监控量测作业指导书.docx

沪昆客专贵州段CKGZTJ-12标监控量测作业指导书（修订版）编制： 审核： 审批： 中铁二十二局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部2010年12月18日中铁二十二局集团有限公司沪昆客专贵州段CKGZTJ-1218监控量测作业指导书一、编制总则 第1条 为加强铁路隧道施工安全质量管理，充分发挥监控量测在隧道安全质量管理中的作用，规范铁路隧道施工监控量测工作，根据铁路隧道监控量测技术规程、铁路隧道工程施工安全技术规程、关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设2010120号）的要求，并结合本标段的特点和施工图纸，编写本作业指导书。第2条 监控量测是隧道施工过程中，对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护参数的调整和二次衬砌施作的时机提出依据，是确保施工安全和结构安全可靠、指导施工过程和施工安全监控的重要手段，是铁路隧道设计文件的重要组成部分，也是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节，监控量测须纳入关键工序管理。二、编制依据铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007)本标段施工图纸以及铁道部下发的关于进一步加强铁路隧道施工安全管理的通知120号文件。三、适用范围 适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-12标段隧道监控量测工作。四、作业准备监控量测前应做的准备工作包括：监测项目的确定、人员和仪器设备的组织，以及技术工作的准备。1、人员配备项目部结合施工图纸及本标段的施工特点，成立专业监控量测小组，按照区域划分，负责全线隧道监控量测的数据采集和分析。2、制定监测作业指导书各项目部要结合现场实际情况和隧道施工图纸，针对不同隧道的地质状况制定出可行的监控量测实施细则，并上报监理。五、监控量测必测项目洞内外观察、拱顶沉降、净空收敛、地表沉降为必测项目。1、量测断面的间距和频率 1）净空变形量测断面的间距应根据围岩级别，隧道断面尺寸、埋置深度等确定，其间距按照表1采用进行。拱顶下沉量测与净空水平收敛应在同一断面上进行，并用相同的量测频率，应从表2根据变形速度和开挖工作面距离较高的一个量测频率。 拱顶下沉及周边净空收敛断面量测间距表 表1围岩级别量测断面间距（m）-51030 拱顶下沉及周边净空收敛量测频率表 表2位移速率（mm/d）量测断面距开挖面距离（mm）量测频率5(0-1)B2次/d1-5(1-2)B1次/d0.5-1(2-5)B1次/2-3d0.55B2次/7d注：B-隧道最大开挖宽度 2）地表沉降量测应根据隧道埋置深度、开挖断面大小、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定是否进行。地表沉降量测的测点应与净空水平收敛及拱顶下沉量测的测点布置在同一断面内，沿隧道中线往隧道两侧布置，地表下沉量测横断面的间距可按表3进行。地表下沉量测横断面间距表 表3隧道埋入深度H量测断面间距（m）2BH12.5B20-50BH12B10-20H1B10注：H1-隧道埋深；B-隧道最大开挖宽度3）需要进行横断面方向地表下沉量测时，其测点间距应采取2-5米，在同一量测断面内应取7-11个测点。地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。地表下沉量测应在开挖工作面的前方H1+B（隧道埋置深度+隧道最大开挖宽度）处开始，直至衬砌结构封闭，下沉监测作业基本停止。六、监控量测断面测点布置图 测点布置示意图净空变化量测测线数 地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部，双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分布一条水平测线。七、测点设置要求及测设工具测点设置按照铁路隧道工程监控量技术规程和关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设2010120号）的要求执行。周边位移量测以相对净空变化值的量测为主，净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定，拱顶下沉量测断面的位置在每一断面宜布置1-2个点，若地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，应同时量测拱腰下沉及基底隆起量测。测点埋设断面间距，距开挖掌子面不能大于5米，测点的安装应能保证在开挖后2小时内量测到初次读数，测点必须埋入至围岩内。周边收敛可采用数字读数弹簧式收敛仪或反光片配合全站仪，拱顶下沉量测采用水平仪加挂钩钢尺或反光片配合全站仪观测，有条件时可采用隧道激光断面仪进行量测。八、量测方法1、净空收敛量测1.1净空收敛变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋深，隧道开挖爆破以后，在预设点断面，沿隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩。测点埋设深度入围岩20cm,用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。1.2.当开挖断面留置核心土时或测点埋设太高，无法进行水平收敛观测，这时利用反光片，采用全站仪进行观测。全站仪采集的坐标，可根据公式把量测点的点位二维坐标换算成隧道净空宽度值，换算公式为：S=（X左-X右）2+（Y左-Y右）2）。每次观测的二维坐标换算成隧道净空宽度值S后，再对每次的S值进行比较，即可得出隧道净空收敛值。2、拱顶下沉量测拱顶下沉量测是在拱顶设1个带挂钩或反射片的锚桩，测点断面设置在净空收敛同一断面上，测桩埋设深度20-30cm,用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩，用全站仪或精密水准仪量测。3、地表沉降观测隧道洞口浅埋地段，在隧道沿轴线方向设量测断面，断面纵向间距5m，横向间距2-5m,隧道每个断面布设置测点数量根据隧道实际埋深确定。在选定的量测断面区域，首先应设12个通视条件好、测量方便、牢固的基准点。测点应埋水泥桩或利用洞口加密控制点，用全站仪或精密水准仪量测。待沉降数据稳定，通过回归分析，确定是否停止监测。九、量测控制基准1、监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。