陈家店隧道控制测量案方.doc

大连铁路枢纽改造工程大连铁路枢纽改造工程 SN 2 标标 陈家店隧道控制测量方案陈家店隧道控制测量方案 1 1 工程概况工程概况 1 11 1 自然特征自然特征 陈家店隧道位于大连市保税区亮甲店街道办事处陈家店村境内 为低山丘陵 小里程进口处地势较平缓 自然边坡 6 10 大里程出口地势较陡 山体自 然边坡 25 35 起伏较大 工点区多辟为耕地 冲沟发育 地表局部基岩裸 漏 里程 DIK51 660 DIK51 940 DIK53 150 DIK53 160 段采用路堑式明洞 工点在 DIK52 206 处穿 201 国道 鹤大线 DIK52 315 DIK52 450 下穿输 油管线 隧道进口附近 200 米内有沥青公路 出口 100 米内有简易路到达 隧 道进 出口有土路可通 交通条件便利 1 21 2 地质 水文及气象条件地质 水文及气象条件 1 2 1 地层岩性 隧道区范围内丘前缓坡及丘间沟谷内表层多为第四系上更新统坡洪积层 下 伏基岩主要为太古生界鞍山群变质岩系 为董家沟组 分布于整个隧道区 少 数沟谷及人工开掘处岩石稳定性较差 另外由于该区基岩为强风化 弱风化片 麻岩 当节埋裂隙及其发育时 岩石稳定性也较差 对线路有一定影响 隧道 进出口位置岩石稳定性较差 易发生崩塌等不良地质事故 陈家店隧道岩土施工工程分级一览表陈家店隧道岩土施工工程分级一览表 地层时代地层密实度及风化程度岩土施工工程分级 Q4dl pl 粗角砾土松散 W4 W3 Ar 片麻岩 W2 1 2 2 水文地质 工点区未见地表水 出口附近约 50 米处有一水沟 水深约 0 7 米 施 工期间流量较小 流速缓 由北向南流径 补给来源主要为大气降水 左侧约 80 米有一水塘 水深约 1 0 米 地下水为基岩裂隙水 局部冲沟处理埋藏较浅 地下水总的径流方向由北 向南 主要受大气降水及地下径流补给 地下水季节变化幅度 2 3m 地层渗 透系数推荐为 K 0 05 0 35m d 围岩分级见表1 1 表表1 11 1 围岩分级表围岩分级表 序号起讫里程围岩分级长度 m 1 DIK51 660 DIK52 374 714 2 DIK52 374 DIK52 519 145 3 DIK52 519 DIK52 664 145 4 DIK52 664 DIK52 840 176 5 DIK52 840 DIK52 945 105 6 DIK52 945 DIK53 031 86 7 DIK53 031 DIK53 160 129 气象特征 最冷月平均气温 4 8 C 隧道区内土壤最大冻结深度为 0 93m 地震动参数 根据 GB18306 2001 中国地震动参数图 本区地震动峰值加速度 0 15g 地震基本烈度 1 31 3 主要工程量主要工程量 暗洞主要工程数量表 工程项目合计 长度 个数 统计 1054076981210 开挖土石各级围岩 m313504 0555847 0897836 93167188 06 C30 砼 m31675 81675 8 衬砌砼 C35 钢筋砼 m37410 845 14015 87 5 21426 72 HRB335t479 4161038 5131517 929 HPB235t59 025114 589173 614 衬砌钢筋 套筒个 122102094033150 仰拱填充C20 砼 m31010 13935 126748 6211693 84 二次 衬砌 微纤维纤维素纤维 kg1675 81675 8 明洞主要工程数量表 分项名称单位合计备注 m3 m388727 m336579 开挖 m33402 C35 钢筋砼 m310582 8 HRB335 钢筋 t843 24 HPB235 钢筋 t121 33 套筒个 11600 明 洞 衬砌结构 C20 砼 m32793 2 2 编制依据和编制原则编制依据和编制原则 2 12 1 编制依据编制依据 隧道施工技术规范 JTJ042 94 铁路隧道喷锚构筑法技术规范 铁路隧道监控量测技术规程 TB10121 2007 设计文件 图纸和现场调查的相关地质资料 客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定 铁建设 2006 189 号 新建铁路工程测量规范 TB10101 99 全球定位系统 GPS 铁路测量规程 TB10054 全球定位系统 GPS 测量规程 GB T18314 2001 国家一 二等水准测量规范 GB12897 91 相应的变形测量规范及其他规范 广宁寺隧道实施性施工组织设计 设计院交桩资料 2 22 2 编制原则编制原则 