隧道监控量测作业指导书.doc

中交第一公路工程局有限公司兰渝铁路LYS-12标段项目经理部第二分部隧道监控量测作业指导书中国交通建设CHINA CONMMUNICTIONS CONSTRUCTION二一年四月中交第一公路工程局有限公司兰渝铁路LYS-12标段项目经理部第二分部隧道监控量测作业指导书编制：校 核：审核： 批 准： 二一年四月1 工程概况隧道平面坐标系统采用工程独立坐标系，选用1954年北京坐标系椭球体参数，中央子午线为106度15分，投影面大地面为320米，高程采用1985年高程基准。2 监控量测的目的为保证施工安全及结构的长期稳定性，监控量测工作非常必要。在隧道施工过程中，用现场量测的数据对围岩支护体系的稳定状态进行检测，确认支护参数和施工方法的准确性，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，验证支护结构效果。监控工程对周围环境的影响，积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据，是确保施工及运营安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段，监控量测是施工过程中必不可少的施工工序。通过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，为今后类似工程或工法本身发展提供借鉴、依据和指导作用。3 监控量测的项目监控量测必测项目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衬砌净空变化隧道净空变化测定仪（收敛仪、全站仪）0.1mm3拱顶下沉水准测量方法，水准仪、钢挂尺或全站仪1mm一般水平收敛量测4地表下沉水准测量方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1mm浅埋隧道必测（H02b5二次衬砌净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计、隧道激光断面仪）0.01mm注：H0隧道埋深；b隧道最大开挖宽度。监控量测选测项目1地表下沉水准测量的方法、水准仪、铟钢尺或全站仪1mm2隧底隆起水准测量的方法、水准仪、铟钢尺或全站仪1mm4 量测断面间距和量测频率（1）根据兰渝铁质安200950号文件要求确定拱顶下沉及周边收敛间距如下1-1表1-1表围岩级别量测断面间距（m）（浅埋）5（深埋）10（浅埋）1015（深埋）20305080（2）根据兰渝铁质安200950号文件要求确定拱顶下沉及周边收敛量测频率如下2-1表表2-1变形速度（mmd）量测断面距开挖面距离（m）量测频率5（01）B2次天15（12）B1次天0.51（12）B1次2-3天0.20.5（25）B1次3天0.25B1次1周注：B表示隧道开挖宽度，d表示天（3）地表下沉量测断面间距如下3-1表表3-1埋置深度H量测断面间距（m）H2B2050BH2B1020HB105 监控量测的方法和实施情况围岩及支护状态测点布置在每一开挖环,开挖后立即进行,主要进行地质描述及拱架支护状态观察。地表沉降观测点的布置主要根据地表构筑物与隧道、基坑位置的实际情况进行布置，一般采用水准仪和水平尺进行观测，纵向方向每30m布置一个测点，横向方向按45角范围内布置测点，当临近主要构筑物时纵向方向观测点布置缩小为510m一个测点。周边净空收敛观测点布置在隧道两侧，每30m布置两道，同一里程位置第一道位于轨面线以上50cm处，第二道位于轨面线以上250cm处，当临近主要构筑物时观测点布置距离缩小为10m，主要采用收敛计。拱顶下沉观测点每30m布置一个测点，当临近主要构筑物时观测点布置距离缩小为10m，主要采用水准仪、钢尺等。其测点布置详见下图：水平净空收敛实测步骤：根据设计要求随时掌握岩石的变化情况，测点安装应靠近开挖面又不宜被破坏的地方，拱顶下沉和收敛量保证在开挖后3-6小时内完成初读数，其他量测在每次开挖后12小时（最迟不超过24小时）内取得初读数，且在下一次循环开挖前必须完成，初期观测为每天两次，如岩石没有异常变化按照2-1表中量测频率进行观测。监测点的钢筋根部应深入岩石并灌入水泥砂浆使其牢固。量测方法：每个监测断面两次挂尺，第一次量测完成后，记录量测数据，然后交换尺头再次量测，两次量测结果误差在0.5mm内取平均数作为水平净空量测结果。洞内拱顶沉降监测实测步骤：首先在隧道的仰拱埋设水准点，按照二等水准测量规范联测水准点的绝对高程（此点坐标也可作为隧道内日常测量施工放样使用）。拱顶监测点位置和埋设时间同水平收敛点相同，埋设方法同水平收敛点一样要把钢筋插入岩石内使其牢固，在钢筋外露部分焊接55cm的铁片，然后在铁片上贴测量专用反光片。在后视水准点上架设仪器自带的金属三角架，固定1.3M作为后视标高，仪器架设在水准点和反光片中间适当的位置，不必量取后视标高和仪器高，这样可消除因量取仪器高和后视标高带来的误差。然后使用全站仪测量水准点到反光片的高差，正、倒镜测量3个测回，每测回高差值比较不超过0.5mm，取平均数作为拱顶下沉量测数据结果。示意图如下：洞内水平净空收敛的精度分析：收敛仪钢尺受温度影响较小，隧道内温度基本稳定，初次量测温度和日常量测时温度基本一致，不必考虑温度改正。