监控量测实施细则.doc

一 总则一 总则 2 2 二 监控量测实施细则二 监控量测实施细则 2 2 2 1 人员配备 2 2 2 监控量测项目 2 2 3 量测设备和元器件 3 2 4 量测断面和测点的布置 4 2 5 监控量测频率 9 2 6 监控量测控制基准 9 2 7 监控量测数据记录格式 见附录 12 2 8 数据处理及分析预测 12 2 9 信息反馈及对策 13 2 10 监控量测技术方法 16 2 11 监控量测资料管理 18 三 监控量测管理制度三 监控量测管理制度 1919 3 1 管理体系 19 3 2 奖罚制度 19 四 附录四 附录 2020 监控量测实施细则监控量测实施细则 一 总则一 总则 为准确合理的实施监控量测工作 正确有效的指导隧道施工 根据 铁路隧道施工技术指南 铁路隧道监控量测技术规程 并结合本标段 工程特点编制本细则 二 监控量测实施细则二 监控量测实施细则 2 12 1 人员配备人员配备 每个隧道工点成立监控量测组 每组至少三人 组长由熟悉隧道监控 量测工作的技术人员担任 负责数据的采集和分析处理 其他人员配合组 长工作 2 22 2 监控量测项目监控量测项目 根据隧道的地质 施工和变形情况 测量项目分为必测项目和选测项 目 必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目 选测项目应根据隧 道建设规模 围岩的性质 隧道埋置深度 开挖方式等特殊要求进行的监 控量测项目 如下表 表 2 1 监控量测必测项目 序号监测项目测试方法和仪表备注 1洞内 外观察 现场观察 地质罗盘 数 码相机 2拱顶下沉水准仪 钢挂尺或全站仪 3净空变化收敛计 全站仪 4地表沉降水准仪 铟钢尺或全站仪隧道浅埋段 表 2 2 监控量测选测项目 序号监测项目测试方法和仪表测试精度备 注 1围岩压力压力盒0 001Mpa 2钢架内力钢筋计 应变计0 1Mpa 3喷混凝土内力混凝土应变计10 4二次衬砌内力 混凝土应变计 钢筋计 0 1Mpa 5 初期支护与二次衬 砌接触压力 压力盒0 001Mpa 6锚杆轴力钢筋计0 1Mpa 7围岩内部位移多点位移计0 1mm 8隧底隆起 水准仪 铟钢尺 或全站仪 1mm 9爆破振动 振动传感器 记录 仪 临近建筑物 10孔隙水压力水压计 11水 量三角堰 流量计0 1mm 12纵向位移 多点位移计 全站 仪 0 1Mpa 根据本标段工程的地形地质条件 支护类型和施工方法等特点 确定 将围岩及支护状态观察 拱顶下沉 周边位移及收敛以及浅埋段的地表下 沉为必测项目 而围岩与支护结构的接触应力及支护结构的应力状态量测 作为选测项目 2 32 3 量测设备和元器件量测设备和元器件 根据本工程所选定的量测项目 每个量测组必须配齐以下量测设备 2 3 1 监控量测设备配置 监控量测设备配置表 序号监测项目监测仪器 1地表沉降精密水准仪 铟钢尺等 2隧道拱顶下沉全站仪或铟钢尺配精密水准仪 3隧道净空收敛全站仪或专用数显精密收敛计 4钢架内力 5二衬钢筋应力 6围岩与支护接触应力 VW 1型频率接收仪 钢筋应力计 应变计 压力盒等 7地质和支护状况观察数码相机 地质罗盘仪及规尺等 8数据处理电脑1台 2 3 2 量测系统和元器件精度要求 监控量测系统的测试精度应满足设计要求 拱顶下沉 净空变化 地 表沉降 纵向位移 隧底隆起测试精度为 0 5 1mm 围岩内部位移测试 精度为 0 1mm 其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定 元器件的精度应满足要求 元器件的量程应满足设计要求 并具有良 好的防震 防水 防腐性能 元器件的精度 序号元器件测试精度 1压力盒 0 5 F S 2应变计 0 1 F S 3钢筋计拉伸 0 5 F S 压缩 1 0 F S 注 F S 为元器件满量程 2 42 4 量测断面和测点的布置量测断面和测点的布置 2 4 1 必测项目断面布置 浅埋隧道地表沉降观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 地表沉降测点横向间距为 2 5m 在隧道 中线附近测点应适当加密 隧道中线两侧量测范围不应小于 Ho B 地表 有控制性建 构 筑物时 量测范围应活当加宽 1 1 地表沉降测点纵向间距 地表沉降测点纵向间距 隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距 m 2B Ho 2 5B20 50 B Ho 2B10 20 Ho B5 10 注 Ho 为隧道埋深 B 