隧道监控量测实施细则终板

1 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程 站前工程站前工程 EMZQ 8EMZQ 8 标标 隧道监控量测实施细则隧道监控量测实施细则 编制 编制 复核 复核 审核 审核 中中国路桥工程有限责任公司国路桥工程有限责任公司 成昆铁路峨眉至米易段项目经理部成昆铁路峨眉至米易段项目经理部 二零一六年六月二零一六年六月 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 2 目录目录 1 概述 3 1 1 工程概况 3 2 编制依据及范围 5 2 1 编制依据 5 2 2 编制范围 6 3 监控量测人员机构及仪器的配置 6 3 1 人员配置 6 3 2 仪器配置 7 4 监控量测的目的 流程及要求 8 4 1 监控量测的目的 8 4 2 监控量测施工工艺框图 9 4 3 监控量测流程 10 4 4 监控量测的要求 11 5 监控量测项目 11 5 1 必测项目 11 5 2 选测项目 11 5 3 监控量测的特殊要求 11 6 施工监控量测作业 11 7 监控量测方法及原则 12 7 1 监控量测控制基准 12 7 2 监控量测断面及测点布置原则 17 7 3 监控量测的方法 22 8 资料的整理与反馈 24 8 1 一般规定 24 8 2 监控数据的信息化系统分析处理 25 8 3 监控信息反馈及工程对策 28 9 监控量测资料的上报程序和验收资料 32 10 安全质量保证措施 32 10 1 安全保证措施 32 10 2 质量保证措施 33 附表 A 35 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 3 1 1 概述概述 监控量测工作坚持 真实 精度 定人 定时 分析 报告 的指导思想 监 控量测必须纳入施工工序管理 制定详细的监控量测方案 制定专人负责监控量测 现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分 它不仅能指导施工 预报险情 确 保安全 而且通过现场监测获得围岩动态的信息 数据 为修正和确定初期支护 参数 混凝土衬砌支护时间提供信息依据 为完善隧道工程设计与指导施工提供可 靠的足够的数据 根据设计文件和施工规范要求 采用新奥法施工的隧道 现场监 控量测是不可缺少的施工工序 同时监控量测资料也是工程竣工验收及变更设计的 依据 为了切实做好现场的监控量测工作 特成立监控量测督察组和监控量测小组 由项目部总工牵头 会同工程部 安质部 物资部 财务部 综合办 测量队 实 验室 工程部隧道专业工程师等各科室相关人员 相互积极配合 扎扎实实地做好 监控量测工作 把所测数据真正地用于指导隧道施工 为隧道施工服务 1 11 1 工程概况工程概况 1 1 1 隧道工程概况隧道工程概况 本标段共有隧道 3 座 13 413km 隧道工程主要有以下特点 存在断层 岩溶 危岩落石 泥石流 高地应力 煤层瓦斯 滑坡 采空区 等不良地质 地质复杂 多次上跨或下穿既有成昆铁路和引水洞 监控量测和开挖支护要求高 依的谷隧道进口工区掘进 5747m 正洞及平导高峰期共有三个工作面同时施 工 通风和运输组织难度大 依的谷隧道设计中心里程为 D2K319 472 施工长度 6218m 最大埋深 820m 地 震动峰值加速度 0 2g 地震动反应谱特征周期为 0 45s 为加快施工进度 解决排 水和防灾救援等问题 本隧道进口端设 1 座平导 新白石岩隧道设计中心里程为 DK312 882 188 施工长度 6469 624m 最大埋 深 470m 全隧正常涌水量约 13000m3 d 最大涌水量 19500m3 d 地震动峰值加速度 0 2g 地震动反应谱特征周期为 0 45s 新白石岩隧道 全长 6469 624m 主要地质为白云岩夹白云质灰岩 泥岩夹砂 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 4 岩 本隧道岩石风化成度高 围岩几乎为 V 级 施工难度大 确保总体工期的 实现 施工组织管理要求高 隧道无轨运输距离长 施工通风难度大 局部可能伴生有害气体 如何保证 洞内通风良好是保证安全优质高效掘进的前提 通风是本工程的难点 从以往长大 隧道施工通风情况看 独头掘进达 3000 米以上时 无轨运输施工难度大 必须加大 加强洞内的施工通风 否则 会因洞内施工环境差直接影响掘进 出碴及运输等的 工作效率 因此 隧道过程中须加强隧道通风 隧道内不良地质段的安全通过也是本隧道施工的重点 如何保证快速连续施 工 针对断层 高低应力 岩爆采取必要的措施是控制的重点 要安全又要速度 要求各项施工技术措施和保障措施必须确保万无一失 确保隧道如期完工 马托隧道设计中心里程为 D1K341 390 5 施工长度 725m 最大埋深 54m 地震动峰值加速度 0 2g 地震动反应谱特征周期为 0 45s 本标段的重点工程马托隧道 全长 725m 主要地质为第四系全新统坡残层粉质 粘土 更新统粉质粘土 细角砾土 粗角砾土 碎石土 块石土 出露基岩为三叠 系上统白果湾组砂岩 泥岩 页岩夹煤线 2 2 编制依据及范围编制依据及范围 2 12 1 编制依据编制依据 铁路隧道监控量测技术规程 TB10121 2007 铁路工程测量规范 TB10101 2009 铁路隧道设计规范 