围岩监控量测作业指导书.doc

中铁十三局集团有限公司中铁十三局集团有限公司 施工过程控制标准化管理手册（隧道分册）施工过程控制标准化管理手册（隧道分册） 围岩监控量测作业指导书围岩监控量测作业指导书 编 制： 审 核： 批 准： 目 录 1.目的 1 2.编制依据 1 3适用范围 .1 4.监控量测准备 1 4.1 技术准备.1 4.2 量测仪器工具准备 1 5.劳动组织 1 6.量测元件的要求 1 7.量测仪器机具配置 1 8.监控量测流程 2 9监控量测内容、方法及注意事项 .3 9.1 监控量测计划与内容.3 9.1.1 监控量测计划.3 9.1.2 监控量测应符合下列要求 3 9.1.3 量测项目 3 9.2 测点和测线布设 4 9.2.1 地表沉降测点布设 4 9.2.2 拱顶下沉测点和净空变化测点布设 5 9.2.3 沉降缝处观测 7 9.2.4 隧底隆起观测.7 9.2.5 选侧项目布置要求 8 9.2.6 测点布置要求 8 9.3 监控量测频率 8 9.4 监控量测控制基准 9 9.5 测试仪器精度要求 .11 9.6 监控量测方法12 9.6.1 洞内、外观察 .12 9.6.2 变形监控量测 .12 9.6.3 数据采集 .13 9.7 量测数据处理与应用 .13 9.7.1 监控量测资料的分析处理 .13 9.7.2 绘制相关图表 .13 9.7.3 回归分析方法 .13 9.7.4 常用的回归函数 .14 10.监控量测验收资料 16 11.监控量测质量保证措施 16 12.安全要求 17 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 1 页 共 17 页 围岩监控量测作业指导书 1.目的 明确铁路隧道围岩监控量测作业的流程、操作要点和相应的标准，指导、规范监控量测作业施 工。 2.编制依据 铁路隧道监控量测技术规程 （TB J721-2007） 铁路隧道工程施工技术指南 （TZ 204-2008） 铁路隧道施工图设计文件 3适用范围 适用于铁路隧道围岩监控量测。 4.监控量测准备 4.1 技术准备 开工前组织技术人员认真审核施工设计图纸和有关设计资料，澄清有关技术问题，熟悉规 范和技术标准，编制监控量测实施计划。监控量测计划应根据项目的量测目的，结合隧道的规模、 地质条件、支护类型及参数、施工方法和工期安排等进行编制，其主要内容有量测项目、测点布置、 量测频率、数据处理、反馈方法、量测仪器和量测人员安排等。 对所有量测人员进行岗前技术培训，量测人员要持证上岗。 4.2 量测仪器工具准备 根据量测项目和量测项目的精度来选用。选用时，在满足精度要求的前提下，要立足现有，配 齐配全。 5.劳动组织 项目成立量测小组，由负责人 1 人，技术人员 1 人，量测工 35 人组成。 6.量测元件的要求 对量测所用的钢筋计、应变计、压力盒、多点位移计、水压计、振动传感器等的主要技术参数 应满足监控量测的要求，采用有资质厂家的产品。 7.量测仪器机具配置 量测仪器机具配备见表 1。 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 2 页 共 17 页 表 1 监控量测仪器机具配备表 序号名称规格型号单位数量备注 1 收敛仪JSS30A 数显台 1 2 水准仪 DS3200 台 1 3 全站仪台 1 4 地质罗盘台 1 5 铟钢尺把 1 6 电脑台 2 8.监控量测流程 监控量测流程见图 1。 是 图 1 监控量测流程图 变更设计 环境及安全是否满足要求 调整设计参数、提出变更设计建议 报监理、业主、设计单位 环境及工程安全性评价判定基准 经验类比 理论分析 特殊要求 隧道施工 监控量测 隧道设计 监控量测实施细则现场调查与资料调研 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 3 页 共 17 页 9监控量测内容、方法及注意事项 9.1 监控量测计划与内容 9.1.1 监控量测计划 根据隧道规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖衬砌方法、量测目的等制定监控量测计 划，监控量测计划与施工进度相适应。 9.1.2 监控量测应符合下列要求 掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理。 了解支护构件的作用及效果。 确保隧道工程的安全性，经济性。 了解隧道施工对附近建筑物的影响。 将监控量测结果反馈于设计及中施工。 积累资料作为以后设计和施工参考。 9.1.3 量测项目 隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项 目和选测项目两大类。选测项目应根据工程规模、地形地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他要求， 有选择地进行。监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设测点，并根据具体情况及 时调整或增加量测的内容。 （1）必测项目 洞内、外观察；二次衬砌前净空变化；拱顶下沉；地表下沉（浅埋隧道必测，H02B 时，H0为隧道埋置深度，B 为隧道最大开挖宽度）；二次衬砌后净空变化；沉降缝两侧底板不 均匀沉降；洞口段与桥台进洞段不均匀沉降观测等（见表 2 监控量测必测项目）。 表 2 监控量测必测项目 序号监控量测项目常用量测仪器备注 1 洞内、洞外观察现场观察、数码相机、罗盘仪 2 拱顶下沉全站仪 3 净空变化全站仪、收敛仪 4 地表下沉全站仪、水准仪、钢挂尺 （2）选测项目应包括：纵向位移；隧底隆起等（见表 3 监控量测选测项目）。 