测量方案力求采用先进的 可靠的工艺 材料 设备 达到技术先进 力求工艺成熟可靠 具有可操作性 遵循 先整体后局部 的工作程序 先确定 平面控制网 然后以控 制网为依据 进行各细部尺寸的定位 放样和复核 坚持施工图复核制度 组织技术人员熟悉设计文件及施工图纸 弄清设 计意图 复核计算施工图尺寸和相关测量要素 并会审做好记录 必要时与监 理 设计 业主等单位共同审核 并完成审核记录 坚持动态测量控制制度 根据不同结构的测量需求 合理选用合适的测 量设备 方法和频率 必须严格审核测量原始依据的正确性 坚持 现场测量放样 与 内业 测量计算 工作步步校核的工作方法 测量方法要科学 严谨 简捷 仪器选用要合适 使用要精心仔细 在 满足工程需要的前提下 力争做到省工 省时 省费用 坚持执行自检 互检合格后 报请请监理工程师验收的工作制度 紧密配合施工 发扬团结协作 实事求是 认真负责的工作作风 3 3 测量组织安排测量组织安排 3 13 1 测量控制的目的测量控制的目的 施工测量一方面要保证各施工阶段的安全 以及施工过程中结构线型符 合设计要求 另一方面对施工过程中的测量数据进行统计和分析 对施工过程 结构线型的变化进行预测和控制 优化施工工序 提高施工工艺水平 大型桥梁施工测量方案的建立 必须依据桥梁施工方法及详细施工计划 来进行 同时同施工监控系统紧密地联系在一起 3 23 2 测量组织机构测量组织机构 为优质高效地完成大连铁路枢纽改造工程黄家沟特大桥测量任务 并始终 以 科学 公正 准确 高效 的工作理念 为施工生产提供优质 满意的技 术服务 保证测量工作顺利开展 测量工作实行总工负责制 并专设测量小组 由总工程师和副总工程师负责组织实施 设专职测量工程师管理 协调测量放 线全过程 并报监理检查验收 3 33 3 仪器配备仪器配备 为满足测量精度的要求 测量器具必须经过专业检测部门检测 保证其在检 定期内 测量器具配备计划如下表所示 总工程师 柴江 明 测量队长 雷渭川 外业组 张星 郭彦辉 工程部长 杜世硕 内业组 赖敏洁 序号仪器名称型号精度数量 1GPS 徕卡 GS151 套 1 徕卡全站仪 TS 02 1mm 2ppm D 2 台 2 水准仪DZS3 1 3mm 3 台 3 电子水准仪 Trimble DiNi03 0 3mm1 4 铟钢精密条码水准尺一对 5 棱镜2 个 6 塔尺5 把 7 钢尺50m 级2 把 8 卷尺5m10 把 4 4 控制点的复测及控制点的加密控制点的复测及控制点的加密 4 14 1 交接桩工作交接桩工作 工程中标后 由项目部总工程师组织 业主与监理技术主管部门测量工 程师和项目部相关人员参加 主动联系建设单位 设计单位及时进行交接桩 交接时 应按交接书面资料所列桩橛现场逐点交接并查看实际状态 并 在现场作出明显标识 以利查找 交接签认时 交桩书面资料必须真实 齐全 交接桩记录应写清存在问 题和处理意见 并报业主单位和监理单位 按业主单位和监理单位的要求 对工程范围 含临时工程 放样确定界 线 参与办理征地拆迁工作 4 24 2 施工复测施工复测 交接桩完成后 由项目部总工程师组织现场技术人员系统地进行施工复 测及重点工程控制测量 标段交界处应由双方共同复测 确保中线 高程正确 及交界处衔接一致 复测工作应在开工前完成 中桩 基线桩 导线桩 水准基点桩加密应 满足施工放样的需要 墩台定位 中心桩撅 宜在复测中完成 以便在正式灌 注混凝土基础时引用其成果 复测成果应由项目部总工程师组织系统地整理书面报告 报经上级主管 部门审核 其总工程师批准后 及时发至作业层技术部门应用 报上级主管部 门备案 各类桩撅要妥善保护 根据情况进行加固 并在现场作明显标识 以防 误用 在施工影响范围内的桩要钉设护桩或外移桩 绘制护桩示意图 定期检 查桩撅是否移动 下沉 发现后应采用可靠方法重新补设定位 重新测量 4 34 3 平面控制测量平面控制测量 隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置 以便 根据洞口控制点将设计方向导向地下 指引隧道开挖 并能按规定的精度进行 贯通 因此 平面控制网中应包括隧道的洞口控制点 平面控制测量首先根据控制网进行洞口的引测投点 以利施工时进行洞内 控制测量 投点时应结合地形地物 力求图形刚强简单 在确保精度的前提下 充分考虑观测条件 测站稳定程度 便于引测进洞 避免施工干扰 在各洞口 已有的控制点的基础上 再增设 5 个等精度的加密控制点 并应纳入控制网中 控制网的测设应符合 测规 要求 14mm 500 mm 800 mm 400 mm 14 加密控制点埋设示意图 