TB10003 2005 铁路建设标准化管理指导书 工管办函 2014 92 号 铁路隧道监控量测标准化管理实施意见 铁建设 2010 120 号 关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施 工有关技术规定的通知 相关的施工图设计文件 2 22 2 编制范围编制范围 成昆铁路娥眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 D2K309 657 D2K316 117 D2K316 363 D2K322 581 D1K341 028 D1K341 753 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 5 段内隧道工程 PD2K316 364 PD2K319 800 段平导工程按此进行监控量测施工方案 编制 以指导现场施工 3 3 监控量测人员机构及仪器的配置监控量测人员机构及仪器的配置 3 13 1 人员配置人员配置 鉴于本标段内隧道施工的特殊性 项目部成立专门的监控量测督察组 由项目 部总工程师任组长 工程部长 安质部长 物设部长 财务部长及综合办主任任组 员 定期对隧道监控量测工作进行检查监督 落实施工过程中本道工序的运行情况 并给予指导 项目部组建监控量测小组 监控量测小组以项目部测量队长任组长 工程部 技术主管 测量员任组员 并抽调对隧道监控量测有丰富经验的人员组成量测小组 针对具体工点制定量测计划及量测具体实施工艺及步骤 各工点必须配备一名专业 工程师负责监控量测工作 实施整个施工过程中的量测工作及数据分析 2 项目部总工程师负责现场监控量测的实施管理 并定期组织召开相关会议 负责指导 监督 检查现场监控量测工作进行情况 测量小组负责组织监控量测工 作的现场实施和数据处理 监控量测督察小组 项目总工 张华辉 工程部 肖立宝 安质部 杨立超 物设部 唐树峰 财务部 何家俊 综合办 翟 伟 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 6 监控量测作业小组 3 23 2 仪器配置仪器配置 根据标段特点 隧道监控量测仪器设备 由各项目部根据量测计划统一购置 在使用前 由项目部统一组织量测人员集中培训 所有量测仪器必须在进场前经过 具有相关资质的单位进行标定 使用前由测量工程师检查符合规范要求时方可投入 使用 所有仪器根据规范每年定期或在出现异常情况时及时进行校验标定 量测仪 器必须有专人保管使用 使用仪器如表 4 1 所示 表 4 1 监控量测使用仪器 序号仪器名称规格型号数量台 套国别产地已使用台数用途 1 电子水准仪 TrimbleDiNi032 美国 2 测量 2 铟钢尺 Trimble2 美国 2 测量 3 索佳全站仪 DX1021 日本 1 测量 4 莱卡全站仪 TS093 瑞士 3 测量 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 7 4 4 监控量测的目的 流程及要求监控量测的目的 流程及要求 为了隧道安全正常顺利施工 有效地采取针对性措施 确定并选择有效的施工方 案 为动态设计提供理论性指导 特制定隧道监控量测实施方案 监控量测作为隧道 施工的关键工序 贯穿于整个隧道施工的全过程中 4 14 1 监控量测的目的监控量测的目的 施工阶段制定合理而周密的现场量测实施细则 是保证监控量测工作有效开 展的关键 监控量测实施细则根据隧道环境条件 地质条件 设计要求 施工方法及施 工进度安排等编制 确定量测项目 仪器 测点布置 量测频率 数据处理 反馈 方法 组织机构及管理体系 要求在施工的全过程中认真实施 项目部成立监控量测小组 人员要稳定且经过业务培训 总工程师为第一管 理责任人 现场监控量测与施工作业易发生干扰 两者必须紧密配合 妥善协调好施工 和监控量测的关系 该实施细则经监理单位 成昆公司峨米指挥部批准后实施 并作为现场作业 检查验收的依据 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 8 4 24 2 监控量监控量测施工工艺框图测施工工艺框图 隧道设计 开挖及运输 开挖面岩性的观察 初读数 拱顶下沉和净空收敛按设计频率量测 数据整理和计算机处理 加强支护 变形曲线出现反常 施作二次衬砌 围岩变形趋于稳定 初期支护状况观察 初期支护喷砼 埋入观测预埋件 图 5 2 监控量测施工工艺框图 制定施工方案及对策 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 9 4 34 3 监控量测流程监控量测流程 隧道设计 监控量测实施细则现场调查与资料调研 隧道施工 监控量测 环境及工程安全性评价判定基准 理论分析 经验类比 特殊要求 环境及工程是否满足要求 调整设计参数 提出变更设计建议 报监理 业主 设计单位 变更设计 是 否 监控量测流程图 4 44 4 监控量测的要求监控量测的要求 掌握围岩和支护状态 进行日常的施工管理 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 10 了解支护构件的作用及效果 确保隧道工程的安全性 将监控结果反馈与设计及施工中 了解隧道施工对附近建筑物的影响 积累资料 作为以后设计 施工参考 5 5 监控量测项目监控量测项目 监控量测分为必测项目和选测项目两类 