第9章 工程安全监测(审).doc

第九章 工程安全监测9.1 概述本标段施工期安全监测的目的是借助专业的仪器或工具对围岩变形情况进行跟踪观测以便掌握其发展趋势，制定相应的支护措施保证施工安全，通过对有关数据进行整理，分析，正确的判断围岩稳定情况，为施工提供可靠信息。9.2 工作项目本合同范围的施工期安全监测工程施工主要包括洞室收敛观测和围岩松动范围声波监测，施工的主要工作内容包括：设备安装埋设、现场巡视检查、现场观测、资料分析反馈等工作，主要工程量见表9-1 施工期安全监测工程量 表9-1 编号项目名称项目特征单位工程量备注1收敛测桩及保护罩隧洞开挖到监测断面立刻埋设测桩，进行首次监测，作为监测初始读数。个1802声波测试孔1、声波孔直径42mm；2、声波孔孔深5m；3、钻孔取芯及地质描述。m903施工期观测、维护1、收敛监测断面36个；2、每个收敛断面5个测桩、6条测线；4、声波测试断面6个；5、每个声波断面3声波孔；6、声波记录时间精确0.1s。项14巡视检查1、日常巡视检查；2、年度巡视检查；3、特别巡视检查；项15监测资料分析整理1、 建立观测数据库；2、 监测资料分析整理工期小于24小时；3、 监测简报；4、 监测月报。项19.3 引用标准（1）水工隧洞设计规范（DL/T51952004）；（2）水利水电工程岩石试验规程）（试行）SDJ20481；（3）水利水电工程岩石试验规程（补充部分）DL500692；（4）混凝土坝安全监测资料整编规程 DL.T5209-2005。9.4 施工期监测仪器的选定本标段施工期临时监测仪器主要选用收敛计、岩体声波参数测试仪等。经监理人批准后，向信誉好、质量优的仪器生产厂家和仪器制造商采购满足工程测试范围要求、精度较高、质量可靠、长期稳定性好的仪器设备。按产品使用说明书对仪器进行全面测试、校正、率定，对进行过各项指标检验、率定后的合格仪器，提交仪器设备进场质量签证单，并获得监理人认可。确认供货质量后，合格的产品将予使用，不合格的产品及时进行退还更换，并再次率定。9.5 施工期监测仪器的埋设安装9.5.1 收敛测点的埋设安装根据设计要求确定收敛观测断面个数，当岩石地质条件变化显著时，经监理人同意，适当增加观测断面，以确保施工安全。（1）当洞室开挖至收敛观测断面时，及时打锚杆制做观测爬梯，采用手风钻钻孔安装测点。（2）测点专用挂勾要求牢固且不易变形，同时做好测点保护装置（如保护罩）。（3）读取各点间长度初始值，填写各种资料，并经监理人签证认可。收敛测点以其断面测点安装完成后的及时读数为基准值，初期监测频率1次/天，之后按相关规范要求递减，如遇特殊情况（强地震等）和工程出现不安全征兆时要增加测次。9.5.2 打声波测试孔采用AD-30小型地质钻机对需要声波测试孔进行钻孔取芯，根据设计要求确定声波观测断面个数，当岩石地质条件变化显著时，经监理人同意，适当增加观测断面，以确保施工安全根据设计要求打声波测试孔，每个声波测断面不得少于三个测试孔。9.6 测点布置及观测要求9.6.1 收敛监测 （1）测点布置根据设计图纸确定收敛监测断面位置，每个收敛断面5个测桩、6条测线。在隧洞洞身围岩表面埋设收敛测桩，利用钢尺收敛计观测围岩表面相对位移。收敛监测点主要布设在洞室的洞口段、不良地质段等部位，如果围岩表面出现明显变形、裂缝，则加密测点和测次。（2）观测要求 隧洞开挖到监测断面立刻埋设测桩，进行首次监测，作为监测初始读数； 掌子面开挖进尺前后各监测一次； 对地质条件较差地段，初期监测时间间隔不大于24h；当变形速率增加或出现异常情况时，相应增加测次严密监视，以便及时进行险情预报； 随着掌子面的推进，变形速率减小、围岩基本处于稳定时，可减少测次， 一般可23天监测一次，变形稳定后，每周监测一次； 监测断面进行支护处理时，应加密测次； 做好监测记录，测记三次，取其平均值，为量测结果。