隧道监控量测作业指导书secret.docVIP

京包铁路xx至xx段增建第二双线工程XXXX标段隧道工程编号：XXXX-S-23隧道监控量测作业指导书单位： xxxx局xx增建第二双线工程指挥部编制： xxx 审核： xxx 批准： xxx 2009年4月15日发布 2009年4月15日实施xx铁路隧道工程隧道监控量测作业指导书1、适用范围适用于京包铁路xx至xx段增建第二双线工程第三标段隧道测量施工作业。2、技术准备2.1内业技术准备作业指导书编制后 ，应在开工之前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.2外业技术准备施工中所涉及的各种外部数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。3、技术要求隧道施工必须以监控量测为中心环节，以监控量测数据的收集和分析指导施工生产，监控量测的目的是：监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全，掌握围岩和支护的状态，根据监测数据和分析结果进行日常施工管理；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，通过监测数据的连续变化，分析支护结构的作用及效果，确定二衬和仰拱的施作时间；通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，为大变形发展情况及研究、决策提供基础资料，作为调整和修正支护设计参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息；将监控量测结果及时反馈于隧道设计、施工、建设管理中，确定施工管理等级；积累资料，供以后工程设计、施工参考。4、施工程序与工艺流程4.1隧道监控量测贯穿整个隧道的开挖过程。施工程序包括：隧道开挖及初期支护 布置围岩量测点 监控量测 数据分析 信息反馈 后序工程施工 4.2工艺流程见工艺流程图。5、施工要求5.1 监控量测内容与计划正洞开挖支护监控量测项目包括：洞内外观察、水平相对净空变化量测、拱顶下沉量测、浅埋地段地表下沉量测。监控量测计划的内容应包括：量测项目及方法、测量仪器的选择、测点布、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。5.2施工工艺5.2.1洞内外观察（1）洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每天开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等。当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。（2）对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况以及施工质量是否符合规范的要求。（3）洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。（4）在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。5.2.2拱顶下沉及水平相对净空变化量测拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，根据围岩级别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和边墙中部布设测点。拱顶下沉及收敛量测在整个隧道进行。拱顶下沉及净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定，宜为1050m，在级围岩的隧道中可适当加大测点间距，在地质变化处应加密量测断面。量测断面间距及测点数量可参考表选定。量测断面间距及测点数量表围岩级别断面间距（m）每断面测点数量水平收敛量测拱顶下沉量测、0510二条基线一点2030二条基线一点3050一条基线一点80100一条基线一点净空变形量测应在每次开挖后尽早进行。初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成初读数。测点应牢固可靠，易于识别，用红油漆标明里程和测点的编号，妥善保护，防止爆破和其它情况的破坏，量测点上不悬挂其它任何物品。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立联系。根据收敛仪挂钩的要求，水平收敛和拱顶下沉量测点采用8的膨胀螺栓加工焊于拱架上或打在岩石上。量测应选择精度适当，性能可靠、使用及携带方便的仪器。变形量测可选用电阻式或电感式仪器，仪器使用前必须经过严格标定。水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好，采用全断面开挖方式时。可设一条水平测线。当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平线。拱顶下沉量测应与水平相对净空变化量测在同一量测断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的量测频率，应从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。