段選一組每組35根錨桿施作后開始018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周鋼拱架內(nèi)力量測應變片及壓力計每2030榀鋼支撐中選1榀，每段鋼支撐均測鋼拱架施作后開始018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周噴射混凝土內(nèi)力量測表面應力解除法每一類圍巖段選一組每組35個測點二次襯砌施作前進行二次襯砌壓應力量測各類型壓力盒每一類圍巖段選一組每組25個斷面每斷面711個測點二次襯砌施作后開始015天16天1個月13個月3個月1次/天1次/2天12次/周天13次/月

9、2、監(jiān)控量測項目及方法一覽表項目名稱方法及工具布置量測間隔時間必 測 項 目地質(zhì)及支護狀態(tài)觀測巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀地質(zhì)羅盤及規(guī)尺等開挖后及初期支護后進行每次爆破后進行凈空位移量測及拱頂下沉量測各種類型的收斂劑級圍巖每4060米一個爆破后24小時內(nèi)018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周選測項目圍巖內(nèi)部位移量測（洞內(nèi)設(shè)點）洞內(nèi)鉆孔安設(shè)多點桿式位移計每一類圍巖段選一斷面每斷面311個測點爆破后24小時內(nèi)進行018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周錨桿內(nèi)力量測各類電測錨桿，錨桿測力計及拉拔器每一類圍巖段選一組每組35根錨桿施作后開始018m18

10、36m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周噴射混凝土內(nèi)力量測表面應力解除法每一類圍巖段選一組每組35個測點二次襯砌施作前進行二次襯砌壓應力量測各類型壓力盒每一類圍巖段選一組每組25個斷面每斷面711個測點二次襯砌施作后開始015天16天1個月13個月3個月1次/天1次/2天12次/周天13次/月2.2圍巖穩(wěn)定性和支護效果分析通過現(xiàn)場監(jiān)控量測獲得圍巖力學動態(tài)和支護工作狀態(tài)的有關(guān)數(shù)據(jù)，再對這些數(shù)據(jù)進行回歸分析，研究隧道圍巖及襯砌支護結(jié)構(gòu)的變形、受力規(guī)律，通過位移反分析方法，求出圍巖初始應力場及圍巖綜合物理力學參數(shù)，并與實際結(jié)果對比分析，對圍巖穩(wěn)定性和支護效果進行評價，來預測和確定隧

11、道圍巖最終穩(wěn)定時間、指導施工順序和施作二次襯砌、優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。2.3監(jiān)控量測必測項目的具體布置及要求1）監(jiān)控量測方法量測項目、量測儀器及量測方法表序號項目量測儀器精度量測方法與要求備注1洞內(nèi)外觀察地質(zhì)羅盤對圍巖和支護作以下觀察:a.隧道每次放炮后一次噴砼支護前對地質(zhì)進行觀察，并繪制地質(zhì)素描圖;b.檢查噴砼有無裂損及發(fā)展，錨桿有無松動，鋼架支護工作狀態(tài)等，并作相應記錄.地質(zhì)素描貫穿整個隧道施工全過程，以便及時掌握圍巖的工程性質(zhì)，核對圍巖分級，觀察支護受力情況，為安全施工提供直觀、必要的信息.2隧道凈空水平收斂量測隧道凈空變化測定儀（收斂計、隧道激光斷面儀、全站儀）0.1mm為保證量測精度

12、及提高效率，采用隧道收斂計量測.開挖后迅速安裝收斂樁并編號，開挖后12h測初始值(最遲不得遲于下一循環(huán)放炮前)，測點牢固可靠，易于識別并專人妥善保管.本項量測是研究洞室變形規(guī)律、判斷施工安全與否及確定二次襯砌施工作時間的主要信息，是各項目量測工作的重點.3拱部位移量測水準儀、鋼尺1mm噴射砼后迅速在測點處設(shè)固定樁，采用精密水準儀和收斂計進行，并設(shè)專用水準點供拱頂下沉量測用，量測頻率同水平凈空收斂量測.本量測的是了解圍巖與結(jié)構(gòu)共同作用情況，與水平凈空收斂量測結(jié)果有同等重要的意義和作用.4周邊位移量測收斂計、隧道激光斷面儀、全站儀0.1mm采用隧道收斂計量測.開挖后迅速安裝收斂樁并編號，開挖后12