必测项目是隧道工程必须进行的日常 监控量测项目 选测项目是为了满足隧道设计与施工的特殊要求 根据围岩性质 隧道埋置深度 开挖方式等条件确定进行的监控量测项目 5 15 1 必测项目必测项目 必测项目包括 洞内 洞外观察 水平相对净空变化量测 拱顶相对下沉量测 浅埋地段地表下沉量测 表 6 1 监控量测必测项目一览表 序号监控量测项目常用量测仪器备注 1 洞内 外观察现场观察 数码相机 罗盘仪 2 拱顶下沉水准仪 钢挂尺或全站仪 3 净空变化收敛计 全站仪 4 地表下沉水准仪 刚挂尺或全站仪隧道浅埋段 5 25 2 选测项目选测项目 选测项目包括 围岩内部变形量测 锚杆轴力量测 围岩压力量测 钢架内力 及所承受的荷载量测 初期支护喷射混凝土及二次衬砌混凝土应力与应变量测 隧 底隆起 爆破振动 孔隙水压力 水量 纵向位移等 根据成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标工程特点 结合项 目经理部隧道监控量测工作实施的情况 技术人员的配备 选择重点实施隧道监控 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 11 量测中必测项目 具体见 6 2 表 表 6 2 监控量测选测项目一览表 序号监控量测项目常用量测仪器 1 围岩压力压力盒 2 钢架内力钢筋计 应变计 3 喷混凝土内力混凝土应变计 4 二次衬砌内力混凝土应变计 钢筋计 5 初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒 6 锚杆轴力钢筋计 7 围岩内部位移多点位移计 8 隧底隆起水准仪 铟钢尺或全站仪 9 爆破振动振动传感器 记录仪 10 孔隙水压力水压计 11 水量三角堰 流量计 12 纵向位移多点位移计 全站仪 5 35 3 监控量测的特殊要求监控量测的特殊要求 物时 可进行爆破振动监控量测 对一般硬质岩 软岩认为可以优化设计 减少支护结构数量时 可对锚杆轴 力 围岩压力 初期支护和二次衬砌间接触力等进行量测 当浅埋隧道上方有地面建筑物 地下管线等 而且需要采用钻爆法开挖时 应进行爆破振动监测 6 6 施工监控量测作业施工监控量测作业 1 洞内观察可分为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 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 12 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应急措施 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 钢架的状态 洞外观察包 括对洞口地表情况 地表沉陷 边坡及仰坡的稳定 地表水渗透的观察 2 净空变形量测的断面的间距应根据围岩级别 隧道断面尺寸 埋深深度及工 程重要性等确定 3 净空变形量测应在每次开挖后尽早进行 初读数应在开挖后 12h 内读取 最 迟不得大于 24h 而且在下循环开挖前 必须完成初期变形值的读取 4 测点应牢固可靠 易于识别并妥为保护 拱顶测点必须埋设在稳定岩面上 并和洞内水准点建立联系 5 施工现场必须建立严格的监控量测数据复核 审查制度 保证数据的准确性 监控量测数据应利用计算机系统进行管理 由专人负责 如有监控量测数据缺失或 异常 应及时采取补救措施 并详细做出记录 6 量测应选择精度适当 性能可靠全站仪 7 根据监控量测精度要求 应减小系统误差 控制偶然误差 避免人为错误 应经常采用相关方法对误差进行检验分析 8 各项量测作业均应持续到变形基本稳定后 1 3 周 9 施工与监控量测应密切配合 监控量测的元件埋设与监控量测应列入工程施 工进度控制计划中 监控量测工作应应尽量减少对施工工序的影响 7 7 监控量测方法及原则监控量测方法及原则 7 17 1 监控量测控制基准监控量测控制基准 8 1 18 1 1 监控量测的控制基准包括隧道内位移 地表下沉 爆破振动 应根据地 质条件 隧道施工安全性 隧道结构的长期稳定性 以及周围建 构 筑物特点和 重要性等因素制定 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 13 7 7 1 2 1 2 隧道初期支护极限相对位移可参照表 8 1 2 1 表 8 1 2 1 跨度 B 7m 隧道初期支护极限相对位移 隧道埋深 h m 围岩级别 h 5050 h 300300 h 500 拱脚水平相对净空变化 0 20 0 60 0 10 0 500 40 0 700 60 1 50 0 20 0 700 50 2 602 40 3 50 0 30 1 000 80 3 503 00 5 00 拱顶相对下沉 0 01 0 050 04 0 08 0 01 0 040 03 0 110 01 0 25 0 03 0 070 06 0 150 10 0 60 0 06 0 120 10 0 600 50 1 2 注 1 本表适用于复合式衬砌的初期支护 硬质围岩隧道取表中较小值 软质围岩 隧道取表中较大值 表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正 