宝台山隧道进口段监控量测方案.doc

向莆铁路 FJ 1B 标宝台山隧道进口段 监控量测方案监控量测方案 中国中铁中国中铁 编 制 刘国栋 审 核 刘念坡 批 准 陈 鹏 中铁隧道股份有限公司隧道六公司 向莆铁路 FJ 1B 标二工区 二 00 八年十一月二十日 1 10 隧道监控量测方案隧道监控量测方案 一 编制依据及原则一 编制依据及原则 1 11 1 编制依据编制依据 1 1 1 向莆铁路 FJ 1 标宝台山隧道招标图及咨询图 1 1 2 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 1 1 3 客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准 1 1 4 福建省气候特征 1 21 2 编制原则编制原则 1 2 1 确保工程质量及合同工期 1 2 2 遵循施工规范和外加剂技术性能 1 2 3 遵循经济 有效 可行的原则 二 工程概况二 工程概况 新建向塘至莆田铁路 XPFJ 2 标段位于福建省沙县及尤溪县内 其施 工范围为 土建工程 全长 62 828KM 包括 向莆铁路正线 DK309 385 DK339 931 DK348 191 DK375 856 长 54 241KM 新三明至万能联络线 LDK0 000 LDK4 228 68 长 4 229KM 鹰厦与外福联络线 LDK0 000 LDK2 675 07 长 2 675KM 南平既有外福线改线 WFGDK24 270 WFGDK26 350 长 1 683KM 其中 包含 23 座隧道 主要工程项目包括开挖支护 衬砌 沟槽及 整体道床施工 三 三 监控量测方案监控量测方案 监控量测是信息化设计与施工的重要内容 通过施工现场的监控量 测 为判断围岩稳定性 支护 衬砌可靠性 二次衬砌合理施作时间 以及修改施工方法 调整围岩级别 变更支护设计参数提供依据 指导 日常施工管理 确保施工安全和质量 监控量测主要包括洞内外观察 2 10 拱顶位移量测 隧道净空水平收敛等监测项目 3 1 隧道洞口段 浅埋段地表沉降监测 覆盖层薄开挖后地表易沉陷 为了确保洞口段 浅埋段的施工安全 进行地表沉降监测 布点原则为 在 级围岩且埋深小于 40M 的地段沿 隧道轴向每隔 5 10M 布设 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 监测仪器为 电子水准仪 铟钢尺等 3 2 围岩及支护状态观察 根据工作面的工程地质与水文地质情况 作地质素描 包括围岩岩 性 岩质 断层破碎带 节理裂隙发育程度和方向 有无松散坍塌 剥 落掉块现象 有无渗漏水等 观察开挖面附近初期支护状况包括喷层是 否产生裂缝 剥离和剪切破坏 钢架支撑是否弯屈 判断围岩 隧道的 稳定性和初期支护的可靠性 并进行评估作为支护参数选择的参考及量 测等级选择的依据 范围 工作面及初期支护后的地段进行观察 监测仪器 地质罗盘仪等 3 3 拱顶下沉及收敛量测 拱顶下沉及净空变位收敛量测 根据围岩类别 隧道尺寸和埋深等 沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点 测点间距一般 级围岩为 10M 级 围岩为 20M 级围岩为 30M 级围岩为 50M 净空变位收敛量测在开 挖后尽早进行 初始读数在开挖 12 小时内且在下一循环开挖前读取 大 断面采用无尺量测法 浅埋地段洞内外量测点布设在同一横断面内 拱顶下沉及收敛量测测点布置见下图 3 6 1 拱顶下沉及收敛量测 测点布置示意图 监测仪器 莱卡系列全站仪 收敛计 精密水准仪等 3 10 3 4 底部上鼓 级围岩开挖地段在底部设上鼓测点 每 10M 设一点与拱顶下沉量 测点同断面布设 水平仪测量 3 5 选测项目 根据实际情况和要求 选测规范规定的项目 3 6 量测频率与结束标准 3 6 1 量测频率 量测频率根据监测数据的变化情况而定 一般按表 3 6 1 量测频率 表 进行 3 6 2 监测结束标准 图 3 6 1 拱顶下沉及收敛量测测点布置示意图 说明 上图量测布置点为示意图 实际过程中根据现场实际情况可 酌情进行增减 浅埋和明洞量测未列入 在现场根据规范和实际情况进 行布设 明暗洞交界面设变形缝 并设量测点 在必要时加底板上拱量 测点 图中未示底板上拱量测点布置 4 10 表 3 6 1 量测频率表 量测时间间隔 项目量测仪器设备 1 15 天 16 30 天 1 3 月3 月以上 围岩及支护状态观察 目测 数码相机 地质 罗盘等 开挖面每次开挖后进行 已施工地段喷混凝土 锚杆 钢架 1 次 天 地表沉降精密水准仪 铟钢尺 开挖面离量测面 2B 时 2 次 天 开挖面离量测面 5B 1 次 2 天 开挖面离量测面 5B 时 1 次 周 拱顶下沉 底部上鼓水准仪 挂尺 水准尺 2 次 天 1 次 2 天 1 2 次 周 2 次 月 周边收敛坑道收敛计或全站仪同上 房屋爆破振动系数监 测 爆破振动监测仪根据实际情况和要求进行 结构混凝土裂缝观察读数显微镜 钢尺根据需要进行 选测项目根据实际情况和要求进行 根据收敛速度判别 一般地段 收敛速度 