为隧道最大开挖宽度 2 2 必测项目监控量测断面间距 必测项目监控量测断面间距 根据铁建设 2010 120 号文件精神 拱顶下沉和净空变化的量测断面 间距 级围岩量测断面间距不得大于 10m 级围岩量测断面间距不得大于 5m 级围岩量测断面间距 30 50m 级围岩视具体情况确定间距 2 4 2 必测项目测点布置 拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近 当隧道跨度较大时 应结合施工方法在拱部增设测点 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 不同断面的测点应布置在相同部位 测点应尽量对称布置 以便 数据的相互验证 图 2 4 1 地表沉降量测测点布置示意图 基准点 图 2 4 2 级围岩拱顶及收敛量测测点布置 拱顶下沉量测 收敛量测 位移量测 级围岩测点布置 图2 4 3 双侧壁导坑法开挖洞内收敛及沉降量测断面布置图 隧 道 中 线 最大跨度线右1 左1 左2 右2 监控量测点必须安装牢固可靠 易于识别并妥善保护 拱顶下沉量测 点的后视基准点必须埋设在稳固的基岩上 并和洞内水准点建立联系 4 监控量测点的样式 a 沉降观测 收敛观测均无尺量测的观测点 样式 图2 4 4CD CRD法开挖洞内收敛量测断面布置图 b 沉降无尺观测 收敛有尺量测 测点样式 表 2 4 5 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 2 4 3 选测项目断面及测点布置 选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性 围岩变化 施工方 法及支护参数的变化 监控量测断面应在相应段落施工初期优先设置 并 及时开展量测工作 不同断面的测点应布置在相同部位 测点应尽量对称 布置 以便数据的相互验证 2 52 5 监控量测频率监控量测频率 2 5 1 必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速 度分别按表 2 5 1 和表 2 5 2 确定 由位移速度决定的监控量测频率和 由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中 原则上采用较高的频率值 出现异常情况或不良地质时 应增大监控量测频率 2 5 1 按距开挖面距离确定的监控量测频率 量测断面距开挖工作面的距离 m 监控量测频率 0 1 B2 次 d 1 2 B1 次 d 2 5 B1 次 2 3 d 5 B1 次 7 d B 为断面宽度 2 5 2 按位移速度确定的监控量测频率 位移速度 mm d 监控量测频率 52 次 d 1 51 次 d 0 5 11 次 2 3 d 0 2 0 51 次 3 d 0 21 次 7 d 2 5 2 选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反 馈信息的结果确定 2 62 6 监控量测控制基准监控量测控制基准 2 6 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 1 隧道初期支护极限位移如下表 跨度 B 7m 隧道初期支护极限相对位移 隧道埋深 h m 围岩级别 h 5050 h 300300 h 500 拱脚水平相对净空变化 0 01 0 040 20 0 60 0 10 0 500 40 0 700 60 1 50 0 20 0 700 50 2 602 40 3 50 0 30 1 000 80 3 503 00 5 00 拱顶相对下沉 0 01 0 050 04 0 08 0 01 0 040 03 0 110 10 0 25 0 03 0 070 06 0 150 10 0 60 0 06 0 120 10 0 600 60 1 20 注 1 该表适用于复合式衬砌的初期支护 硬岩取下限 软岩取上限 2 拱脚水平相对净空变化指两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 3 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值乘以 1 2 1 3 后采用 跨度 7m B 12m 隧道初期支护极限相对位移 隧道埋深 h m 围岩级别 h 5050 h 300300 h 500 拱脚水平相对净空变化 0 01 0 030 20 0 60 0 03 0 100 08 0 400 30 0 60 