监控量测作业指导书

监监控量控量测测作作业业指指导书导书 编制 编制 审核 审核 批准 批准 中铁二十局集团杭长 沪昆 客专铁路项目经理部 2010 年 六 月 监监控控量量测测作作业业指指导导书书 1 编制目的 为更好地指导施工 规范操作 保证开挖安全 2 编制依据 铁路隧道工程施工技术指南 铁路隧道工程施工安全技术规程 客运专线隧道工程施工质量验收暂行标准 3 适用范围 适用于杭长 沪昆 客专铁路湖南段隧道工程监控量测 4 作业准备 4 1 技术准备 作业指导书编制后 应在开工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 5 技术要求 5 1 操作人员要熟练掌握收敛仪 水准仪的使用 5 2 操作人员要熟练对测量数据进行分析 得出结论 及 时指导现场施工 6 施工程序与工艺流程 6 1 施工程序 施工程序为 埋设监控量测点 进行量测并记录数据 对 数据进行分析 指导施工 监控量测流程图 7 监控量测量测的项目 方法及工具 7 1 监控量测布点 7 1 1 级围岩开挖完后直接在围岩岩面打眼 埋设监控量测 点 地质超前探测预报 拱顶下沉和净空收敛按设计频率量测 数 据 整 理 和 回 归 分 析 变形曲线出现反常 采取措施 围岩变形趋于稳定 施作二次衬砌 开 挖 开挖面岩性的判定 初期支护支护状态观察 埋入观测元件 初读数 100 100 10mm钢板 16钢筋 焊接 7 1 2 级围岩无钢架地段 开挖后在围岩岩面打眼埋设监控 量测点 7 1 3 级围岩有钢架地段 开挖完成后 在岩面预埋两 根 16 钢筋 将监控量测点的钢板焊接在钢筋上 然后喷射砼 预 埋件示意图 7 2 监控量测项目 7 2 1 必测项目是在才喷锚构筑法修建的隧道中必须进行的 监控量测的项目 它包括 洞内 外观察 水平相对净空变化值的量测 拱顶下沉量测 地表沉降 7 2 2 选测项目是根据围岩性质 隧道埋置深度 开挖方式 等条件自行确定的监控量测项目 作为必测项目的验证和补充 它包括 喷射混凝土内力 围岩内部变形量测 锚杆轴力量测 围岩压力量测 支护 衬砌应力量测 钢架内力及所承受的荷载量测 二次衬砌内力 初期支护与二次衬砌间接触压力 隧底隆起 空隙水压力 水量 纵向位移 现阶段洞内外观察 净空水平收敛量测和拱顶下沉量测 洞口 段与浅埋段地表下沉量测为现场施工中必测项目 监控量测必测项目表 序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注 1洞内 外观察现场观察 地质罗盘 数码相机 2净空变化收敛仪 全站仪0 01mm 3拱顶下沉水准测量的方法 水准仪 铟钢尺1mm 4地表下沉水准测量的方法 水准仪 塔尺1mm浅埋段 7 3 监控量测方法 现场监控量测应根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设 日常量测和数据处理 及时反馈信息 并根据地质条件的变化和施 工异常情况 及时调整监控量测计划 7 3 1 洞内外观察 洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察 开挖工作面 观察应在每次开挖后进行 内容包括围岩岩性 岩质 断层破碎带 节理裂隙发育程度和方向 有无松散坍塌 有无剥落掉块现象 有 无渗漏水 工作面稳定状态 围岩变形等 观察后应及时绘制开挖 工作面地质素描及数码成像图 填写工作面地质状态记录表及围岩 级别判定卡 对已施工段观察每天至少一次 应记录初期支护状态 包括 喷层是否产生裂缝 剥离和剪切破坏 钢架是否变形及二次衬砌效 果等 洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段 记录地表沉陷 开裂 变形 边坡及仰坡稳定状态 地表水渗漏情况等 同时还应对地面 建 构 筑物进行观察 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 应及时通知施工负责人采取应急措施 并派专人进行不间断观测 7 3 2 拱顶下沉 周边位移及收敛量测 原则上将拱顶下沉及周边收敛位移量测布置在同一断面 必测项目量测断面间距和每断面测点数量 每断面测点数量 围岩级别断面间距 m 净空变化拱顶下沉 5 101 2 条基线1 3 点 10 301 条基线1 点 30 501 条基线1 点 拱顶下沉量测测点布置在拱顶 使用仪器 精密水平仪 铟钢塔 尺 净空量测以量测初期支护上各点的相对位移为目的 采用收敛 仪通过水平或斜向收敛量测 量测隧道净空相对位移 净空量测在 隧道最大跨处及以上 3m 处 左右两侧对称布置 4 个测点 净空变化 拱顶下沉量测在每次开挖 12h 内取得初读数 最迟不得大于 24h 且在下一循环开挖前必须完成 拱顶下沉和周边位移量测测点布置 在同一断面上 断面间距为 级围岩 80 100m 级围岩 10 30m 级围岩 5 10m 拱顶下沉测点布置在拱顶 一般每个 断面上设一个测点 周边位移测点每个断面上布置 10 个左右测点 该项量测应在整个隧道中进行 拱顶下沉及水平收敛变形量测点布 置图 见下图 7 3 3 浅埋地段地表沉降量测 洞口段开挖前 在洞顶浅埋地段纵向沿隧道走向埋设混凝土桩 及水平基准点 其断面布置与洞内拱顶下沉 净空水平收敛断面布 置一致 每个地表下沉量测断面上测点横向间距为 2 5m 横向布 点埋设砼桩 见下图 横断面点应充分结合实地地形 隧道开挖时 及时根据量测数据绘制地表下沉位移 时间的关系曲线 绘制地表 下沉位移值 距开挖面距离的关系曲线 地表沉降量测用精密水准 仪观测 注 H0 为隧道埋置深度 B 为隧道开挖宽度 8 量测频率 量测断面间距 位移管理 数据处理及应用 8 1 量测频率 量测断面间距 