在此隧道中采用主副导线的形式来控制平面位置 将隧道洞内平面控制网 布设成主副两条并行导线 在隧道两端连接形成一个导线闭合环 根据情况还 可在隧道中部与各斜井洞外 CPI 投影点进行贯通连测或在隧道中部增加连接边 形成若干个导线闭合环 用简易平差法进行平差 14mm 300 mm 500 mm 400 mm 14 洞内控制点埋设示意图 进洞联系方向选用平差后的主导线做进洞联系方向 主导线 主导线 副导线 副导线 CPI CPI 洞内主副导线布点示意图 4 44 4 高程控制测量高程控制测量 高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口 包括隧道的进出口 竖 井口 斜井口和平响口 附近水准点的高程 作为高程引测进洞的依据 高程控 制通常采用三 四等水准测量的方法施测 水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路 以期达到设站少 观测快 精度高的要求 每一洞口埋设的水准点应不少于两个 且以安置一次水准仪即 可联测为宜 两端洞口之间的距离大于 1km 时 应在中间增设临时水准点 4 54 5 隧道施工测量隧道施工测量 隧道掘进的方向 里程和高程测设 洞外平面和高程控制测量完成后 即可求得洞口点 各洞口至少有两个 的 坐标和高程 根据设计参数计算洞内中线点的设计坐标和高程 坐标反算得到 测设数据 即洞内中线点与洞口控制点之间的距离 角度和高差关系 测设洞 内中线点位 掘进方向测设数据计算 如图 12 33 所示一直线隧道的平面控制网 A 月 C G 为地面平面控 制点 其中 A G 为洞口点 多 l 5z 为设计进洞的第 1 第 2 个中线里程桩 为了求得 A 点洞口中线掘进方向及掘进后测设中线里程桩 31 用坐标反算公式 求测设数据 对于 G 点洞口的掘进测设数据 可以作类似的计算 对于中间具有 曲线的隧道 如图 12 34 所示 隧道中线转折点 C 的坐标和 曲线半径只已由设计文件给定 因此 可以计算两端进洞中线的方向和里程并 测设 当掘进达到曲线段的里程以后 按照测设线路工程平面圆曲线的方法测 设曲线上的里程桩 洞口掘进方向标定 隧道贯通的横向误差主要由隧道中线方向的测设精度所决定 而进洞时的 初始方向尤为重要 因此 在隧道洞口 要埋设若干个固定点 将中线方向标 定于地面 作为开始掘进及以后与洞内控制点联测的依据 如图 12 35 所示 用 1 2 3 4 标定掘进方向 再在洞口点火与中线垂直方向上埋设 5 6 7 8 桩 所有固定点应埋设在不易受施工影响的地方 并测定入点至 2 3 6 7 点的平距 这样 在施工过程中可以随时检查或恢复洞口控制点的 位置和进洞中线的方向及里程 洞内中线和腰线的测设 中线测设 根据隧道洞口中线控制桩和中线方向桩 在洞口开挖面上测设 开挖中线 并逐步往洞内引测中线上的里程桩 一般 当隧道每掘进 20m 要埋 没一个中线里程桩 中线桩可以埋设在隧道的底部或顶部 如图 12 36 所示 腰线测设 在隧道施工中 为了控制施工的标高和隧道横断面的放样 在 隧道岩壁上 每隔一定距离 5 10m 测设出比洞底设计地坪高出 1m 的标高线 称为腰线 腰线的高程由引入洞内的施工水准点进行测设 由于隧道的纵断面 有一定的设计坡度 因此 腰线的高程按设计坡度随中线的里程而变化 它与 隧道的设计地坪高程线是平行的 掘进方向指示 隧道的开挖掘进过程中 洞内工作面狭小 光线暗淡 因此 在隧道掘进 的定向工作中 经常使用激光准直经纬仪或激光指向仪 以指示中线和腰线方 向 它具有直观 对其他工序影响小 便于实现自动控制等优点 例如 采用 机械化掘进设备 用固定在一定位置上的激光指向仪 配以装在掘进机上的光 电接收靶 当掘进机向前推进中 方向如果偏离了指向仪发出的激光束 则光 电接收靶会自动指出偏移方向及偏移值 为掘进机提供自动控制的信息 洞内施工导线和水准测量 洞内导线测量 测设隧道中线时 通常每掘进 20m 埋设一个中线桩 由于定线误差 所有 中线桩不可能严格位于设计位置上 所以 隧道每掘进至一定长度 直线隧道约 每隔 100m 左右 曲线隧道按通视条件尽可能放长 布设一个导线点 也可以利 用埋设的中线桩作为导线点 组成洞内施工导线 导线的转折角采用 DJ2 级经 纬仪至少观测两个测回 距离用经过检定的钢尺或光电测距仪测定 洞内施工 导线只能布置成支导线的形式 并随着隧道的掘进逐渐延伸 支导线缺少检核 条件 观测应特别注意 转折角应观测左角和右角 边长应往返测量 根据导 线点的坐标来检查和调整中线校位置 随着隧道的掘进 导线测量必须及时跟 上 以确保贯通精度 