9.6.2 沉降监测收敛监测断面的每个顶拱测点兼作沉降测点，因此收敛监测断面即为沉降监测断面。9.6.3 断层段的加强监测在断层段每隔5m设置一个监测断面，对每天所测的数据进行汇总分析，根据监测成果与监理人指示采取加强支护。9.7 声波测断面布置及测试要求 洞室开挖后破坏了原岩的应力平衡状态，从而导致：第一，围岩周边径向应力下降为零，围岩强度明显下降；第二，围岩中出现应力集中现象。当这种应力超过围岩强度之后，在周边围岩所形成的破碎带便是围岩松动圈。其物理状态表现为破裂缝的增加及岩体应力水平的降低。松动圈测试就是测试开巷后新的破坏裂缝及其分布范围，围岩中有新破裂缝与没有破裂缝的界面位置就是松动圈的边界，这样可以方便实时地检测到围岩松动圈的信息，为洞室的安全支护及时提供信息，确保开挖生产的安全。 （1）确定声波测试断面 结合施工声波测试断面期开挖方案和施工方法，而确定观测方案，在监测过程中，根据各类围岩中的稳定性类别，调整断面间距，监测断面数量可能增加或减少，每个断面不少于3个声波测试孔，根据施工地质具体情况可做适当的调整，声波测试断面主要布设在洞室的洞口段、不良地质段等部位，如果围岩表面出现明显变形、裂缝，则加密测试断面。 （2）声波测试要求 首先对岩体声波参数测试仪按要求进行校验，并测定仪器与换能器系统的零延时；记录时间精确到0.1s。 声波测试采用单孔法，声波探头为一发双收，发射点和接收点间距为0.3m，两个接收点间距为0.2m；在声波探头连接杆上做好刻度，每次移动距离0.2m。 声波测试结果应与岩芯柱状图进行综合比较分析，发现异常应重新测试，找出原因，确保测值科学可靠。 绘制声波波速与孔深的关系曲线，绘制围岩不同波速的轮廓线；然后根据测试结果建议合理的围岩锚固深度。9.8 控制围岩失稳的对策主要对策有： （1）对未支护的围岩调整支护参数，如增设超前支护或喷砼，增设钢支撑或加密钢支撑，加密系统锚杆增设钢筋网，加厚喷层厚度等。 （2）改变施工方法，增设临时仰拱，大断面开挖分部支护。（3）对已作初期支护地段采取加密锚杆，挂网复喷砼。（4）量测频率 净空变形及拱顶下沉量测 净空变形和拱顶下沉的量测频度 表9-2序号变形速度距工作面的距离量测频度110mm/日以上01D12次/1日25mm10mm/日1D2D1次/1日35mm1mm/日2D5D1次/2日41mm/日以下5D以上1次/1周 地表量测地表下沉量测测点布置如下表。 表下沉量测的隧道纵向的测点间隔表 表9-3序号覆盖层厚度（H）和开挖宽度（D）的关系测点间隔12DH20-50M2DH2D10-20M3HD5-10M9.9 相关信息收集洞室结构的失稳不是孤立的，与洞室结构型式、地应力场、地质构造、地下水、施工方法等诸因素有关。因此，在进行观测的同时，必要时还要收集围岩或支护结构变形物理量值或物理量值变化过程的相关信息。如地质资料、现场施工情况（开挖方式、开挖顺序、爆破参数，支护型式、支护参数等）、试验资料等。9.10 观测资料整理分析与反馈对每天的观测数据要及时进行处理，一般在24小时内处理完，对于测值突变或出现异常的观测断面的观测资料，现场采集后要立即进行处理，立即分析异常值产生的原因。采集的资料经过计算机基本处理后，绘制成物理量过程线以及各种特征值的统计，考察物理量的变化规律。然后视情况以监测简报、阶段报告、或口头、电话通报等形式及时进行信息反馈，以便及时针对监测中存在的安全问题进行处理，确保工程安全。9.10.1 一般要求（1）施工期的监测工作按照监理人批准的监测项目、测次和时间进行，并做到“4无”（无缺测、无漏测、无不符合精度、无违时）。