隧洞安全监测方案

2016年鄂北水资源配置工程第13标段俞家沟渡槽-夏家河涵洞施工(桩号：258 490 264 230)合同编号：EBSZY/JZAZ 2016-13隧道安全监控方案批准：审计：机构：黄河建设集团有限公司2016年鄂北项目13标项目部2010年8月内容1.项目概述12.监控和测量的目的13.技术规范1的编制依据和实施4.隧道变形监测技术要求25.隧道变形监测方案25.1监控方案设计原则25.2隧道2施工期间的变形监测5.3变形监测频率35.4变形监测方法和数据处理46.隧道沉降观测56.1沉降变形测量点布置图56.2沉降观测方法和频率66.3沉降观测要求67、监控标准和报警值78.监测数据的分析、预测和信息反馈78.1监控数据反馈程序88.2监控信息反馈程序89.监控和测量系统910.质量保证措施1011、安全环保、文明施工保证措施11隧道安全监控方案1.项目概述鄂北水资源配置工程第十三标段2016年，鄂北干渠桩号258 490 264 230，总长5.743公里，其中隧道4个标段，总长2.8815公里，分别为长度0.2615公里的鱼家沟隧道(桩号258 668.5 258 930)、长度0.13公里的乌胜关隧道1.49公里长的韩东寨隧道(桩号260 940 262 430)，1公里长的夏家河隧道(桩号262 520 263 520)。隧道的设计断面都是门洞形状。门洞断面净尺寸为2.83.08米(bh)，直墙高度为2.27米，顶拱为圆弧，半径为1.62米，角度为120。本标段所有四条隧道均位于低山丘陵，隧道沿线未发现大断层和断裂带。隧道围岩类型均为级。隧道都在地下水位以下。隧道岩石渗透性小，没有大的涌水问题。2.监控和测量的目的为了掌握开挖过程中围岩的动态信息和支护结构的稳定状态，提供全面系统的隧道施工信息，为支护参数的评估和修改、力学分析和二次衬砌施工提供信息依据，确保支护结构的施工安全和稳定。在施工过程中，监测和测量是施工过程中必不可少的施工程序。监控围岩支护系统的稳定性是确保施工安全、指导施工程序和便于施工管理的重要手段。3.技术规范的编制依据和实施1.投标文件2.投标文件3.批准的施工组织设计4、工程测量规范 GB50026-20075、水利水电工程施工测量规范 DL/T5173-20126、建筑变形测量规范 JGJ8-20077、铁路隧道监控量测技术规程 Q/CR9218-20158、水利水电工程施工安全防护设施技术规范 SL714-20159、水工建筑物地下开挖工程施工规范 SL714-20154.隧道变形监测技术要求在施工期的安全监测中，根据围岩型隧道的开挖跨度和隧道体的埋深，围岩的容许变形值按下表估算为围岩稳定状态的标准值。当围岩实测变形值出现下列情况之一时(见表1)，应立即修正支护参数，进行二次支护或采取新的加固措施。表1隧道变形允许值围岩类型埋藏深度(米)50503003000.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.00.200.800.601.601.003.00注：表1:中的允许位移值以相对值表示，即两点间累计测量位移值与两点间距离的比值。注2:脆性围岩取小值，塑性围岩取大值。5.隧道变形监测方案5.1监控方案设计原则岩体表面变形是隧道开挖后应力形式变化的直观反映。它能为地下工程的稳定性提供更可靠的信息，且易于测量。因此，在隧道施工期间的现场变形监测期间，测量相对位移值，即内部空间中的收敛变形。施工期现场监测的主要目的是掌握围岩和支护的动态信息，及时反馈和指导施工工作。了解支撑结构的功能和作用；确保工程建设的安全和经济；将监测结果反馈给设计和施工过程。5.2隧道施工期间的变形监测根据上述设计原则和施工监控条件分析，本工程施工监控方案根据隧道前期地质勘探成果，在隧道相应位置埋设预埋件。预埋件长度按要求加工，连接件与预埋件焊接，销孔方向与洞壁垂直。布局示意图如图5.2-1所示。图5.2-1变形监测点布置图本工程隧道均为三、四级围岩，围岩总体完整，局部裂隙发育。根据分段控制原则，三类围岩溶洞段每隔30 50m设置一个变形监测段，四类围岩溶洞段每隔10 30m设置一个变形监测段。测量点埋在开挖面附近的设计断面中。测量点的排列如下图所示(见图5.2.1)。数字显示会聚计用于测量。为了掌握围岩和支护的动态变形信息，在紧靠工作面的三、四级围岩不良地质隧道段布置了多个变形监测断面。图5.2.1三、四级围岩监测点布置图5.3变形监测频率变形监测频率应分别根据表5.3.1和表5.3.2中测点与开挖面的距离和位移速度来确定。在由测点与开挖面之间的距离确定的监测频率和由位移速度确定的监测频率中，原则上采用较高的频率值。如遇异常情况或不良地质，应增加监测和测量频率。表5.3.1根据开挖面距离确定的变形监测频率监测和测量从开挖面到断面的距离(m)监控测量频率(01)B每天2次(12)乙1 /d(25)乙一次/(2d 3d)5B一次/(7d)注：B表示隧道的开挖宽度表5.3.2由位移速度确定的监测测量频率位移速度(mm/d)监控测量频率5每天2次151 /d0.51一次/(2d 3d)0.20.5一次/(3d)0.2一次/(7d)5.4变形监测方法和数据处理1 .