2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测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与原拱顶至隧底高度之比 3 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极限值乘以 1 2 1 3 后采用 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 14 表 8 1 2 2 跨度 7m B 12m 隧道初期支护极限相对位移 隧道埋深 h m 围岩级别 h 5050 h 300300 h 500 拱脚水平相对净空变化 0 01 0 030 01 0 08 0 03 0 100 08 0 400 30 0 60 0 10 0 300 20 0 800 70 1 20 0 20 0 500 40 2 001 80 3 00 拱顶相对下沉 0 03 0 060 05 0 12 0 03 0 060 04 0 150 12 0 30 0 06 0 100 08 0 400 30 0 80 0 08 0 160 14 1 100 80 1 40 注 1 本表适用于复合式衬砌的初期支护 硬质围岩隧道取表中较小值 软质围岩 隧道取表中较大值 表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正 2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测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与原拱顶至隧底高度之比 3 初期支护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极限值乘 以 1 2 1 3 后采用 7 7 1 3 1 3 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离 由初期支护极限相对位移按 下表 8 1 3 要求确定 表 8 1 3 位移控制基准 类别 距开挖面 IB U B 距开挖面 2B U2B 距开挖面较远 允许值 65 UO90 UO100 UO 注 B 为隧道开挖宽度 UO 为极限相对位移值 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 15 7 7 1 4 1 4 根据位移控制基准 可按表 8 1 4 1 8 1 4 2 分为三个管理等级 表 8 1 4 1 位移等级管理 正常 绿色 预警二级 黄色 预警一级 红色 备注 III 4040 80 80 IV 5050 100 100 围 岩 级 别 V VI 7575 150 150 不包括高地应力 软岩和膨胀岩隧 道 注 含义包括上 下限值 表 8 1 4 2 措施应对表 安全等级处理措施 正常 绿色 正常施工 预警二级 黄色 加强监测 必要时采取网喷混凝土等措施进行补强 预警一级 红色 暂停施工 增设横 竖撑进行抢险 后续施工时 应加强支 护 调整施工工法 7 7 1 5 1 5 地表沉降控制基准应根据稳定性 周围建 构 筑物的安全要求分别确 定 取最小值 表 8 1 5 位移等级管理及应对措施 等级管理距开挖面 IB距开挖面 2B应对措施 U UIB 3U U2B 3 正常施工 UIB 3 U 2UIB 3 U2B 3 U 2U2B 3 综合评价设计施工措施 加强 监测 必要时采取相应工程措 施 U 2UIB 3U 2U2B 3 暂停施工 采取相应工程措施 如补强支护等 7 7 1 6 1 6 钢架内力 喷混凝土内力 二次衬砌内力 围岩压力 换算成内力 初期支护与二次衬砌间接触压力 换算成内力 锚杆轴力等控制基准应满足 铁 路隧道设计规范 相关规定 根据控制基准及时态曲线形态综合判别围岩与支护结构稳定性 一般情况下 二次衬砌的施作应在满足下列要求下进行 变形量 mm 安全等级 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 16 隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降 隧道位移相对值已达到总相对位移量的 90 以上 对浅埋 软弱围岩等特殊地段 应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间 7 7 1 7 1 7 钢架内力 喷混凝土内力 二次衬砌内力 围岩压力 换算成内力 初期支护与二次衬砌间接触压力 换算成内力 锚杆轴力控制基准应满足 铁路 隧道设计规范 TB10003 2005 的相关规定 7 7 1 8 1 8 爆破振动控制基准应按表 8 1 6 的要求确定 表 8 1 6 爆破振动安全允许振速 安全允许振速 cm s 序号 保护对象类别 10HZ10 50HZ50 100HZ 1 土窑洞 土坯房 毛石房屋 0 5 1 00 7 1 21 1 1 5 2 一般砖房 非抗震的大型砌块建筑物 2 0 2 52 3 2 82 7 3 0 3 钢筋混凝土结构房屋 0 0 4 03 5 4 54 2 5 0 4 一般古建筑与古迹 0 1 0 30 2 0 40 3 0 5 5 水工隧道 7 15 6 交通隧道 10 20 7 矿山巷道 15 30 8 水电站及发电厂中心控制室设备 0 5 9 新浇大体积混凝土 初凝 3d 