D1工区隧道出口)段隧道变形监控专项施工安全方案.docVIP

云南建工云南麻昭高速公路D1工区项目部 北闸隧道变形监控专项施工安全方案 国家高速公路网G85渝昆高速公路麻柳湾至昭通段公路D1工区北闸隧道变形监控专项施工安全方案编制： 审核： 批准： 云南建工云南麻昭高速公路D1工区项目部二0一三年五月云南麻昭高速公路D1工区北闸隧道变形监控专项施工安全方案-隧道监控监测管理部分隧道监控监测是隧道工程中，对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护措施的调整和衬砌的时机提出依据，是确保指导施工过程和施工安全监控的重要手段。隧道的监控监测应纳入工序管理。 一、管理机构与总则 1、成立隧道监控监测小组， 指挥部成立隧道监控监测小组，组长为马飚,组员有林会才、张良等。施工单位项目部成立相应的监控量测管理小组，作为隧道实施施工组织设计和施工单位监控监测施工的管理机构。监理单位和设计单位均指定专人负责这项工作。各参建人员名单在规定时间内报指挥部备案。 指挥部组织第三方（专业监控量测评估单位）开展评估工作，成立现场监控监测测小组，配备专业监控人员和设备，建立健全监控监测质量体系。施工单位负责负责隧道施工现场监控监测工作，对监控监测的真实性和数据性负责。 2、项目部根据设计要求，编制监控监测实施办法，经项目总工批准后报监理，再报指挥部审批。 3、按批准的实施办法实施，做好量测记录，及时对监测数据进行统计及分析。 4、根据揭示的地质情况，调整监控监测方案。 5、配合第三方对现场监控量测的检查和复核工作。 二、专业监控监测评估单位1、成立现场监控量测复核小组，配备专业人员和设备，对施工单位监控量测数据的真实性和准确性进行复核。2、编制月度监控量测复核计划，报指挥部核查。按计划开展监控量测检查、复核工作，及时向指挥部、设计、监理、施工单位反馈监控量测复核结果。3、负责对施工单位监控量测工作进行现场指导，对施工单位相关人员进行培训。4、根据监控量测复核成果，及时向指挥部、设计、监理、施工单位反馈评估意见，按规定提交监控量测抽检、复核报告。三、监控测点布设 洞内测点布设原则 测点安设应保证初读在爆破后24小时和下一循环爆破前完成，并读取初读数。 测点安设在距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺。 各项位移量测的测点，须布置在同一断面内，测点测设结果能相互印证，协同分析与应用。 锚杆轴力量测在局部加强锚杆地段的有代表性位置设置量测锚杆。 应精心保护测点，不受施工及爆破影响。 洞外地表下沉测点布设原则 以不动点为基准测点，施工中确保不动点不受扰动、破坏，其布设可以参照水准点的布设方法。 各测点须布设在同一断面上，使测设结果能相互对照，避免人为误差的影响。 如果受地形限制，各测点布设应遵循施测迅速方便的原则。 及时布设测点，读取初读数。四、现场监控量测的频率1、周边位移、拱顶下沉及围岩内部位移的量测频率，在施工中，参照以下的频率执行，并根据量测成果不断的修改量测频率：位移速度 距工作面距离 量测频率10mm/日以上 0-12m 1-2次/日10-5mm/日 12-24m 1次/日5-1mm/日 24-60m 1次/日1mm/日以下 60m以上 1次/周2、现场监控量测数据整理与应用 整理写出围岩岩性、结构面产状、裂缝、地下水情况及支护裂缝检查报告。 对监控量测数据做好记录，及时绘制各种相关曲线和图表。 根据周边位移和拱顶下沉监测数据，整理绘制出位移-时间和位移-距开挖面距离的关系曲线。 根据地表下沉监测数据，整理绘制出地表下沉位移-时间和位移-距开挖面距离的关系曲线。 根据围岩内部位移监测数据，整理绘制出孔内各测点-时间和不同时间-深度的关系曲线。 根据锚杆轴力监测数据，整理绘制出各测点轴力（应力）-时间和不同时间锚杆轴力（应力）-深度的关系曲线。3、及时分析研究量测数据,根据观测所掌握的地面和围岩运动情况,采取相应措施,指导施工及设计。 