客运专线隧道监控量测作业指导书

中铁三局武广客专经理部第一工程总队 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 编制 编制 审核 审核 批准 批准 日期 日期 20062006 年年 2 2 月月 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 1 页 共 10 页 1 1 目的目的 监控量测是隧道施工的重要组成部分之一 为了保证初期支护 和隧道衬砌的时间合理 最大可能的利用围岩的自承能力 满足设 计及规范要求 特编制本作业指导书 2 2 适用范围适用范围 本作业指导书适用于中铁三局武广客专经理部第一工程总队承 建的 DK1717 211 何家皂隧道 332m DK1736 478 牛湾隧道 396m DK1739 357 5 王沙冲隧道 185m DK1751 499 石马冲隧道 172m DK1752 185 5 白泥冲一号 301m 及 DK1752 165 DK1752 208 段明洞 DK1752 602 白泥冲二号隧道 236m DK1753 616 5m 羊角塘 隧道 67m DK1754 592 5 邓丫皂隧道 115m DK1755 774 李子冲隧道 68m 3 3 作业流程作业流程 3 13 1 隧道监控量测隧道监控量测 施工中的监控量测是施工安全的保障 在施工过程中按要求进 行此项工作 并将结果做系统处理后及时反馈指导施工 监控量测 工艺流程见 隧道监控量测工艺流程图 3 1 13 1 1 监测量测内容 方法和仪器监测量测内容 方法和仪器 1 地质和支护状况信息的观察 观察记录工作面的工程地质与水文地质情况 作地质素描 观 察开挖面附近初期支护状况 判断围岩 隧道的稳定性和初期支护 的可靠性 由工区地质组进行 其它技术人员协助 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 2 页 共 10 页 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 2 隧道洞口段 浅埋和偏压段地表沉降监测 进口段覆盖层薄 开挖后围岩难以自稳成拱 地表易沉陷 为 了确保洞口浅埋段的施工安全 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 精密水准仪 铟钢尺等 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 20 30m 级围岩为 50m 级围岩为 80 100m 净空变位量测在开挖后尽早进行 初读数在开挖 12 小时 内且在下一循环开挖前读取 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 拱顶 下沉及收敛量测测点布置图 监测仪器 全站仪 4 仰拱底部的监测 级围岩开挖地段在底部设测点 每 10m 设一点与拱顶下沉量 测点同断面布设 水准仪测量 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 3 页 共 10 页 隧道监控量测工艺流程图隧道监控量测工艺流程图 原施工设计 现场施工 监控量测 量测结果的微机信息处理系统 监测结果的综合评价 量测结果的综合处理及反分析 量测结果的形象化 具体化 监测设计资料调研 报送设计 监理单位 结构安全稳定经济性判断 经验类比 理论分析 甲方 规范要求等 围岩 结构 体系动态及现态及现状分析说明 提交修正设计 施工建议 反馈设计施工 是否改变设计 施工方法 新设计施工方法 是 调整设计参数 改变施工方 法或辅助施工措施 否 A 项量测的回归分析 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 4 页 共 10 页 拱顶下沉及收敛量测测点布置图拱顶下沉及收敛量测测点布置图 5 锚杆抗拔力量测 锚杆拉拔是锚杆施工过程控制中质量检验的常规项目 可检验 锚杆锚固效果和锚杆强度 每 300 根检查一组 每组做 3 根锚杆拉拔 力检验 或根据实际情况及监理指令加设检验项目 监测仪器 电测锚杆 锚杆抗拔器等 6 锚杆轴力量测 说明 本图为示意 无比例 以上布点为示意 实际施工过程中根据现场实际情况可酌情进行增减 浅埋和明洞 量测未列入此图 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 钢筋内力 初期支护与围岩间应力量测未示 下沉 量测 下沉 量测 位移量测 位移量测 拱顶下沉量测 收敛量测 三台阶临时仰拱法量测点布置示意图 拱顶下沉量测 收敛量测 起拱线 CRD法开挖量测点布置示意图 位移量测 位移量测 位移量测 双侧壁导坑法开挖量测点布置示意图 收敛量测 拱顶下沉量测 CD法开挖量测点布置示意图 200 400 起拱线 收敛量测 拱顶下沉量测 100 全断面开挖量测点布置示意图 100 拱顶下沉量测 收敛量测 起拱线 100 起拱线 位移量测 收敛量测 拱顶下沉量测 100 台阶法开挖量测点布置示意图 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 5 页 共 10 页 锚杆轴力主要是量测锚杆的在不同时期的受力状况 方法 在软岩变形段及断层破碎带变形段各设置 1 2 组进行 测试 每组设 5 根锚杆进行轴力测试 监测仪器 电测锚杆 锚杆轴力计等 7 围岩压力及支护拱架应力量测 主要量测围岩与初期支护结构之间的相互作用力及初支结构拱 架主力筋受力情况 以此评价支护结构的受力状况及合理性 方法 在断层破碎带及其影响带和岩溶地段 级围岩中进行 5 10m 各设置断面 