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 4 页 共 17 页 表 3 监控量测选测项目 序号监控量测项目常用量测仪器备注 1 围岩压力压力盒 2 刚架内力钢筋计、应变计 3 喷混凝土内力混凝土应变计 4 二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计 5 初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒 6 锚杆轴力钢筋计 7 围岩内部位移多点位移计 8 隧底隆起全站仪、水准仪、铟钢尺 9 爆破振动振动传感器、记录仪 10 孔隙水压力水压计 11 水量三角堰、流量计 12 纵向位移多点位移计、全站仪 （3）隧道开挖后及时进行地质素描及数码成像，必要时进行物理力学试验。 （4）初期支护完成后进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观察和记录。 （5）对围岩为土砂质时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行 量测。 （6）对地下水发育断层破碎带等地质构造带进行水量、孔隙水压力等进行量测。 （7）对隧道附近存在隧道施工爆破影响的构筑物时可进行爆破震动监控量测。 （8）对一般硬质岩、软岩认为可以优化设计，减少支护结构数量时，可对锚杆轴力、围岩压 力、初期支护与二次衬砌间接触压力等进行量测。 （9）当浅埋隧道上方有地面建筑物、地下管线等，而且需要采用钻爆法开挖时应进行爆破振 动监测。 9.2 测点和测线布设 9.2.1 地表沉降测点布设 浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断 面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按（表 4 地表沉降测点纵向间距）的要求布置。 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 5 页 共 17 页 H0 B 45 2-5m 不不不不 不不不 表 4 地表沉降测点纵向间距 埋置深度地表下沉量测断面间距（m） H2B 2050 Bx0) 公式(1) S=-A1-e-B(x-x0)+U0 (xx0) 公式(1) S=A1-e-Bx （xx0） 公式(2) 式中： A,B回归参数； X距开挖面的距离； S距开挖面 X 处的地表沉降； xOu0拐点 x。处的沉降值 u0。 根据经验，对于地表纵向沉降回归分析一般采用式(1)；拱顶下沉、净空变化变一般采用式(2)。 对于式（2)，理论上讲，当 x 较小时，S 趋于 0；若 S 不趋于 0，需考虑监控量测结果的可靠性。 （3）地表沉降横向分布规律采用 Peck 公式: S（x）=Smaxe-x2/2i2 式中： S（x）距隧道中线 x 处的沉降值（mm）； Smax隧道中线处最大沉降值； Vi地下工程单位长度地层损失（m3/m）； I沉降曲线变曲点； H隧道埋深。 （4）信息反馈有理论方法和经验方法，目前仍以经验方法为主，其主要目的是:判定围岩是否 稳定，支护措施是否安全，施工方法是否恰当;在保证安全的前提下，支护是否经济，必要时调整 支护设计。 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 第 16 页 共 17 页 （5）监控量测反馈程序应贯穿于整个施工全过程。 （6）在施工过程中进行监控量测数据的分析分为实时分析和阶段分析，均以报告形式反馈。 实时分析:每天根据监控量测数据，分析施工对结构和周边环境的影响，发现安全隐患及时 采取措施;实时分析一般采用日报表形式。 阶段分析:经过一段时间后，根据大量的监控量测数据及相关资料等进行综合分析总结施工 对周围地层影响的一般规律，指导下一阶段施工。阶段分析一般采用周报、月报形式，或根据工程 施工需要不定期进行，提出指导施工和优化设计的建议。 10.监控量测验收资料 监控量测设计 监控量测实施细则及批复 监控量测结果及周（月）报 监控量测数据汇总及观察资料 监控量测工作总结报告 11.监控量测质量保证措施 提高对是监控量测的认识。监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，通过监控量测能够及 时掌握地表沉陷、围岩和支护结构的工作状态，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通 过现场监测获得围岩动态的信息（数据），经过对这些信息的分析处理与必要的计算和判断后，可 以为下一阶段的施工预测（修正和确定初期支护参数，混凝土衬砌支护时间，调整围岩级别、完善 设计方案及参数、优化施工方案）提供信息依据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够 的数据。同时为类似工程的设计和施工依据。 成立专门监测小组，具体负责各项监测工作。量测项目人员要相对固定，保证数据资料的 连续性。 量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过 检校，合格后方可使用。 将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证 监测有确定的时间和空间。 制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控 制计划。 施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影 响，每次量测完毕后，都要检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及