根据曲线变化情况与趋势，判定围岩的稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，为设计单位修改设计参数提供依据。 当初期支护表面任何部位的实测收敛值达到规范规定的70%，且其速率无明显下降时，应及时根据实测值找出回归方程，绘出回归曲线，预测位移终值。若终值接近或超过规范要求的允许相对位移值时，应及时采取补强措施，并改变支护设计参数。 当周边位移及围岩内部位移收敛的速率明显下降，收敛量已达总收敛量的80%以上，且水平收敛速度或拱顶位移速度小于0.1mm/天时，即认为围岩基本达到稳定状态，可以进行二次衬砌施工。五、监控监测管理1、施工单位、监控监测评估单位在实施监控量测工作前，提前通知监理单位现场实施监理，监控实施过程应详细记载在施工日志和监理日志上。2、监控监测小组在规定的时间内完成数据采集和分析，根据分析结果，对工程安全性提出评估意见。监控监测所有原始资料和分析判断结论和施工日志放在一起以备核查。3、当监控量测位移达到级时，由现场监控监测小组将原始资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师，正常施工。4、当监控量测位移达到级时，开挖暂停施工，由现场监控监测小组将原始资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师。2小时内上报专业监控监测评估小组和指挥部，施工单位总工组织研究并提出具体意见，指挥部8小时内组织各参建单位对设计施工措施进行评价，待加强支护后方可继续施工。5、当监控量测位移达到级时以及拱顶下沉、水平收敛达到5/d或位移累计达到100时，由现场监控量测组长立即通知现场技术主管和现场监理工程师暂停施工，并将量测原始记录和分析结果2小时内上报指挥部、专业监控监测评估单位，专业监控量测单位小组组长8小时内到现场盯控。指挥部组织参建各方研究相应施工措施，必要时组织专家组研究工程措施。位移管理等级表如下：6、施工单位现场技术工程师每天收集隧道监控量测的成果分析资料，对分析意见进行确认，对超过级管理值的由项目经理履行该检查签认程序，相关资料签认后建账管理备查。7、监控量测评估单位对高风险及以上段落每个量测断面抽检不少于2次，其他每个量测断面抽检不少于1次。若发现异常情况，2小时内通知指挥部，由指挥部工程师组织分析。8、建立管理台账和周报、月报分析制度，总结监控量测数据的变化规率，对施工安全进行评价，逐级上报阶段分析报告。周报、月报主要内容：监控量测工作开展情况、工作分析和小结、下一步工作计划。周报、月报由施工单位按要求编制，报监理单位审核后再上报指挥部，指挥部组织分析后备案。 云南麻昭高速公路隧道变形监控专项施工安全方案监控方案部分监控量测作为新奥法的重要内容之一,在隧道施工中起着非常重要的作用。云南麻昭高速公路D1工区北闸隧道位于张家沟村北，隧道进口位于鲍家沟村南，出口位于张家沟村。北闸隧道为分离式隧道，隧道起点K69+000为第14合同段，K69+000隧道止点为第15合同段。其中，第15合同段昭通端K70+370止点为小浄距隧道，昭通端左、右幅隧道间最小净距约17米。左幅隧道（15合同段）起止桩号：K69+000K70+425，分界段全长1425米，最大埋深约155.9米；右幅隧道（15合同段）起止桩号：K69+000K70+465，分界段全长1465米，最大埋深约164米。隧道处于低中山构造剥蚀地形地区，地形起伏较大，自然坡度2040，坡面植被发育，多为松树，基岩出露较好，地质作用以风蚀为主。隧道所穿越山脉呈北东南西方向。隧道进出口均为冲沟，出口沟内有水。测区区域上地处“川滇经向构造带”的北段东沿，东部与华夏式构造交接，南北向构造、北向东构造最为明显，为主要构造，二者以明显的联合、复杂关系交织在一起。岩层产状较稳定，1251305560；主要发育两组节理：2152905560有0306590。