13、h測水平和斜向收斂值主要在IV、V級圍巖中進行。量測初期支護上各點的絕對位移，通過水平、斜向收斂量測，驗證周邊位移結(jié)果。5仰拱隆起位移量測水準尺1mm采用精密水準儀和收斂計進行，仰拱開挖后12小時內(nèi)進行測量。本量測是了解仰拱開挖后，隧道上部是否下沉對仰拱的擠壓。2）測點布設(shè)(1)監(jiān)控量測斷面的布置隧道監(jiān)控量測的斷面的選擇應根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程的實際情況而定，以便盡可能完整地獲得圍巖開挖后及初期支護的變化情況。隧道收斂位移與拱頂下沉量測項目應盡量布置在同一斷面上，以使量測結(jié)果能互助對照，相互檢驗。設(shè)定斷面按照監(jiān)控量測項目及方法一覽表中間距小的布置。(2)量測測點布設(shè)要求根據(jù)

14、隧道自身的地質(zhì)特征、圍巖變形情況、洞室高跨比與施工實際需要，拱下沉測點設(shè)在隧道拱頂，且與同一里程的水平收斂測點位于同一斷面內(nèi)；周邊位移量測以量測初期支護上各點的絕對位移為目的，通過水平收斂和斜向收斂量測，驗證周邊位移結(jié)果。周邊位移量測主要在、IV、V級圍巖中進行，每個斷面布置約10個測點，拱頂下沉及收斂量測在整個隧道中進行。拱底隆起量測主要在軟弱圍巖中進行，測點設(shè)隧底正中處，與同一里程的水平收斂測點、拱頂下沉測點位于同一斷面內(nèi)。(3)測點的加工要求及標識隧道量測測點前部采用一根68園形鋼筋冷加工而成直徑為45cm半圓，尾部采用22的螺紋鋼，這樣能減小量測中的誤差，增加量測精度。初期支護測點制作

15、標明里程的2030cm的小木牌，懸掛于測點旁，并采用紅油漆醒目標示；襯砌測點采用反光材料在襯砌混凝土上做出標識，并注明里程；隧底隆起測點采用紅油漆在同一里程斷面上的混凝土上做出標識，并注明里程。量測測點布置見下 “監(jiān)控量測布置圖”。 監(jiān)控量測布置圖3）量測頻率量測頻率主要根據(jù)位移速率和測點距開挖面距離而定，即隧道開挖或支護初期，測試頻率按照監(jiān)控量測項目及方法一覽表進行，隨著圍巖逐漸穩(wěn)定，量測次數(shù)可以逐漸減少，當出現(xiàn)異常情況時，應及時增加量測次數(shù)。4）測數(shù)據(jù)整理、分析、圍巖穩(wěn)定性判識(1)依據(jù)回歸分析、預測位移、收斂、拱頂下沉等。(2)圍巖穩(wěn)定性判識以位移時間曲線為基礎(chǔ)，根據(jù)位移、位移速率等分析

16、、評定圍巖和支護的穩(wěn)定性：當位移急劇增加，每天的相對凈空變化超過10mm時，應重點加強觀測，并密切注意支護結(jié)構(gòu)的變化;當位移時間曲線出現(xiàn)反彎點時，同時支護開裂或掉塊，此時應盡快采取補強措施以防坍方;當位移、周邊收斂、拱頂下沉量達到預測值的8090%，收斂速度小于0.10.2mm/d時，拱頂下沉速率小于0.1mm/天，可認為圍巖基本穩(wěn)定，可施作二次襯砌。根據(jù)位移時態(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/d2t0），圍巖不穩(wěn)定，應加強支護；按變形管理等級進行控制通過對隧道量測資料定期繪制時態(tài)曲線，空間曲線圖和進行回歸分析，以及結(jié)合隧道施工中變形的實際情況，提出了三級變形管理等級，如“監(jiān)控量測變形管理等級表”。監(jiān)控量測變形管理等級表管理等級管理位移施工狀態(tài)U0Un/3可正常施工 Un/3U