0 10 0 300 20 0 800 70 1 20 0 20 0 500 40 2 501 80 3 00 拱顶相对下沉 0 03 0 060 05 0 12 0 03 0 060 04 0 150 12 0 30 0 06 0 100 08 0 400 30 0 80 0 08 0 160 14 1 100 80 1 40 注 1 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 表列数值可在施工中通过实测资料积 累作适当修正 2 拱脚水平相对净空变化 是指两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整体下沉值后与拱顶 至隧底高度之比 3 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 1 1 2 后采用 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 2 根据位移变化速度 净空变化速度持续大于 5 0mm d 时 表明围 岩处于急剧变化状态 应暂停掘进 并及时分析原因 采取处理措施 水平收敛 拱脚附近 速度小于 0 2mm d 拱部下沉速度小于 0 15mm d 围岩基本达到稳定 3 根据围岩回归位移时态曲线的形态来判别 当围岩位移速率不断下 降 du2 d2t 0 时围岩趋于稳定状态 当位移速率保持不变 du2 d2t 0 时围岩不稳定 应加强支护 当位移速率不断上升 du2 d2t 0 时围岩进入危险状态 必须立即停止掘进 加强支护 根据 量测结果可按变形管理等级指导施工 位移管理等级位移管理等级 管理等级管理等级距开挖面距开挖面 1B1B距开挖面距开挖面 2B2B U U2B 2B 施工状态施工状态 U U1B 3U2U1B 3U 2U2B 3应采取特殊措施 注 U为实测位移值 2 6 2 采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准 同时可考虑各分部的相互影响 2 72 7 监控量测数据记录格式监控量测数据记录格式 见附录 附录 1 XXX 铁路 XXX 隧道净空变化监控量测记录表 附录 2 XXX 铁路 XXX 隧道拱顶下沉监控量测记录表 附录 3 XXX 铁路 XXX 隧道地表下沉监控量测记录表 附录 4 XXX 铁路 XXX 隧道收敛沉降成果表 附录 5 XXX 铁路 XXX 隧道开挖工作面地质状况记录表 附录 6 监控量测分析周报格式 2 82 8 数据处理及分析预测数据处理及分析预测 监控量测数据的分析处理应包括数据校核 数据整理及数据分析 每次观测后应立即对观测数据进行校核 监测结果分析采用散点 图 时态曲线 和回归分析法 依据时态曲线的形态结合围岩稳定性 支 护结构的工件状态安全性评价 并提出实施意见指导施工 如有异常应及 时补测 每次观测后应及时对观测数据进行整理 包括观测数据计算 填 表制图 误差处理等 监控量测数据的分析应包括以下主要内容 根据量测值绘制时态曲线 选择回归曲线 预测最终值 并与控制基准进行比较 对支护及围岩状态 工法 工序进行评价 及时反馈评价结论 并提出相应工程对策建议 监控量测数据可采用指数模型 对数模型 双曲线模型 分段函 数 经验公式等进行分析 并预测最终值 应选取应采用与实测数据散点 图最相近的模型进行分析预测 对实际测得的数据 利用计算机进行 指数 对数 双曲线其中最合 适的一种形式进行计算分析 并进行预测 如上图实测数据在正常预测曲线附近分部时则说明隧道围岩变形正常 当实测数据曲线出现反弯点时 则说明围岩变形出现异常性速率开始变大 需采取加强支护措施 2 92 9 信息反馈及对策信息反馈及对策 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 监控量测信息反馈程序流程图监控量测信息反馈程序流程图 是 否 监控量测 监控量测实施细则 隧道施工 环境及工程安全性评价 隧道设计 判定基准 报监理 业主 设计单位 调整设计参数 提出变更设计建 议 现场调查与资料调研 经验类比 环境及 安全是否 满足要求 特殊要求 理论分析 变更设计 工程安全性评价分级及相应应对措施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 综合评价设计施工措施 加强监控量测 必要时采取相应工程对策 暂停施工 采取相应工程对策 工程安全性评价流程工程安全性评价流程 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析 