节理多为闭合微张，延伸长为23米。隧道围岩由滑坡堆积层碎石、坡洪积层粉质黏土、泥质砂岩、泥岩、页岩等组成 ；细砂岩与粉砂质泥岩互层，层间结合一般，局部构造裂隙发育。细砂岩和粉砂质泥岩接触处易出现坍塌，施工时应予以重视，随时注意围岩变化变更支护参数。地面高程多介于21002300之间，沿线多为灌木林。洞门形式为明洞式洞门。隧道围岩其中出口明洞8m（V级围岩）、其它主要围岩级别以级为主，隧道区的工程地质条件，总体上来讲较差，监测成果对确保施工安全、加快施工进度、降低施工成本具有重要意义。一、编制依据为加强对隧道施工监控安全生产的管理，做好安全事故发生后的救援处置工作，根据中华人民共和国安全生产法、建设工程安全生产管理条例、建设单位云南麻昭高速公路工程建设项目安全生产事故救援应急预案、云南麻昭高速D1工区实施性施工组织设计等有关规定，结合隧道施工的实际，特制定北闸隧道监控安全专项方案。实施中，除应严格遵守本规程外，尚应遵守交通部有关标准和国家有关规定。二、编制范围本方案适用于云南麻昭高速公路D1工区北闸隧道施工。三、编制原则1、认真、全面、系统阅读施工合同，深刻领会和贯彻建设单位意图及建设单位对承包商的各项要求。2、贯彻执行各项技术标准、安全技术规程。执行建设单位对本工程建设的各项要求，采取现代化管理手段和施工项目管理模式，优化资源配置，实行动态管理，以适应施工组织安排的要求。3、对现场安全管理坚持实施全员、全方位、全过程严密监控。四、编制目标1、杜绝特大、重大安全事故的发生，减少一般事故；2、无特大、重大安全责任事故；3、消除特大、重大安全隐患；4、重伤率控制在0.4以下；轻伤率控制在10以下；5、不得因施工对周边环境、建筑、设施等造成破坏；6、无刑事案件发生。五、工程概况1、工程简介云南麻昭高速公路D1工区北闸隧道位于张家沟村北，隧道进口位于鲍家沟村南，出口位于张家沟村。北闸隧道为分离式隧道，隧道起点K69+000为第14合同段，K69+000隧道止点为第15合同段。其中，第15合同段昭通端K70+370止点为小浄距隧道，昭通端左、右幅隧道间最小净距约17米。左幅隧道（15合同段）起止桩号：K69+000K70+425，分界段全长1425米，最大埋深约155.9米；右幅隧道（15合同段）起止桩号：K69+000K70+465，分界段全长1465米，最大埋深约164米。2、气象水文地质条件根据钻孔水文地质观测和地表水文点观察，结合地形地貌，岩性和构造条件判断，隧道区域地表水受季节影响较大，主要赋存于山间凹地、冲沟之中，地下水发育，主要以第四系松散沉积物孔隙水、风化带基岩裂隙水为主。3、地质条件3.1地形地貌隧道处于低中山构造剥蚀地形地区，地形起伏较大，自然坡度2040，坡面植被发育，多为松树，基岩出露较好，地质作用以风蚀为主。隧道所穿越山脉呈北东南西方向。隧道进出口均为冲沟，出口沟内有水。3.2地质构造 测区区域上地处“川滇经向构造带”的北段东沿，东部与华夏式构造交接，南北向构造、北向东构造最为明显，为主要构造，二者以明显的联合、复杂关系交织在一起。岩层产状较稳定，1251305560；主要发育两组节理：2152905560有0306590。节理多为闭合微张，延伸长为23米。3.3、地质评价隧道围岩由滑坡堆积层碎石、坡洪积层粉质黏土、泥质砂岩、泥岩、页岩等组成。细砂岩与粉砂质泥岩互层，层间结合一般，局部构造裂隙发育。细砂岩和粉砂质泥岩接触处易出现坍塌，施工时应予以重视，随时注意围岩变化变更支护参数。隧道主要工程地质问题：左幅出口存在偏压问题，洞身由于埋深稍大，影响稍小，洞口及浅埋段则影响较大，隧道主要围岩级别以级为主，隧道区的工程地质条件，总体上来讲较差。4、工程不良地质：测区不良地质为滑坡、岩溶、瓦斯等 滑坡：分布于左幅K70+382+475段，为一顺层滑坡，复地形明显，后壁及周界清晰，主滑方向116，滑体物质主要为块石，厚510米，局部见仍保持相对完整的基岩透镜体，但产状也明显与基岩不同，倾向交角较大，局部扭转或反翘。