洞内水准测量 用洞内水准测量控制隧道施工的高程 隧道向前掘进 每隔 200 500M 应 设置一个洞内水准点 并据此测设腰线 通常情况下 可利用导线点作为水准 点 也可将水准点埋设在洞顶或洞壁上 但都应力求稳固和便于观测 洞内水 准线路也是支水准线路 除应往返观测外 还须经常进行复测 5 5 监控量测监控量测 5 15 1 监控量测的目的监控量测的目的 通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化 把握施工过 程中结构所处的安全状态 用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足 并把监测结果反馈 设计 指导施工 通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控 通过监控量测了解该工程条件下所表现 反映出来的一些地下工程规律 和特点 为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴 依据和指导作用 5 25 2 监控量测项目的选择及确定监控量测项目的选择及确定 监控量测的项目主要根据隧道工程的地质条件 围岩类别 跨度 埋深 开挖方法和支护类型等综合确定 因此在隧道工程中进行量测 绝不是单纯地 为了获取信息 而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段 主要监控量测项目简介 确切地预报破坏和变形等未来的动态 对设计参数和施工流程加以监控 以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施 如预估最终位移值 根据监控基准 调整 修改开挖和支护的顺序和时机等 满足作为设计变更的重要信息和各项要求 如提供设计 施工所需的重 要参数 初始位移速度 作用荷载等 根据以上所述并结合隧道的实际情况 拟进行洞内外观测 拱顶下沉 净 空收敛 地表下沉共 4 项施工监测项目 监测内容见监表 5 2 测点布置见图 5 2 表 5 1 监控量测项目一览表 项目量测工具量测时间间隔 围岩及支护状态观 察 每次开挖后及施作初期支护后 1 15 天16 天 1 月1 3 个月3 月以后 拱顶下沉 精密 水准尺及精密水平 仪 1 2 次 天1 次 2 天1 2 次 周1 3 次 月 周边位移及收敛收敛计同上同上同上同上 地 表 下 沉 精密水准议 水准 尺 1 次 天 图 5 2 项目量测测点布置示意图 隧 道 中 心 线 A B C B C 5 35 3 监控量测的施作监控量测的施作 5 3 1 洞内外观察洞内外观察 洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分 开挖工作面观 察应在每次开挖后进行一次 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 地质素描 填写工作面状态记录表及围岩级别判 定卡 在观察中如发现地质条件恶化 应立即通知施工负责人采取紧急措施 对已施工区段的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 钢架的状况 洞外观察包括对洞口地表情况 地表沉陷 边仰坡稳定 地表水 渗透的观察 观察内容 工作面工程地质和水文地质情况观察和描述 包括岩石名称 岩石产状 风化变质情况 断层 层理 节理等结构面的分布 走向 产状及频率 有无 偏压或膨胀地压 工作面及毛洞自稳情况 岩石单轴抗压强度 地下水情况及 影响等内容 并以表格和素描形式记录 工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察 包括锚杆锚固 效果 喷层开裂部位 宽度 长度及深度 衬砌的整体性 防水效果等 也以 表格和素描形式记录下来 5 3 2 净空收敛量测 目的 根据收敛位移量 收敛速度 断面的变形形态 判断围岩的稳定性 支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间 量测方法 收敛量测设计包括断面间距 量测频率 测线布置和测点埋设 时间等 这些内容的决定与地质条件 地压分布 隧道埋深 开挖方法及进度 断面收敛速度等有关 5 3 3 拱顶下沉量测 量测目的 监视隧道拱顶的绝对下沉量 掌握断面的变形动态 判断支护 结构的稳定性 净空变形量测应在每次开挖后尽早进行 初始读数应在开挖后 12h 内读取 最迟不得超过 24h 而且在下一循环开挖前 必须完成初期变形值的读取 