首先，在测量点处牢固嵌入预埋件；预埋件的长度应按要求加工，连接件与预埋件的连接应使销孔方向平直。2检查预埋测量点是否损坏或松动，并将测量点的灰尘擦拭干净。3打开会聚计的钢直尺曲柄，拔出尺头钩并将其放入测点孔，将会聚计拉到另一个测点，将尺框钩挂入测点孔，选择合适的尺孔，插入尺孔销并与尺框固定。4调整调节螺母，并仔细观察，使塑料窗口上的刻线位于张力窗口刻度上的两条白线之间(每次都应一致)。5在标尺框架末端记录钢尺的基线长度和数字读数。为了提高测量精度，基线应测量三次并取平均值。当三次读数范围大于0.05毫米时，应重新测试。6在测试过程中，如果数字显示读数超过25毫米，应将钢尺收拢(换尺孔)25毫米重新测试，并减去两组的平均值，即其中：-第一个数字读数，(毫米)；-第一钢尺长度，(mm)；-读数的数量n(mm)；-第n根钢尺的长度(mm)。如果第n次测量和第一次环境温度测量之间有很大差异，应校正温度。公式如下：其中：-温度校正后钢尺长度，(mm)；-钢直尺材料的线膨胀系数，1.17；-环境温度的第n次测量，()；-环境温度的首次测量，()；温度校正后钢尺的收敛值计算如下：基线缩短了，或者是正的，反之亦然。6.隧道沉降观测6.1沉降和变形测量点的布置沉降变形测量点分为三类：基准点、工作点和观测点，其布设应符合下列要求：要求在沉降变形区以外的稳定区建立的1个基准点为设计院移交的高程基准点。2工作基点，要求埋在稳定区域，观测期间稳定，确定沉降变形点作为高程传递点。3沉降观测点，直接埋设在沉降变形待测点。点位应设置在能反映沉降变形体的特征部位。它不仅要求安装牢固，易于观察，而且要求外形美观，结构合理，不破坏沉降变形体的外观和使用。6.1.1隧道外沉降观测点的布置本标段隧道外沉降监测的主要对象是隧道入口的高边坡。由于地下水含量变化和气温变化的影响，边坡稳定性较差。需要定期监控以实时控制结算。必要时，采用加固支护，确保边坡稳定。每隔2 5m设置一个监测点，在地下挖一个0 . 30 . 30 . 3米的坑，用混凝土填实，埋设钢筋( 22)，钢筋头高出混凝土表面10毫米(见图6.1.1)。监测测量采用水准仪测量其高程，数据采集完成后进行沉降分析。图6.1.1隧道外沉降观测点布置图6.1.2洞内沉降观测点的布置本标段隧道为圆形隧道。结合隧道施工期间的开挖，隧道沉降观测的主要对象是拱顶。测量点与变形观测拱顶点相同。预埋件应按要求制作。嵌入的部分是引脚。连接件应焊接在预埋件上，销孔方向应垂直于隧道壁。反射器应附在连接部件上。6.2沉降观测方法和频率隧道外沉降观测采用四级水准单线往返测量。同一区段的往返测量使用相同类型的仪器和相同的刻度。观察应在标尺标记清晰稳定时进行。当温度突然变化时，不得进行观察。2号隧道沉降观测采用四级水准单线往返测量和全站仪观测。每一段应在开挖后立即进行。隧道沉降稳定后，应定期观测，详细记录数据，并绘制沉降时程曲线。3条隧道沉降观测一般不少于3个月。当观测数据不足或沉降评估不能满足设计要求时，观测周期应适当延长。沉降观测时间分为两个阶段：1)第一阶段从锚喷支护完成到沉降观测稳定。2)第二阶段是第二次衬砌后3个月。4为便于观测，沉降观测和隧道收敛观测应同时进行。6.3沉降观测要求根据国家四级精密水准测量要求，隧道水准路线观测形成附水准路线。沉降观测点布置在观测断面的隧道内壁两侧。水准路线观测示意图如图6.3所示。图6.3 sche当位移-时间曲线有反向弯曲点时，表明围岩和支护不稳定。此时，应密切监控围岩动态，加强支护，必要时暂停开挖。表7变形管理表管理水平管理置换施工状态U0Un/3可以正常构建Un/3U02Un/3应予以重视并加强监测。U02Un/3应该采取加强支持等措施。注：U0-测量位移值；不允许位移值；Un值是监控标准。根据上述监控管理基准，可以选择监控频率：一般情况下，监控频率在三级管理阶段可以适当加大；在二级管理阶段，应注意加密监控的数量。在一级管理层面，应密切关注加强监测，监测频率可达1 2次/天以上。监控标准由设计、监理、施工单位和业主根据工程情况共同确定。8.监测数据的分析、预测和信息反馈本标段的监测数据由计算机和专业技术软件进行分析和处理。根据实测数据分析，绘制各种图表，当曲线趋于平衡时，计算最终值，并提示结构的安全性。监测人员应及时向项目总工程师和项目经理汇报监测情况，并按建设监理和设计单位的要求提交监测和测量报告。同时，监测人员应对当月施工情况进行评估，提出施工建议，及时反馈指导信息，调整施工参数，确保施工安全。8.1监控数据反馈程序为保证监测结果的质量，加快数据反馈，所有监测数据均由计算机管理，监测结果及时上报，监测报告定期提交给相关单位。同时附上相应的测点位移时间曲线，对当月施工情况进行评价，并提出施工建议。监控数据反馈程序如下图8.1所示。图8.1监测数据反馈管理程序图(1)通过对测点位移-时间曲线的回归分析，计算最终位移，掌握结构和围岩位移的变化规律。(2)当位移-时间曲线出现反向弯曲点，即位移异常急剧增加，表明支护系统处于不稳定状态时，应加密监测，并适当加强支护。如有必要，应立即停止开挖，并进行施工处理。(3)测点实测变形或回归分析计算的最终变形应小于允许变形。当位移变形率不明显下降，