凝期 3 7d 凝期 7 28d 2 0 3 0 3 0 7 0 7 0 12 注 1 表列频率为主振频率 系指最大振幅所对应波的频率 2 频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取 选取频率时亦可参考下列数 据 深孔爆破 10 60Hz 浅孔爆破 40 100Hz 3 有特殊要求的根据现场具体情况确定 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 17 7 7 1 9 1 9 采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准 同时应考 虑各分部的相互影响 7 7 1 10 1 10 围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准 结合时态曲线形态判别 7 7 1 11 1 11 一般情况下 二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行 1 隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降 2 隧道位移相对值已达到总相对位移量的 90 以上 对浅埋 软弱围岩等特殊地 段 应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间 7 27 2 监控量测断面及测点布置原则监控量测断面及测点布置原则 8 2 18 2 1 洞口及浅埋段地表沉降观测 隧道洞口段 浅埋段地表沉降测点应在隧道开挖前布设 地表沉降观测点和隧 道内测量内测点在同一断面里程 一般情况下 地表沉降观测点纵向间距应按表 8 2 1 要求布置 表 8 2 1 地表下沉量测断面间距表 埋深 h 与隧道开挖宽度 B 测点间距备注 2B h 2 5B 20 50mH 为隧道埋深 B h 2B 10 20mB 为隧道开挖宽度 H B 5 10m 横断面方向地表下沉量测点间距应取间 2 5m 在一个量测断面内应设 7 11 个测点 地表下沉量测应在开挖工作面前方 H h 隧道埋置深度 隧道高度 处开始 直到衬砌结构封闭 下沉基本停止为止 地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平 相对净空变化的量测频率相同 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 18 图 8 1 地表下沉测点布置图 7 7 2 2 2 2 拱顶下沉及水平收断面间距 拱顶下沉测点和净空变形测点应布置在同一断面上 监控量测断面与测线按照 表 8 2 2 1 要求布置 表 8 2 2 1 拱顶下沉及水平收断面间距表 围岩级别围岩级别 量测断面间距 量测断面间距 m m 30 50 5 10 5 备注 在围岩突变段落 要根据实际情况在围岩变化部位加密监控量测断 面 表 8 2 2 1 净空收敛量测测线数 开挖方法一般地段特殊地段 全断面法一条水平测线 台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线 两条斜线 分部开挖法每部分一条水平测线 CRD 法上部 左右侧部每分部两条水平测线 内轨顶面 全断面法测点布置示意图 约 内轨顶面 台阶法测点布置示意图 约约 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 19 双侧壁导坑法量测 图8 2 洞内沉降收敛观测示意图 7 7 2 3 2 3 监控量测频率监控量测频率 必测项目的监控量测频率应根据开挖面的距离及位移速度按以下两表确定 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 8 2 3 1 按距开挖面距离确定的监控量测频率 量测断面距开挖工作面的距离 m 量测频率 0 1 B2 次 d 1 2 B1 次 d 2 5 B1 次 2 3 d 5B1 次 7d 表 8 2 3 2 按位移速度确定的敛量测频率表 位移速度 mm d 量测断面距开挖面距离 m 量测频率 内轨顶面 三台阶七步法测点布置示意图 约约 CRD图图图图图图图 图图 图图 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 20 5 0 1 B2 次 d 1 5 1 2 B1 次 d 0 5 1 1 2 B1 次 2 3d 0 2 0 5 2 5 B1 次 3d 0 2 5B 1 次 7d 注 表中 B 表示隧道开挖宽度 7 7 2 4 2 4 量测点的埋设量测点的埋设 量测点埋设时间的要求 量测布点要及时 净空收敛 拱顶下沉量测要在初喷混凝土后或在每次开挖 后 12 小时内 最迟不超过 24 小时 取得初读数 且在下一循环开挖前必须完成 已衬砌地段要在衬砌脱模后 24 小时内进行设点 并进行初始读数 根据有关要求测点加工与埋设详见下图 地表下沉测点布设要求量测点采用 16mm 钢筋 周围采用砼包裹 量测标准 高出砼 2cm 左右 地表下沉测点布设应超前于暗洞施工掌子面距离 10 20m 并加 强监测 测点的标示 根据监控量测方法进行布点 即传统的接触测量和非接触测量 接触测量 接触测量是埋设挂钩形式 采用收敛仪直接进行测量 围岩量测测点在拱部和 