滑面位于岩质较软的泥页岩层面，其力学指标在饱水后大幅降低致使上部岩体在重力作用下沿层面发生剪切破坏形成滑坡。左幅K70+382+475段穿过滑坡后缘，该滑坡滑面距左幅隧道路面仅25米，对隧道洞身开挖影响较大，隧道施工应加强支护。 岩溶：据区域地质资料，段内永宁镇组和飞仙关组地层均夹有灰岩，但野外测绘仅在飞仙关地层中见一厚0.3米灰岩夹层，岩溶发育，有泉水从该层中流出，该层应是飞仙关地层中较优势的排水通道。隧道开挖时应注意防范岩溶突水，加强地质超前预报。 瓦斯：右幅K69+300K69+580(左幅K69+250K69+540)段为T3x砂岩夹页岩、薄煤层，因地表覆盖土层，野外测绘未见煤层，此段隧道埋深150180m，隧道施工时应加强对瓦斯等有害气体的监测，加强通风。 隧道出口位于张家沟村半山坡上，坡面坡脚约35。据钻探及地质调查资料，出口处围岩由紫红色泥岩组成，中厚层状构造。节理裂隙发育，岩体较破碎。产状13055。出口基岩出露，但洞身埋深浅，易发生崩塌，应注意支护，岩层倾向与线路走向近平行，隧道出口仰坡存在顺层，开挖前应进行清理。左幅出口端位于滑坡体边缘，厚46米，对隧道开挖影响较大，开挖前应对洞口附近的堆积体进行清除，同时开挖时应注意加强支护。六、重点监控区段分析在上述调查的基础上，计算隧道拱顶的竖向附加应力及作用在边墙上的水平附加应力，作出拱顶竖向附加应力沿隧道径向、深度的分布图；作出边墙水平附加应力沿深度及径向的分布图。在上述工作的基础上结合隧道选址的地层分布，分析隧道的重点地段及关键部位，确定需重点进行监控的地段、部位及各地段宜进行的监控项目。七、监控范围监控范围为隧道施工可能产生影响的范围。根据隧道选址区岩石土体的物理力学性质，本项目初定的监控范围见表1，监控期间再根据地表变形的实测结果进行相应调整。 表8.1 正洞施工方法及综合开挖进度指标表围岩级别施工方法循环进尺日循环数日进尺米月进尺米备注单隧道全断面法2.525150台阶法224120台阶法12260八、 监控内容及方法1、监控内容监控内容包括：地表下沉、倾斜和开裂、地层水平位移、隧道拱顶下沉及周边收敛、施工爆破震动等。2、监控断面布置监控断面的布置根据施工设计图及隧道施工技术的要求布置，监控断面按表2的要求进行布设，重要地段适当加密。表2 监控断面间距区 段监控断面间距(m)备注级围岩地段20(10)括号内数字为重点地段断面监控断面间距。级围岩地段30(20)级围岩地段40(30)3 、监控方法3.1、地表下沉监控采用高精度水准仪进行监控。监控断面垂直隧道中心线，断面间距按表2的要求进行布设，重要地段适当加密；对于地下管线，测试断面则沿管线纵向布设。测点根据距隧道中心的距离呈梯度布置，间距4-6m。3.2 隧道拱顶下沉及周边收敛监控拱顶下沉及周边收敛量测布置在同一个断面上。测试断面根据隧道埋深、围岩条件及地面建(构)筑物的分布情况布设。断面间距一般地段按表2的要求进行布设，重要地段测试断面适当加密。每个断面布置3 个拱顶下沉观测点、4 个水平收敛观测点(即2条水平收敛测线,分别布置在拱腰和拱脚)。当隧道掘进至监控断面时,立即埋点进行量测。拱顶下沉采用精密水准仪量测,水平收敛采用专用隧道收敛仪进行量测。3.3 爆破震动监控此项监控仅在采用钻爆法开挖的地段。测点布置在重要建筑物的基础、立柱和地面上。采用三分量拾振器、EXP2850型测振仪及计算机等测震装置进行监控。测试内容主要包括： 爆破震动速度； 最大震动速度发生的位置及方向； 爆破地震效应及地震波衰减规律。3.4 掌子面及支护状态观测施工期间对掌子面出现局部坍塌、挤出，初期支护出现喷层开裂，钢筋网鼓出的部位、规模及发展情况进行认真观察和记录。3.5 量测频率(1) 地表下沉、地层水平位移、建筑物沉降、倾斜、开裂的量测频率见表3。表3 地表下沉、地层水平位移及地表开裂量测频率距掌子面距离5D至变形稳定量测频率1次/天1次/2天2次/周 注：上表中D为隧道开挖宽度。