5 3 4 地表下沉量测 地表沉降量测应根据隧道埋置深度 地质条件 地表有无构筑物 所采用 的开挖方式等因素确定 地表沉降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5 3取值 表5 3 地表下沉量测测点纵向间距 隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距 m 2 5B H 0 2B20 50 B H 0 2B10 20 H 0 B10 注 1 无地表构筑物时取表中上限值 2 H 0 隧道埋深 B 隧道开挖跨度 横断面方向地表沉降量测测点横向间距为 2 5m 在一个量测断面内应设 7 11 个测点 在隧道中线附近测点应适当加密 隧道中线两侧量测范围应不 小于 H 0 B 地表有控制性建 构 筑物时 量测范围应适当加宽 地表沉降 量测应在开挖工作面前方 H 0 B 处开始 直至衬砌结构封闭 沉降基本停止为 止 地表沉降的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空的量测频率相同 5 3 5 量测断面间距 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 程重要性等因素确定 在 级围岩地段可根据需要酌情设置测点 量测设 备用全站仪进行无尺量测 监控量测断面间距可参考表 5 4 进行 表5 4 必测项目监控量测断面间距 围岩级别断面间距 m 5 10 30 50 5 3 6 量测频率 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 5 5 表5 6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 表5 5 按距开挖面距离确定的监控量测频率 监控量测断面距开挖面的距离 m 监控量测频率 0 1 B2次 d 1 2 B1次 d 2 5 B1次 2 3d 5B1次 7d 表5 6 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 5 2次 d 1 51次 d 0 5 11次 2 3d 0 2 0 51次 3d 0 21次 7d 5 45 4 监控量测管理体系的建立监控量测管理体系的建立 5 4 1 隧道周边允许位移值的制定 根据设计文件 按下表规定的隧道周边允许位移对本隧道的拱顶下沉 净 空收敛位移值进行管理 见表 5 7 表 5 7 位移控制基准 类别距开挖面 1B距开挖面 2B距开挖面较远 允许值 65 U 0 90 U 0 100 U 0 注 1 B 隧道开挖跨度 2 U 0 极限相对位移值 5 4 2 监控量测项目的管理基准 根据位移控制基准 位移管理按表 5 8 分为三个等级 表 5 8 位移管理等级表 管理等级距开挖面 1B距开挖面 2B施工状态 U U 1B 3U2U 1B 3U 2U 2B 3 暂停施工 采取相应工程对策 注 U 实测位移值 现场监测时 可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率 级管理 阶段监测频率可放宽些 级管理阶段则应注意加密监测次数 级管理阶段 则应加强监测 通常监测频率为 1 2 次 天 5 4 3 监测数据的分析及预测 取得监测数据后 及时进行整理 绘制位移随时间或空间的变化曲线图 在取得足够数据后 还应根据散点图的数据分布情况 选择合适的函数 对监 测结果进行回归 以预测该测点可能出现的最终位移值及结构的安全性 评价 施工方法 确定工程措施 6 6 测量精度保证措施测量精度保证措施 为加强陈家店隧道测量技术管理 杜绝测量事故发生 测量班每季度进行 如下测量工作检查 测量复核制的检查 测量复核制在施工测量中尤为重要 也是测量工作 中尤为薄弱的环节及容易出错之处 测量班主要就以下几个方面的测量复核工 作进行检查 测量复核工作日志与测量资料相一致 测量和检测工作必须按照本办法 中的有关要求进行 每次测量后 测量成果用两组独立平行计算和相互复核 测量班各项测量技术交底资料 必须附有项目部测量班长和施工队测量 负责人的签名及交底日期 测量外业工作必须有多余观测 并构成闭合或符合检测条件 隧道洞内 外建立主副导线控制网进行控制测量 重要定位和放样 必须坚持用不同方法 或不同仪器进行复核测量或换人测量后方可施工 利用已知点 包括控制点 方向点 高程点 进行引测 加点和工程放样前 必须坚持 先检测后利用 的原则 6 1 隧道中线偏移值检查 应定期对腾龙隧道偏移值设置情况进行询问