位移 应力 是否超过超 级 管理 位移 应力 是否超过超 级 管理 综合评价设计 施工措施 加 强监控量测 监控量测结果 位移 应力 是否超过 超级 管理 暂停施工 继续施工 工程对策 否 是 是 安 全 是不安全 实时分析 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 阶段分析 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 c 各个洞口值班室必须保留近 30 天的量测数据资料 便于施工 技 术负责人每天查阅 监控量测分析结果必须每天报技术负责人签字确认 工程对策主要应包括下列内容 一般措施 稳定开挖工作面措施 调整开挖方法 调整初期支 护强度和刚度并及时支护 降低爆破振动影响 围岩与支护结构间回填注 浆 辅助施工措施 地层预处理 包括注浆加固 降水 冻结等方法 超前支护 包括超前锚杆 管 管棚 超前插板 水平高压旋喷法 预 切槽法等 2 102 10 监控量测技术方法监控量测技术方法 1 洞内 外观察 施工过程中应进行洞内 外观察 洞内观察可分开挖工作面观察 和已施工地段观察两部分 开挖工作面观察应在每次开挖后进行 及时绘制开挖工作面地质 素描图 数码成像 填写开挖工作面地质状况记录表 并与勘查资料进行 对比 已施工地段的观察每天至少应进行一次 主要是观察并记录喷射 混凝土 锚杆 钢架变形和二次衬砌等的工作状态 洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段 记录地表开裂 地表沉 陷 边坡及仰坡稳定状态 地表水渗透情况等 同时还应对地面建 构 筑物进行观察 2 变形监控量测 变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法 隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行 测点应埋设在规 定的测线两端 采用收敛计量测时 测点采用焊接或钻孔预埋 采用全站仪量测时 测点应用膜片式回复反射器作为测点靶标 靶标粘附在预埋件上 量测方法包括自由设站和固定设站两种 拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行 在隧 道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点 测点应与隧道外监控量测基准 点进行联测 地表沉降监控量测可采用精密水准仪 铟钢尺进行 基准点应设 置在地表沉降影响范围之外 测点采用地表钻孔埋设 测点四周用水泥砂 浆固定 当采用常规水准测量手段出现困难时 可采用全站仪量测 围岩内变形量测可采用多点位移计 多点位移计应钻孔埋设 通 过专用设备读数 3 应力 应变监控量测 应力 应变监控量测宜采用振弦式 光纤光栅传感器 振弦式传感器通过频率接收仪获得频率读数 依据频率一量测参 数率定曲线换算出相应量测参量值 光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数 换算出相应量测 参量值 钢架应力量测可采用振弦式传感器 光纤光栅传感器 传感器应 成对埋设在钢架的内 外侧 采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时 应把传 感器焊接在钢架翼缘内测点位置 采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力或应变量测时 应将格栅主 筋截断并把钢筋计对焊在截断部位 采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力应变量测时 应把 光纤光栅传感器焊接 氩弧焊 或粘贴在相应测点位置 混凝土 喷混凝土应变量测可采用振弦式传感器 光纤光栅传感 器 传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置 4 接触压力量测 接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力 初期支护与二 次衬砌之间接触压力的量测 接触压力量测可采用振弦式传感器 传感器与接触面要求紧密接 触 传感器类型的选择应与围岩和支护相适应 5 周边位移量测 隧道开挖后应不间断进行周边位移和拱顶下沉的量测 运用全站 仪进行无尺量测 隧道开挖后 