边墙埋设测点 测点元件不得焊接在钢格栅或型钢拱架上 一定要埋设在土体或围 岩内侵入围岩内部不小于 30cm 拱部 边墙量测点采用同一规格三角形测钩进行埋 设 拱部测点三角部位开口 并须有足够的刚度 以便挂设钢尺量测 埋设要牢 固可靠 易于识别 用红油漆标识 用量测里程牌标明里程和测点的编号 量测 标识牌详见下图所示 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 21 图 8 3 接触测量点的埋设 非接触测量 非接触测量是采用全站仪直接测量的方法 布点时间最好隧道喷锚之后 最好 在开挖后 24 小时以内 下一循环开挖前进行点位布设 布点时可以采用风钻 钻孔至围岩内 然后采用 20 螺纹钢筋 镶岩深度不小于 30cm 露出喷射混凝 土表面 10cm 左右 埋点前将钢筋一头用 5 角钢焊上 如图 8 4 图 8 5 所示 角钢端露出 背对掌子面 然后用砂浆或锚固剂固定后 将反射膜片贴在钢筋 头上 并立即采用全站仪读取原始数据 初次测量完成后用塑料纸或其他物件 将其包住以免喷射混凝土时将反射贴片表面损坏 图 8 4 非接触监控量测布点示意图 图 8 5 测量装置大样图 20图30cm 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 22 7 37 3 监控量测的方法监控量测的方法 7 7 3 1 3 1 一般规定一般规定 现场监控量测由施工单位负责组织实施 现场监控量测应根据已批准的监控量测方案进行测点埋设 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 现场监控量测的方法应简单 可靠 经济 实用 7 7 3 2 3 2 洞内外观察洞内外观察 洞内外观察分开挖工作面观察 已施工区段观察以及地表观察 开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次 内容包括节理裂隙发育情况 围 岩渗水情况 工作面稳定状态 围岩变形等 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并做好地质描述 也可用数码相机对掌子面 连续进行拍摄 分析研究围岩的变化趋势 并填写好工作面状态记录以及围岩级别 判定卡 对已施工的地段每天至少观察一次 观察内容包括喷射混凝土 锚杆 钢架 的状况 以及施工质量是否符合规定要求 在观察过程中如果发现地质条件恶化 渗水面积或渗水量增大 初期支护发生异常现象 应立即通知施工负责人采取应急 措施 并派专人进行不间断观察 洞外观察包括洞口地表情况 地表沉陷 边仰坡的稳定 地表水渗透观察等 7 7 3 3 3 3 变形监控量测变形监控量测 变形监控量测可分为接触量测或非接触量测 隧道净空量测可采用收敛计或全站仪进行 测点应埋设在表 8 2 2 1 规定的测 线两端 采用收敛计时 测点用焊接或钻孔预埋 采用全站仪量测时 测点用膜片式回复反射器作为测点靶标 靶标粘附在预 埋件上 量测方法包括自由设站和固定设站两种 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 23 拱顶下沉采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行 在拱顶轴线附近通过焊接或 钻孔预埋点 测点应与隧道外监控量测基准点进行联测 采用全站仪量测时 测点 与量测方法同 8 3 2 相同 地表沉降监控量测采用精密水准仪 铟钢尺进行 基准点应设在地表沉降范围 之外 测点采用钻孔埋设 测点四周用水泥砂浆固定 当常规水准量测出新困难时 可采用全站仪量测 围岩内变形量测采用多点位移计 多点位移计应钻孔埋设 通过专用仪器读数 7 7 3 4 3 4 应力 应变监控量测应力 应变监控量测 应力 应变监控量测宜采用振玄式 光纤光栅传感器 振玄式传感器通过频率接收仪获得频率读数 依据频率 量测参数率定曲线 换算出相应量测参量值 光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数 换算出相应量测参数值 钢架应力量测可采用振玄式传感器 光纤光栅传感器 传感器应成对埋设在 钢架的内外侧 采用振玄式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时 应把传感器焊接子钢 架翼缘内测点位置 采用振玄式钢筋计进行格栅钢架应力量测时 应将格栅主筋截断或把钢筋对焊 在钢筋截断部位 采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时 应把光纤光栅传感器焊 接 氢弧焊 或粘贴在相应测点位置 混凝土 喷混凝土应变量测采用振玄式传感器 光纤光栅传感器 传感器应 固定于混凝土结构内相应测点位置 7 7 3 5 3 5 接触压力量测接触压力量测 接触压力量测包括围岩与初期支护之间的接触压力 初期支护与二次衬砌之 间接触压力的量测 接触压力量测可采用振玄式传感器 传感器与接触面要求紧密接触 传感器 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 24 类型选择与围岩和支护相适应 7 7 3 6 3 6 爆破振动量测爆破振动量测 爆破振动速度和振动加速度量测可采用振动加速度和加速度传感器 以及相应 的数据采集设备 