收敛仪的最小读数为0.01mm，量测结果的取值也为0.01mm，能够反映围岩的细微变化，满足精度要求。洞内沉降监测精度分析：此公式为光电测距三角高程测量（单向观测）的高差精度估算公式，其中：如水平距离取值30米，仪器观测测点天顶距取值70。仪器观测后视棱镜天顶距取值90。斜距取值32米，地球曲率半径取值6369000米，大气折光系统测量误差忽略不计，未考虑仪器高测定误差及棱镜高测定误差。光电测距边边长中误差及垂直角测角中误差均采用仪器标称精度。计算得此高差精度值为0.34mm。完全可以满足观测 要求。6、监测精度要求变形测量精度采用二等变形标准，变形点的高程中误差为+0.5mm；相邻变形点高差中误差为+0.3mm；变形点的点位中误差为+3.0mm。沉降观测的精度采用二等水准测量，前后视距差0.3m；累计视距差1.5；地下水位监测精度为+10mm。7、施工监测方法7.1地表沉降监测采用精密水准仪和塔尺按二级水准测量进行，包括地表沉降、管线沉降、建筑物沉降、及桩顶、墙顶沉降。在地形变形影响范围外，便于长期保护的稳定位置，埋设基准点，进行水准网布设，首次观测时，应适当增加测回数，一般取2-3次的数据作为测点的初始读数。沉降计算方法如下：上次相对基准点差值上次后视-上次前视。本次相对基准点差值本次后视-本次前视。本次沉降上次差值-本次差值。累积沉降上次累积沉降+本次沉降。7.2支护结构水平位移监测隧道开挖前，采用全站仪在其周围地层变形影响范围外，便于长期保护的稳定位置，埋设基准点，作为水平位监测的基本依据，测量测点与基点的边长和方位角，确定支护结构的水平位移。具体计算方法如下：设某测点相对基点上次坐标为(x1，y1)，本次坐标为(x2，y2)，则该测点本次位移计算公式为：d2(x1-x2)2+(y1-y2)2式中d为测点本次位移值。累积位移上次累积位移+本次位移。7.3围岩及支护情况监测监测小组中由专人负责围岩及支护情况监测。在隧道开挖施工时，观察围岩变化情况、地下水渗透情况及土体在开挖后稳定情况，同时观察支护结构变形、开裂情况等。根据监测收集的信息进行分析，必要时采用超前钻孔探测，进行地质预报，指导施工，调整施工参数。7.4拱顶下沉及净空收敛监测拱顶下沉采用精密水准仪配合钢尺监测，净空收敛采用QJ82型收敛计监测。测点布置根据不同的地质条件、不同的开挖断面选用不同的间距及监测点数，一般地段530m一个监测断面，设3个拱顶下沉监测点，3个净空收敛监测点；渡线段510m一个监测断面，设拱顶下沉监测点35个，净空收敛监测点25个。监测点在支护结构施工时布设，在支护结构完成后最短时间内取得初始值，之后按前表监测频率要求进行日常监测。在每次监测完成后，整理监测数据，绘制变形曲线，指导施工。8、数据处理及信息反馈程序8.1施工监测的数据处理根据现场实测结果，对比实测数值与初始数值，绘制各种时态曲线，运用回归分析法进行分析，根据位移，应力变化趋势推算最终结果，与控制值相比较，确定支护结构的安全稳定性，提出分析意见和采取必要的措施，并及时反馈，以调整施工参数，并提交成果报告。8.2监测信息反馈程序监测信息反馈程序见下图现场施工资料调研报送设计、监理单位布点并测初始值监控量测量测结果的微机信息处理系统量测结果的综合处理及分析监测结果的形象化、具体化监测结果的综合评价支护结构安全稳定性判断地层、支护结构动态及现状分析说明、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调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施监测设计8.3监测质量保证措施1）、成立监测管理小组，由领导及有经验的专业监测人员组成，制定实施性计划使监测按计划，有步骤地进行。2）、建立质量责任制，确保施工监测质量。3）、施工监控实行“三级管理”，设定警戒值、危险值和控制值，见下表，当发现接近警戒监测值时，并放缓施工进度，及时跟进支护措施，当发现接近危险监测值时，应立即报告监理，并先对其进行加强支护处理，并向监理报送应急补救措施；当发现接近控制监测值时，应暂停施工，撤离施工人员和机械设备，通知业主、设计、监理等相关人员现场制定施工方案措施，必要时邀请专家顾问现场指导。 警戒值设定表监 测 项 目控制值(mm)危险值(mm)警戒值(mm)地表沉降302724支护结构水平收敛位移484338地下管线变形242219土体水平位移242219土体分层沉降484338初期支护拱顶下沉504540初期支护水平收敛1211104）、观测前，对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核，确保仪器的稳定可靠性和保证观测的精度。5）、观测前，采用增加测回数的措施，保证初始值的准确性。6）、制定各点位的保护措施。定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测，有怀疑时立即进行复核，有问题时及时处理，监测时采用相同的观测路径及方法。7）、建立监测复核制度。确保监测数据的真实可靠性。9）、观测数据、成果须经测量人员，技术人员、监理共同签字，放在通口值班室10）、每个项目的监测资料必须保持有完整、清晰的监测记录、图表、曲线及监测文字报告。11）、建立监测成果反馈制度，采用回归分析进行数据处理