每断面上测点对称布置 24 个 同时初期支护 的格栅主筋应力量测点与围岩与初期支护的接触应力点设置在同一 断面上 对称布置 每断面布设 15 20 测点 监测仪器 采用土压力盒 钢筋应力计及频率接收仪量测 8 隧道涌水量及涌水含泥量与含砂量观察内容 在隧道排水沟内每 50 200 米设置一个涌水量监测点 对隧道 涌水量进行测试和评估 以此指导隧道结构防水堵排对策 从而达 到隧道结构防水的 限量排放 的目的 同时为了保证隧道排水系 统的畅通 不定期的对隧道初期支护段涌水进行取样分析测试其含 泥量和含砂量 根据其水质状况采取必要的堵排措施 防止排水导 致隧道排水系统的堵塞和淤积现象发生 方法 涌水量采用三角形围堰法或浮标进行测试 而含泥量与 含砂量则采用烘干后秤取重量法进行测试 9 地表水力联系观察项目 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 6 页 共 10 页 为确切了解隧道涌水排水对地表水系的影响 进一步弄清隧道 排水与地表水的水力联系 为制定隧道堵排水方案提供依据 在隧 道内发生大的涌水和突水时 则有必要对地表水系进行观察 主要 设置的项目有相关区域内的井泉水位状况的观察 3 1 23 1 2 量测频率与结束标准量测频率与结束标准 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 量测频率表 进行 量测频率表量测频率表 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 拱顶下沉水准仪 挂尺2 次 天1 次 2 天1 2 次 周2 次 月 周边收敛坑道收敛计同上 围岩与支护间压 力 压力盒 频率接收仪1 次 天1 次 2 天1 2 次 周2 次 月 格栅主筋内力钢筋应力计 频率接收仪1 次 天1 次 2 天1 2 次 周2 次 月 结构混凝土裂缝 观察 读数显微镜 钢尺根据需要进行 锚杆轴力锚杆轴力计根据需要进行 其它根据实际情况和要求进行 2 监测结束标准 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 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 7 页 共 10 页 时间 t 0 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 1 33 1 3 监测数据的统计分析与信息反馈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 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 绘制量测数据的时态变化曲线图 即 时态散点图 所示 和距开挖面关系图 时态散点示意图时态散点示意图 在取得足够的数据后 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 2 建立监测管理等级基准 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 8 页 共 10 页 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 变形管理等级标准表 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 变形管理等级标准表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 允许变形值见 结构允许相对位移表 Un 的确定 Un 的确 定考虑围岩类别 隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择 结构允许相对位移表 结构允许相对位移表 埋深 围岩级别 50m50 300m300m 500m 拱脚水平相对静空变化值 0 29 0 720 58 2 882 59 4 32 0 14 0 430 29 1 151 00 1 73 0 04 0 140 12 0 580 43 0 86 0 01 0 040 01 0 12 拱脚水平相对静空变化值 0 12 0 230 20 1 581 15 2 02 0 09 0 140 06 0 120 43 1 15 0 04 0 090 06 0 220 17 0 43 0 04 0 090 07 0 17 注 硬岩取下限 软岩取上限 拱脚水平相对净空变化指两侧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 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 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 中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书中铁三局武广客专经理部第一工程总队作业指导书 隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书隧道监控量测作业指导书 第 9 页 共 10 页 速传递 从而作到每日监测结果的及时上报 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工 区执行 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 4 监测信息反馈程序 监控量测与信息反馈程序见 监控量测与信息反馈程序图 5 信息反馈设计的主要内容