周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直 接 最明显的反映 净空的变化 收缩和扩张 是围岩变形最明显的体 现 拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据 是围岩和 支护系统力学形态变化的最直接 最明显的的反映 易于实现量测信息 的反馈 拱顶测点在支护结构施工时埋设 拱顶下沉 收敛量测起始读数宜在3 6h内完成 其他量测应在每 次开挖后12h内取得起始读数 最迟不得大于12h 且在下一循环开挖前必 须完成 拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内 外水准基点建立关系 2 2 1 11 1 监控量测资料管理监控量测资料管理 2 11 1 各工区需上报资料 1 本工区所有隧道及辅助坑道的监控量测数据电子版 按进洞方向顺 序编号 以每个洞口建立文件夹 2 监控量测周报 按掌子面分列 由工区技术负责人签认后报项目部 周报内容见附表 每周三上午 12 00 前上报上周资料 2 11 2 量测数据电子版要求 1 上报的量测数据统一为 EXCEL 表格 2 地表沉降 拱顶下沉 净空变化及隧底沉降应分类汇总 建立各自的 文件夹 3 表格必须详细填写隧道名称 注明进口或出口 桩号 及测点埋设的 里程 围岩级别 施工方法 埋设时间及观测者 计算者 复核者 工 区技术负责人和监理工程师的姓名 工程部位填写测点的埋设位置 拱腰 拱顶 边墙 等 4 表格内三次观测值填写完整 表格内所有数据使用 EXCEL 表格进行自 动计算 5 当量测点由损坏重新安装时应进行备注说明 6 每个 EXCEL 工作表内只填写一个断面的收敛和沉降数据 Sheet 表格 名称修改为该量测断面里程号 2 11 32 11 3 监控量测竣工验收所需资料监控量测竣工验收所需资料 1 监控量测设计 2 监控量测实施细则及批复 3 监控量测结果及周 月 报 4 监控量测数据汇总表及观测资料 5 监控量测工作总结报告 三 监控量测管理制度三 监控量测管理制度 3 1 管理体系管理体系 工区技术负责 人 量测主管工程师 各隧道量测组各隧道量测组 各隧道量测组 经理部总工 经理部工程部经理部安质部 3 2 奖罚制度奖罚制度 3 2 1 对不能正常开展围岩监控量测工作 不及时上报围岩监控量测 数据和分析周报的工区进行通报批评 情节严重的进行经济处罚 3 2 2 如发现监控量测点位 数据存在弄虚作假 不能真实反映实际 情况的将根据局经理部 技术管理办法 和有关文件对责任人进行严厉处 罚 如造成严重后果的将进一步追究其责任 3 3 监控量测资料及分析预测结果和大变形地段的处理意见必须报工 区总工和隧道主管副经理必须签字审核 四 附录四 附录 附表 1 XXX 铁路 XXX 隧道净空变化监控量测记录表隧道净空变化监控量测记录表 施工单位 仪器型号 桩号施工方法施工部位埋设日期 测量时间第一次第二次第三次平均值 温度 修正值 修正后 观测值 相对初 次变化值 相对上 次变化 值 时间间隔 变形 速度 测线 编号 年月日时mmmmmmmmmmmdMm d 备 注 观测者 计算者 复核者 附表 2 XXXXXX 铁路铁路 XXXXXX 隧道拱顶下沉监控量测记录表隧道拱顶下沉监控量测记录表 施工单位 仪器型号 桩号施工方法施工部位埋设日期 测量时间第一次第二次第三次平均值 温度 修正值 修正后 观测值 相对初 次变化值 相对上 次变化 值 时间间隔 下沉 速度 测线 编号 年月日时mmmmmmmmmmmdMm d 备 注 观测者 计算者 复核者 附表 3 XXXXXX 铁路铁路 XXXXXX 隧道地表下沉监控量测记录表隧道地表下沉监控量测记录表 施工单位 仪器型号 桩号施工方法施工部位埋设日期 测量时间第一次第二次第三次平均值 温度 修正值 修正后 观测值 相对初 次变化值 相对上 次变化 值 时间间隔 下沉 速度 测线 编号 年月日时mmmmmmmmmmmdMm d 备 注 观测者 计算者 复核者 附表附表 4 4 XXXXXX 铁路铁路 XXXXXX 隧道收敛沉降成果表隧道收敛沉降成果表 序 号 测 量 日 期 距初 测天 数 水平 测线 A 本 次收 敛值 mm 水平 测线 A 累 计收 敛值 mm 水平 测线 B 本 次收 敛值 mm 水平 测线 B 累 计收 敛值 mm 拱顶 本次 沉降 mm 拱顶 累计 沉降 mm 地表 累计 沉降 mm 隧底 累计 沉降 mm 与开 挖面 距离 m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 观测者