位移控制基准详见下表 拱顶下沉及周边收敛量测频率表 序 号 变形速度 mm d 量测断面距开挖面距离 m 量测频率 1 5 0 1 B2 次 天 2 1 5 1 2 B1 次 天 3 0 5 1 2 5 B1 次 2 3 天 4 0 2 0 5 1 次 3 天 5 0 2 5B1 次 7 天 说 明 B 表示隧道开挖宽度 地表下沉量测断面间距表 序号埋置深度 H量测断面间距 m 地表沉降横向地表沉降横向测测点布置示意点布置示意图图 45 H0 基准点 B 45 H0 基准点 B 45 H0 基准点 B 45 H 基准点 B 2 5m 量测范围 1 2B H 2 5B20 50 2 B H 2B10 20 3H B 5 10 注地表无建筑物时取表中上限值 B 表示隧道开挖宽度 位移控制基准 序号距开挖面 1B U1B 距开挖面 2B U1B 距开挖面较远 165 90 U 100 U 注B 为隧道开挖宽度 U 为极限相对位移值 8 2 量测数据的处理与应用 8 2 1 根据现场量测数据绘制水平相对净空变化 拱顶下沉时态 曲线 拱项下沉时态曲线 净空水平收敛 拱顶下沉收敛 拱顶下沉 与距开挖工作面的关系图等 8 2 2 根据量测结果及 铁道隧道喷锚构筑法技术规范 的规 定可根据下表中变形管理等级措导施工 变形管理等级 管理等级管理位移施工状态 Uo Un 3可正常施工 Un 3 Uo 2Un 3应加强支护 Uo 2Un 3考虑采取特殊措施 注 Uo 实测位移值 Un 允许位移值 8 2 3 根据位移变化速度判别 净空变化速度持续大于 5 0mm d 时 围岩处于急剧变形状态 应加强初期支护 水平收敛 拱脚附近 速度小于 0 2mm d 拱顶下沉速度小于 0 15mm d 围岩基本达到稳定 在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下 应采用监控量 测分析判别 8 2 4 根据位移时态曲线的形态来判别 当围岩位移速率不断下降时 du2 d2t 0 围岩趋于稳定状 态 当围岩位移速率保持不变时 du2 d2t 0 围岩不稳定 应加 强支护 当围岩位移速率不断上升时 du2 d2t 0 围岩进入危险状 态 必须立即停止掘进 加强支护 围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作 必须结 合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判 在取得监测数据后 及时由专业监测人员整理分析监测数据 结合围岩 支护受力及变形情况 进行分析判断 将实测值与允许 值进行比较 及时绘制各种变形或应力 时间关系曲线 预测变形 发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况 并将结果反馈给设计 监 理 从而实现动态设计 动态施工 目前 回归分析是量测数据数学处理的主要方法 通过对量测 数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率 具体方法如下 1 将量测记录及时输入计算机系统 根据记录绘制纵横断面地 表下沉曲线和洞内各测点的位移 u 时间 t 的关系曲线 见下图 4 u mm u mm t d t d 正常曲线 反常曲线 ab 位移位移 u u 时间时间 t t 的关系曲线图的关系曲线图 2 若位移 时间关系曲线如上图中 b 所示出现反常 表明围岩 和支护已呈不稳定状态 加强支护 必要时暂停开挖并进行施工处 理 3 当位移 时间关系曲线如上图中 a 所示趋于平缓时 进行数 据处理或回归分析 从而推算最终位移值和掌握位移变化规律 4 各测试项目的位移速率明显收敛 围岩基本稳定后 进行二 次衬砌的施作 9 劳动组织 9 1 劳动力组织方式 采用架子队组织模式 9 2 施工人员应结合试验段确定的施工方案 机械 人员组合 工期要求进行合理配置 每个作业工地人员配备表 负 责 人1 人 技术主管1 人 测量工3 5 人 10 设备机具配置 主要测量设备配置表 编号名称测试精度主要特点 1 JSS30A 型数显收敛仪 0 01 mm 可靠 方便 精度高 2 DS3200 水准仪 1mm 可靠 方便 稳定 3 50 米钢卷尺 1mm 可靠 方便 稳定 11 监控量测质量及安全保证措施 11 1 质量保证措施 11 1 1 将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中 作为 一个重要的施工工序来抓 并保证监测有确定的时间和空间 各施 工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组 具体负责各项监 测工作 11 1 2 制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措 施 并将其纳入工程的施工进度控制计划 11 1 3 施工监测紧密结合施工步骤 监控每一施工步骤对周围 环境 围岩 支护结构 变形的影响 据此优化施工方案 11 1 4 积极配合监理 设计单位做好对监测工作的检查 监督 和指导 及时向监理 设计单位报告情况和问题 并提供有关切实 可靠的数据记录 工程完成后 根据监测资料整理出标段的监测分 析总报告纳入竣工资料中 11 1 5 量测项目人员要相对固定 保证数据资料的连续性 量 测仪器专人使用 专业机构保养 专业机构检校 量测设备 元器 件等在使用前均经过检校 合格后方可使用 11 1 6 测试完毕后检查仪器 仪表 做好养护 保管工作 及 时进行资料整理及信息反馈 11 2 安全监测预报 采用地质超前和工程类比相结合的方法 对各项数据资料进行 综合对比分析 从而对工程的不同位置的稳定性进