5MM D 时 围岩处于急剧变化状态 加强初期 支护系统 收敛速度 0 2MM D 时 围岩基本达到稳定 特殊地质地段 加强初期支护强度和刚度 严格控制过大变形 各量测项目持续到变形基本稳定后 2 周结束 断层破碎带地段位移 长时间不能稳定时 延长量测时间并采取加强措施 3 7 监测数据的统计分析与信息反馈 工程监控量测作为施工组织的核心内容之一 置于动态管理体系之 中 具体包括监测 数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面 3 7 1 量测数据的整理 分析 数据整理 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 回归分析和曲线拟合 5 10 0 时间 t 位移值 绘制量测数据的时态变化曲线图如图 3 7 1 时态散点图 所示 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 对监测结果进行回归分析 以预测该测点可能出现的最大位移 值或应力值 预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 图 3 7 1 时态散点示意图 常用的回归函数有 对数函数 U ALG 1 T B 0 ln tB TB AU 指数函数 U AE B T U A E BT E BT0 双曲函数 BtA t U 2 2 0 1 1 1 1 BTBt AU 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 6 10 3 7 2 建立监测管理等级基准 建立监测变形管理等级标准 管理等级分三等 其等级划分及相应 基准值见表 3 7 1 和表 3 7 2 通过对监测结果的比较和分析来判定支护 结构的稳定性和安全性 并指导施工 表 3 7 1 变形管理等级标准表 管理等级管 理 位 移施工状态 U0 UN 3正常施工 UN 3 U0 2UN 3加强支护 U0 2UN 3采取特殊措施 注 U0 为实测变形值 UN 允许变形值 UN 的确定 UN 的确定应考虑围岩类别 隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择 表 3 7 2 结构允许相对位移表 埋深 围岩类别 300M 备注 0 1 0 300 20 0 500 40 1 20 0 15 0 500 40 1 200 80 2 00 0 20 0 800 60 1 601 00 3 00 相对位移指实测位移 值与两点间距离之比 或拱顶下沉实测值与 隧道宽度之比 3 7 3 建立快速信息反馈渠道 为确保监测结果的质量 加快信息反馈速度 建立快速信息反馈平 台 监控量测设置洞内和地表两个监测小组 每个小组的监测数据均由 计算机管理 并与项目总工计算机通过局域网进行内部快速传递 从而 做到每日监测结果及时上报 如有变形超过管理标准 则由总工根据相 关要求制定对策 通过调度命令直接传达到各项目部执行 并同时通过 电话及其它方式通知监理及设计单位 周报 月报则通过书面形式上报 项目总工 由项目部按期向施工监理 设计单位和业主单位提交监测报 告 并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图 和对施工情况进行评 价并提出施工建议 7 10 3 7 4 监测信息反馈程序 监控量测与信息反馈程序见图 3 7 2 监控量测与信息反馈程序图 3 7 5 信息反馈设计的主要内容 施工方法变更的建议 施工工序的更改 预留变形量的修改或确认 设计参数的修改或确认 辅助施工措施的选择与变更 周边环境的影响 评估及辅助施工措施建议 3 8 初期支护监测结果异常的处理 隧道监控量测结果出现异常时 按以下方法处理 如果是由于基底下沉引起的 尽快将仰拱封闭 如仍然下沉 在墙 角处加设锚杆 复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固 换填或桩基 如果 是由于围岩压力引起的 可多次复喷并用锚杆加固围岩 补强初期支护 在下一循环施工时 修改支护参数 增强初期支护 同时增大观测频率 必要时通过监理同意施作二次衬砌 如果需加强衬砌则由设计单位同意 如出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时 应进行适时监测观察 委派专职观察员对初支进行监视 如伴有响声及新生裂缝 应立即暂停 正常施工 加强支护和采取可能的抢救性措施 8 10 施工设计 监控量测 现场施工 监测设计 资料调研 量测结果的计算机信息分析处 理 必测项目的回归分 析 监测结果的综合评 价 量测结果的形象化 具体 化 报送设计和 监理单位 结构安全性 经济性判断 经济类比 理论分析 甲方 规范要 求 选测项目的 动态分析 量测结果的综合处 理及反馈分析 围岩 结构 体系动态及现状分析说明 提交修正设计意见 建议 反馈设计施工 是否改变设计 施工方法 新设计方案 调整设计参数 改变施工方法 或辅助施工措 施 图 3 7 2 监控量测与信息反馈程序图 遇下列