传感器应固定在预埋件上 通过爆破振动记录仪 自动几率爆破振动速度和加 速度 分析振动波形和振动衰减规律 7 7 3 7 3 7 空隙水压和水量监控量测空隙水压和水量监控量测 空隙水压监控量测采用空隙水压计进行 水压计应埋入带刻槽的测点位置 采 取措施确保水压计与水接触 通过数据采集设备 获得各测点读数 并换算出相应 孔隙水压值 水量监控量测采用三角堰 流量计进行 8 8 资料的整理与反馈资料的整理与反馈 8 18 1 一般规定一般规定 监控量测数据取得后 及时进行校对和整理 同时应注明开挖方法和施工工 序 以及开挖面距监控测点距离等信息 监控量测数据分析一般采用散点图和回归分析法 图 9 1 时间 位移曲线 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 25 位移 mm 时间 d 反常曲线 正常曲线 图 9 2 距离 位移曲线 位移 mm 距掌子面距离 m 反常曲线 正常曲线 信息反馈应以位移反馈为主 主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性 支护 结构的工作状态 对周围环境的影响程度进行判定 验证和优化设计参数 指导施 工 确保监控量测信息渠道传递畅通 反馈及时有效 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 26 8 28 2 监控数据的信息化系统分析处理监控数据的信息化系统分析处理 现场监控量测通过手机或手持设备与全站仪蓝牙连接 实现数据采集 通过手机或手持机安装的专业软件现场进行数据解算 查看是否存在错误数 据 如有错误及时重测 没有错误数据 通过网络将数据上传至服务器 通过专业软件分析处理数据 自动生成时态曲线图 进行回归分析 预测可 能出现的最大值 掌子面地质状况表按 铁路隧道监控量测技术规程 附表 A B C 格式记录 应及时根据量测数据用专业软件分析生成水平相对净空变化 拱顶下沉时态 曲线及水平相对净空变化 拱顶下沉与距开挖工作面的关系图 生成位移 时间曲 线或散点图 在位移 时间曲线趋平缓时应进行回归分析 选择与实测数据拟合好 的函数进行回归 预测可能出现的最大拱顶下沉及水平相对净空变化值 并推算最 终位移和掌握位移变化规律 当位移 时间曲线出现反弯点 即位移出现反常的急 聚增加现象 表明围岩和支护已呈不稳定状态 应及时加强支护必要时应停止掘进 采取必要的安全措施 根据位移变化速率判断围岩稳定状况 变形基本稳定应符合下列条件 隧道 水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降 隧道位移相对值已达到总 相对位移量的 90 以上 围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态 净空水平收敛值及拱顶下沉 量的大小和速率综合判断 并及时反馈与设计和施工中 根据水平相对净空变化值 判断时 应符合现行 铁路隧道监控量测技术规程 的有关规定 并结合隧道跨度 修正考虑 爆破振动安全允许安全距离 可根据爆破振动速度按公式 R K V 1 a Q1 3 计算 式 中 R 爆破振动安全允许距离 m 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 27 Q 炸药量 齐发爆破为总药量 延时爆破为最大一段药量 Kg V 保护对象所在地质点振动安全允许速度 cm s K a 与爆破点至计算保护对象间的地形 地质有关的系数 可按 表 9 1 选取 或通过现场试验确定 表 9 1 爆破区不同岩性的 K a 值 岩性 Ka 坚性岩石50 1501 3 1 5 中性岩石150 2501 5 1 8 软性岩石250 3501 8 2 0 监控量测数据可采用指数模型 对数模型 双曲线模型 分段函数经验公式 等进行分析 并预测最终值 设计单位可根据施工单位所提供的监控量测数据反分析求算初始应力 岩体 似弹模 塑性区范围 作用在二次衬砌上的荷载及岩体流变参数等 为动态设计提 供信息和资料 测量过程中如发现异常现象或设计不符时 应及时提出 以便修改支护参数 根据量测结果及 铁路隧道监控量测技术规程 的有关规定 可按表 位移 管理等级 指导施工 出现黄色预警时 施工单位应分析原因加强支护措施 出现 红色预警时 由建设单位组织设计 监理 施工单位研究制定相应措施 测点埋设情况和量测资料应纳入竣工文件 以备运营中查考或继续观测 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 28 隧道开挖后 埋设反光贴片 手机或其他手持设备接收数据 是否存在错误数据 手机或其他手持设备网络传输数据至数据中心 专业软件自动分析数据并发布预警信息 用户利用专业软件查看预警信息 是 否 在系统建立基础信息下载至手机或其他手持设备 全站仪与手机或手持设备建立连接并开始采集数据 现场按红 黄预警采取不同处理措施 消除预警 是 重测 8 38 3 监控信息反馈及工程对策监控信息反馈及工程对策 根据铁路总公司铁路隧道监控量测终端采集软件与铁路建设管理信息化平台 数据中心之间进行交换数据内容 代码定义等 监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果 对工程安全性进行评价 并提出相应工程工程对策与建议 监控量测信息反馈可按图 9 1 