(2) 隧道拱顶下沉及周边收敛的量测频率见表4。表4 隧道拱顶下沉及周边收敛量测频率时间15天1530天3090天(至稳定)量测频率1次/天1次/2天2次/周(3) 在爆破设计参数改变(如单段爆破用药量增加、段差减少、爆源距地表距离减少等)或爆破工艺改变时均需进行爆破震动测试。此外，为了对爆破震动的动力特性进行研究,选择35次规模较大、并且有代表性的爆破进行多点爆破震动测试,以确定爆破震动的传播特性。九、监控数据分析处理 (1) 上述5.3.1- 5.3.5的监控内容，每次观测后及时对原始数据进行校核和整理（包括原始观测值的检验、计算等）,求出每个观测点的当期变化量、累计变化量、变化速率和地表沉降曲率。在此基础上，进行下列处理： 作出不同测试断面地表累计下沉量、下沉速率随时间变化的曲线； 作出不同测试断面最大下沉量、下沉速率随时间变化的曲线； 作出地表下沉最大曲率点至隧道中心水平距离随时间变化的曲线； 作出地表下沉最大曲率随时间的变化曲线； 作出隧道拱顶下沉、周边收敛量及其变化速率随时间变化的曲线； 作出地层水平位移及其变化速率随时间变化的曲线； 建筑物沉降、倾斜值及其变化速率随时间变化的曲线； 对监控结果进行回归分析，预测变形发展趋势。(2) 对爆破震动测试数据检验、滤波后作如下处理： 得出各测点震动速度、频率及震动持续时间； 在多个测点测试的基础上，对震动速度V、测点距爆源点距离r 及炸药用量Q 之间的关系按下式进行统计分析，得出适宜于本场地的场地及岩性影响系数k、。 在上述工作的基础上得出符合本场地的爆破安全距离与用药量的关系式。十、监控成果应用 根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本工程监控量测变形管理等级见“变形管理等级表”，据此指导施工。观察及量测发现异常时，及时修改支护参数。每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图；对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度；数据异常时，则根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。变形管理等级表管理等级据开挖面1B据开挖面2B施工状态U0U1B/3U02 U1B /3U02 U2B /3暂停施工，采取相应工程对策注：U0-极限相对位移值；B-隧道开挖宽度。观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。正常状态须同时满足以下条件：净空变化速度小于0.2mm/d时，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本稳定；净空变化速度持续大于5.0mm/d时，加强初期支护。根据位移时态曲线的形态来判别：当围岩位移速率不断下降时，围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时，围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时，围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。十一、监控组织与管理（1） 为保证监控工作顺利进行和高质量完成，根据工地的实际情况，本项目拟组建由3名从事岩土工程测试、研究人员组成的监控小组进场进行监控量测。（2） 为保证测试结果的可靠性，所有测试仪器进场前必须进行检校，经检校无误后方可进场进行测试。（3） 测点的埋设严格按测试元件的埋设方法和要求进行。测点应牢固可靠、做好易于识别的标志，并妥善保护，避免施工及人为破坏，以确保量测工作顺利进行。（4） 量测期间，设立值班记录本，详细记录值班期间的一切情况。记录内容主要包括： 施工方法、部位、工艺流程以及施工进展情况； 量测时气