隧道初期支护极限相对位移见下表跨度7mB12m隧道初期支护极限相对位移 围岩级别隧道埋深h (m)h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（%）0.010.030.200.600.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.501.803.00拱顶相对下沉（%）0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40注：a、本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。b、拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。c、初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.11.2后采用。2、位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移要求确定。位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U 090%U 0100%U 0注：B为隧道开挖宽度，U 0为极限相对位移值。十、量测数据分析处理1、每次测量时要做好详细的量测原始记录，记录内容包括日期、时间、里程编号、环境温度、量测数据、开挖方法、测线编号等，并及时根据现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。当位移时间曲线趋于平缓时，及时进行量测数据的回归分析，以推求出最终位移和掌握位移变化的规律，目前常采用的回归函数有：对数函数 U=A+Bln（t+l） U=A+Bln（B+T）/(B+to)指数函数 U=Ae-B/t U=A(e-Bto-e-BT）双曲函数 U=A(1/(1+ Bto)2-(1/(1+ BT)2式中：U变形值（mm） A、B回归系数 t量测时间（d） to测点初读数时距开挖时的时间 T量测时距开挖时的时间2、现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，其中包含着测量误差。因此，应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和初期支护系统稳定状态。3、在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理、施工现场，从而实现动态设计、动态施工。4、回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。本标段监测数据，采用西南交大提供地下工程监控量测分析系统软件进行数据处理和回归分析。具体方法如下：1） 将量测记录及时输入计算机专用监测处理软件，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内拱顶沉降、收敛测点的位移u-时间t的关系曲线，见图4。图4 位移u-时间t的关系曲线图2）若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。 3）当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。4）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。5、信息反馈及对策1）监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议。2）施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。3）监测变化数据每天及时反馈到现场技术人员，及时指导施工。当监测数据发生突变时，立即停止施工，上报业主、设计、监理。4）工程安全性评价应分三级进行，并采用相应的工程对策，需要变更设计时，应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。 工程安全性评价分级及相应应对措施 管理等级应对措施正常施工综合评价设计措施，加强监控量测，必要时取相应工程对策暂停施工，采取相应工程对策十一、监测应急处理措施1、成立以局指领导负责人为首的应急处理领导小组，组建以项目部为首应急处理工作小组，以班组长为首的应急处理突击队。组 长：局指项目总工副组长：局指工程部部长组 员：各项目部经理、总工 、工程部长、安质部长、物资部长2、事先对在工程施工中可能出现的突发事件进行预测、分析，并储备相应的应急处理机具、物资。3、加强工程监测、监控、实行信息化施工。一旦监测数据出现预警值，立即报告应急处理领导小组，同时监控小组按程序增加监测频率和监测点。应急领导小组立即组织工作小组分析原因，制定应急处理方案及对策措施，同时向有关单位和部门汇报。组织应急突击队进行应急处理。4、应急处理完成后，分析原因，总结经验，避免类似突发事件发生。5、在施工中出现监测数据超出警戒值后，监测应采取的应急措施如下： 数据超过级管理按施工组织正常作业，按正常频率进行施工监测，作周报表。 数据超过级管理加密施工监测频率，作日报表，并适当调整施工步序。 数据超过级管理停止施工，反馈业主、设计、监理，采取加强支护等措施。监测管理表管理等级管理值施工状态U0Un/3可正常施工Un/3U0Un2/3应注意，并加强监测U0Un2/3应采取加强支护等措施表中：U0 实测值 Un 允许值Un的取值，也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范规定的要求，提出控制基准见后。根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在级管理阶段监测频率可适当放大一些；在级管理阶段则应注意加密监测次数；在级管理阶段则应密切关注，加强监测，监测频率可达到12次/天或更多。a.加强施工监测，增加监测频率，关键的监测项目超标要作时报表；b.在变形过大的区域增加监测点；c.关键监测项目（如隧道浅埋地段）超过级警戒时要停止施工作业，同时调整施工组织计划，反馈设计，必要时作设计变更。6、隧道内侧产生较大变形或破坏。发生事故主要是因为支护未及时。当土压力、收敛。拱顶变形较大，超过级警戒值时，宜采用如下处理措施。停止开挖，尽快对隧道进行加固支护；加强监测频率，变化趋于收敛时恢复正常监测频率。7、当水位变化剧烈且隧道出现涌水时，主要是因为隧道内外水位差较大，支护不严密，洞内降水引起土体失稳。对此，宜采用以下处理措施。立即停止洞内降水或施工。必要时对洞壁实施喷锚、注浆加固。8、当拱顶、净空收敛速率达5mm/d，或位移累计达100mm时，应停止掘进，并及时分析原因，采取处理措施。9、开挖前应预计事故发生的可能性，做好抢险加固的准备工作：监测信息反馈系统的建立；加固材料的来源及运输；储备止水堵漏的