量测频率表 （注：B表示隧道开挖宽度）变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作的距离（m）量测频率5(01)B(12)次/d15(12)B1次/d0.51(12)B1次(23d)0.20.5(25)B1次/2d0.25B1次/周5.2.3浅埋地段地表下沉量测（1）隧道浅埋段开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。布点原则为：在13倍的洞径范围进行，量测断面布置与洞内一致，每个断面上的测点间距为25m。同时在横向依据实际情况选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表下沉量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面内，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距可按表采用。地表下沉量测断面间距表隧道埋深H（m）量测断面间距（m）H2B2050BH2B1020HB10注：无地表建筑物时取表内上限值；B表示隧道开挖宽度。（2）横断面方向地表下沉量测的测点间隔应25m，在一个量测断面内应设711个测点。（3）地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基本停止为止。（4）地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后13周。锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，从每一周一次到每月一次，直到无变化为止。5.2.4量测目的洞内外观察、净空水平收敛量测、拱顶下沉量测以及浅埋隧道地表下沉量测四个必测项目，为日常施工管理提供有关数据资料。必测项目的监控量测方法与要求见下表，选测项目的监控量测方法与要求见下表。双侧壁导坑法测点布置示意图台阶法测点布置示意图选测项目的监控量测方法与要求表量测项目测点布置量测方法与要求选测 项 目围岩与支护间的接触应力单点、多点杆式或钢丝式位移计在软弱围岩中进行，断面间距 1020m，测点对称布置，每个标准单线断面可设约24 个测点。格栅、钢架主筋应力量测压力传感器、钢筋计在软弱围岩中进行，测点和围岩与支护间接触应力同一断面。每个断面上布置约 1520个测点，对称布置。锚杆抗拔力ML-150B型锚杆拉拔仪一般每10m一个断面，每个断面至少做三根锚杆。围岩内位移单点、多点杆式或钢丝式位移计每隔1020m一个断面，每个断面12测点。必须项目的监控量测方法与要求表量测项目测 点 布 置量 测 方 法 与 要 求必测 项目洞内外观 察1.洞外观察包括地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的 稳定、地表水渗透的观察。2.洞内观察a 掌子面观察b 支护结构观察目测观察方法,对围岩和支护作以下观察:1地质观察:隧道在爆破后一次喷混凝土前进行,每次开挖后均应绘制地质素描图,用以核对围岩级别及判断支护的稳定性。2.检查喷射混凝土有无裂损及发展,锚 杆有无松动,并做好相应记录。净空水 平收敛 量测隧道最大跨处及以上3.00m左右两侧对称布置量测桩,每个量测断面设 4 个收敛桩,量测断面间距要据围岩类别确定;IV 级围岩地段 20m。采用坑道收敛计进行量测,开挖后按要求迅速安装收敛桩并编号,初读数应在开放后 12h 内读取,最迟不得大于24h,而且在下一循环开挖前获取初读数,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护.量测频率详见“监控量测 设计图（一）”拱顶下 沉量测正洞拱顶设一个下沉桩, 量测断面面间距与净空水平收敛量测一致。喷射混凝土后应迅速在测点处设固定桩,采用精密水准仪和收敛计钢尺进行量测。在两端洞外各设一水准基点供洞内拱顶下沉量测用,量测频率用其它要求同净空水平收敛测要求。浅埋隧 道地表 下沉量 测断面布置宜与洞内水平净 空变化和拱顶下沉在同一横断面内,在一个量测断面内应设3个测点。地表下沉量测应在开挖工作面前方Hh（隧道埋置深度隧道高度）处开始,直到开挖面后方约（35）B 或该处衬砌结构封闭,下沉基本停止时为止。地表监控量测根据浅埋隧道段的情况，横断面上测点为25m，横断面间距见下表。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如下图。围岩级别量测断面间距（m）V（浅埋）5V（深埋）10IV（浅埋）1015IV（深埋）2030III50II80浅埋隧道地表量测测点布置示意图5.2.5项目量测频率洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状况观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行,地质情况基本无变化时,可每天进行一次。对初期支护观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的支护状况。洞外观察包括地表情况、沉陷、边仰坡稳定、地表水渗透等观察。净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。实际量测频率应从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择一个较高的量测频率。项目量测频率见下表。量测频率表变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面距离量测频率5（01）B2 次/天15(12)B1 次/天0.51（12）B1 次/2 天0.20.5（25）B1 次/2 天5B1 次/7 天注：B为隧道开挖宽度量测管理各预埋测点牢固可靠，易于识别并妥善保护，不得任意撤换和破坏，并建立量测点埋设的记录资料。