规定的程序进行 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 29 隧道设计 监控量测实施细则现场调查与资料调研 隧道施工 监控量测 环境及工程安全性评价判定基准 理论分析 经验类比 特殊要求 环境及工程是否满足要求 调整设计参数 提出变更设计建议 报监理 业主 设计单位 变更设计 是 否 图 9 1 监控量测信息反馈程序框图 严格按规定频率开展监控量测工作 变形速率过快 变形较大地段需 增大量测频次 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析 实时分析 每天根据监控量测数据及时整理 绘图 分析 发现安全隐患应 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 30 分析原因并提交异常报告 阶段分析 按周 月进行阶段性分析 总结监控量测数据的变化规律 对施 工情况进行评价 提交阶段分析报告 指导后续施工 工程安全性评价应根据位移等级管理分三级进行 并采用表 9 3 2 相应的工 程对策 工程安全性评价流程见图 9 2 表 9 3 2 工程安全性评价分级及相应应对措施 管理等级应对措施 正常施工 综合评价设计施工措施 加强监控量测 必要时采取相应工程对策 暂停施工 采取相应工程对策 监控量测结果 位移 应力 是 否超过 级管理 位移 应力 是 否超过 级管理 位移 应力 达到 级管理 继续施工 综合评价设计施工措 施 加强监控量测 否 是 是 否不安全 工程对策 暂停施工 安全 图 9 2 工程安全性评价流程 量测数据分析结果每日需经施工单位审核签认 IV 级及以上围岩段量 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 31 测结果需经专业监理工程师签认 根据变形情况 决定是否需要提交设计单位进行 围岩变更 调整支护参数 根据工程安全性评价的结果 需要变更设计时 应根据有关铁路工程变更 管理办法及时进行设计变更 发现量测数据有突变或异变时 必须立即向总工程师 监理汇报 并立即安排施工人员撤离危险地点 采取应急措施确保安全 工程对策主要包括下列内容 一般措施 稳定开挖工作面措施 调整开挖方法 调整初期支护强度和刚度并及时支护 降低爆破振动影响 围岩与支护结构间回填注浆 辅助施工措施 地层预处理 包括注浆加固 降水 冻结等方法 超前支护 包括超前锚杆 管 管棚 超前插板 水平高压旋喷法 预切 槽发等 隧道工程作为重点控制工程 存在较大可能的较大规模突水突泥 较大的预 测涌水量并经风险评估初始风险为高风险的隧道 隧道工程的超前地质预报 施工及监理单位必须把超前地质预报纳入工序进 行严格管理 履行严格的工序签认程序 认真实施 TSP 超前水平探孔 超前炮眼 红外探水及地质素描等综合预报手段 确保超前地质预报工序质量 避免大规模地 质灾害的发生 隧道工程的爆破作业 严格按爆破安全作业规程进行管理 实施严格的爆破 物品管理制度 确保爆破作业安全 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 32 9 9 监控量测资料的上报程序和验收资料监控量测资料的上报程序和验收资料 1010 1 1 现场监控量测小组每天应向项目分部工程部上报前一日监控量测资料 含 7 天围岩分析报告 工程部应结合现场分析数据情况判断隧道施工过程中的变形 控制情况 并把所有原始测量资料归档 作为后续施工的指导依据 各项目分部总 工要定期的组织分析会 对一周内量测结果定性分析 以便指导隧道施工 1010 2 2 所报资料要求内容齐全 数据准确 打印清晰 签认有效 观测人 记录 人 复核人 技术负责人均应签字确认 上报及时 1010 3 3 项目部监控量测督察组每一个月由总工带队 工程部部长 安质部长及专 业工程师定期对项目部进行监控量测实施检查考核 每次检查过程中 项目部总工 要对管段内上个月量测工作做详细汇报 1010 4 4 工程安全性评价应根据位移管理等级分三级进行 并采用表 9 3 2 和图 9 2 相应的工程对策 当监控量测位移管理达到 级时 应上报监控量测组长 技术 主管和现场监理工程师 当达到 级时 上报现场施工负责人 工程部长和总工程 师 再由其上报监理单位 设计单位 业主单位 采取相应工程措施 当达到 级 时 立即停止施工 上报各方 由业主单位召集各方分析原因 研究工程对策 项 目部应对位移管理等级根据每个隧道情况明确量化指标 以便于现场监控量测人员 操作和汇报 1010 5 5 监控量测资料是竣工文件中不可或缺的部分 必须纳入竣工文件管理程序 中 各项目部应设专人负责监控量测资料的收集 整理 签认 归档和移交 监控 量测验收资料主要包括以下内容 监控量测设计 监控量测方案及批复 监控量测结果及周 月 报 监控量测数据汇总表及观察资料 监控量测工作总结报告 10 10 安全质量保证措施安全质量保证措施 成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程 EMZQ 8 标 隧道监控量测实施细则 33 10 110 1 安全保证措施安全保证措施 10 1 1 点位安全保护点位安全保护 由于监测点位重要性 是作为隧道施工的一道重要的工序来实施 布点前应先 将角钢焊接在钢筋头上 要焊接良好 焊缝饱满 角钢要做防锈除污处理 为了确 保监测点在施工