必要时，根据实际情况和监理人的指示，适当调整监测测次，以保证监测资料的精度和连续性。（2）在整个合同实施期间，负责对已埋设安装并处于工作状态的监测仪器的维护，并按监理人批准的方法及测次定期观测，记录全部原始观测数据。并按期向监理人提交监测资料和原始数据。（3）仪器设备安装就绪后，按监理人批准的方法对仪器设备进行测试、校正，并记录仪器设备在工作状态下的初始读数。（4）现场监测或采集的数据要在现场校对无误，防止差错，并及时进行数据处理、分析和反馈。如发现异常情况，找出原因，排除监测操作程序或监测设备的问题后，及时口头上报通知监理人，并在24小时内提交书面报告，以便分析原因，及时采取必要的措施，并根据监理人的要求增加监测仪器的测次。（5）保留全部未经任何涂改的原始记录，监理人有权随时查看。在施工期间按期向监理人提交监测资料和无任何修改痕迹的原始监测数据的复印件。（6）在进行日常观测的同时，记录相关的土建施工形象以及相关降水、气象和爆破等资料，供资料分析时参考。（7）收敛计在第一次使用前进行检验和校正。9.10.2 仪器读数仪器的读数按照仪器说明书进行测读，监测数据用专门表格记录。监测系统、连续地进行，严格遵守监测频率规定。每次读数时（2人以上互校），必须同前次测值对照检查，读数值是稳定值，并仔细备注周边环境和相关特性。在监测中发现异常，要及时复测分析原因，并记录说明。9.10.3 现场施工监控量测的数据处理与反馈（1）现场监控量测的各类数据及时绘制时态曲线（例如位移时态曲线）。注明施工工序和开挖面距离量测断面的距离。（2）位移时态曲线的曲率趋于平缓时，对数据进行回归分析或其他数学方法分析，推算最终位移值，确定位移变化规律。（3）隧洞周边的实测位移相对值或用回归分析推算的最终位移值均小于规范要求。如果位移速度无明显下降，而此时实测位移相对值已经接近上述规范规定的数值，同时支护混凝土表面已出现明显裂缝；或者实测位移速度出现急剧增长时，必须立即采取补强措施，并改变施工程序或设计参数，必要时立即停止开挖，进行施工处理。（4）经现场地质观察评定，认为在较大范围内围岩稳定性较好，同时实测位移值远小于预计值而且稳定速度快，可适当减小支护参数。（5）采用两次支护，后期支护的施作，在同时达到下列三项标准时进行： 隧洞周边水平相对位移速率小于0.2mm/天；拱顶或底板垂直位移速度小于0.1mm/天； 隧洞周边水平相对位移，拱顶或底板垂直位移速率明显下降； 隧洞位移相对值已达到回归位移曲线求出的总位移90%以上。（6）对现场监控量测的成果进行分析，并及时将分析结果反馈给监理人，以便监理人及时作出调整支护参数的指示。（7）施工期临时监测项目的结果分析结合永久监测项目的监测结果，并以此结果分析确定支护结构的性态及安全性。9.10.4 观测资料整理（1）使用批准的格式将收敛计的有关参数、仪器安装埋设后的初始读数等整编成册。（2）在施工期及时整理分析全部监测资料，及时将观测数据换算为相应的物理量，并绘制时间过程线和必要的图表（3）按监理人指示，或根据工程安全检查的需要，按混凝土坝安全监测资料整编规程 DL.T5209-2005的有关规定或监理人的指示，向监理人报送监测报告。9.11 施工期临时监测施工质量保证措施（1）组织长期从事安全监测工程的专业技术人员从事本项目施工管理，以保证工作顺利进行。（2）采用计算机技术手段做观测资料录入工作，建立专用的误差处理、数据计算，及时准确地提供观测成果。（3）对于观测施工人员必须经过严格的专业技术培训持证上岗。9.12 施工期临时监测施工安全保证措施（1）树立“安全第一、预防为主”的方针，建立健全安全生产组织