量测工作按计划实施，不得中断。根据量测资料进行回归分析得出围岩总位移值及变化规律后，将其值与规范规定值进行比较：当计算值小于或等于规范规定值时，可将回归分析值作为围岩变形控制依据。量测数据要及时、准确，量测结果及时报告，以便掌握动态信息。记录要正规，资料要齐全，计算要正确，以便为竣工文件积累资料。5.2.6量测资料的处理及应用（1）绘制图表，指导施工根据现场监控量测数据,及时绘制水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线和净空水平收敛、拱顶下沉与距开挖工作面距离的关系图等。根据量测结果及铁路隧道喷锚构筑法技术规范的规定,根据变形管理等级指导施工。具体量测等级见“量测管理等级表”。(2)及时反馈，确保施工措施安全合理观察及量测以现异常时，应及时修改支护参数。一般正常状态必须同时满足以下条件：喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝、位移速度除在最初12天允许有加速外，应迅速减少、位移很快达到稳定，且围岩状况比预期要好时，应适当减弱设计参数。量测管理等级表 管理等级管理位移施工状态U2 U0/3应采取特殊措施复合式衬砌施工的监控量测，应在隧道周边变形速率有明显减缓趋势，初期支护表面裂缝不再继续发展；拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/天,拱顶相对下沉速度小于0.15mm/天,累计位移值不超过极限位移值的8090%等情况下,选定围岩和喷锚支护基本稳定的最佳时机施做二次衬砌,浅埋地段应及早施作二次衬砌,并根据监控量测信息反馈,及时修正衬砌参数,确保施工和运营安全及更经济合理。5.2.7监控量测资料的整理与反馈(1)拱顶下沉、水平净空变化量测数据按表格式记录。 量测数据记录表 项目序 号时 间测 值总位移(m)变形速度（mm/d）距开挖面距离（m）工 序 及施作时间初读数第一次第二次(2)根据现场量测数据绘制位移-时间曲线或散点图，在位移-时间曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当位移-时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急剧增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应加强支护，必要时应停止掘进，采取必要的安全措施。(3)把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。(4)数据分析和曲线拟合绘制量测数据的时态变化曲线图（即位移速度随时间变化曲线图，如图1所示）和位移量与开挖面距离曲线图（如图2所示）。位移速度（mm/d）时间t（d）图1 位移速度随时间变化曲线图 位移量U(m)（mm/d）距离s(m)图2 位移量与开挖面距离曲线图在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结构和建筑物的安全状况，防患于未然。还可通过插值法，在实测数据的基础上采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。常用的回归函数有：对数函数 指数函数 双曲函数 式中：U -变形值（或应力值）；A、B -回归系数；t、t0 -测点的观测时间（day）；T -量测时距开挖时的时间（day）。以上三种回归函数，双曲函数的相关系数的绝对值最接近1，回归精度较高,故选用双曲函数来预测最终收敛情况。(5)为确保监测结果的质量，加快信息反馈的速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图,对施工情况进行评价并提出施工建议。(6)量测过程中如发现异常现象或与设计不符时，应及时提出，以便修改支护参数。6、劳动组织6.1量测组织机构为确保隧道的施工安全和质量，为隧道施工、管理、决策提供基础数据，项目部各隧道施工工程局成立专门量测机构，由总工程师负责，组织机构逐级分工负责。6.2 负责人(1)负责传达上级和作业队有关量测的要求和指示;(2)组织编制、优化量测实施方案，审查通过后组织实施；(3)确保量测中的人员、资源配置满足量测工作需要；(4)对监控量测的报表和分析报告审核把关，对现场量测中出现的异常问题及时处理，重大异常情况向指挥部分管隧道的副总工程师和主要领导汇报，负责会同作业队队长根据量测分析资料制定内部量测施工管理等级并指导施工;每天必须对量测工作进行不少于一次的督促与指导。6.3 数据分析处理小组(1)负责编制量测断面实施计划，并按批准的量测计划组织实施，进行动态优化调整，编制作业指导书并负责量测指导书的交底和组织实施；(2)检查指导书量测断面及测点的埋设，确保量测项目、测点数量、量测频率等符合设计、规范及有关要求；(3)负责量测数据的分析处理，并对初期支护和二次衬砌结构的稳定性作出评价，提出管理等级建议；(4)每天将签认后的量测报告和分析报告向队总工程师提交，并向分管生产的副队长汇报分析结论。6.4 现场量测小组(1)负责按量测计划进行断面的现场设置、埋点布设，按规定的量测方法和量测频率组织量测，负责提交原始量测数据。量测原始记录不得涂改，并将资料保持完好；(2)对量测原始数据做初步计算，将每天变形数据以规定的表格形式提交给监控数据分析人员，对数据的真实性和完整性负责。7、设备机具备置7.1 监控量测仪器设备水平收敛、拱顶下沉量测、围岩及支护状态和浅埋地表下沉量测的方法、仪器和精度要求见表。监控量测仪器设备序