监控量测方案

1、六安市城北污水处理厂升级改造工程监控量测专项方案编制：复核：审批：中铁三局集团沪昆客专杭长湖南段第四项目分部二一年八月目录一、编制目的二、编制依据三、隧址区工程地质条件四、监控量测项目及测试时间五、量测内容及方法六、数据处理、分析及应用七、量测管理隧道施工监控量测方案一、编制目的1及时掌握地表沉陷围岩和支护结构的工作状态, 进行日常施工管理。2经过对量测数据的分析处理与必要的计算和判断后，进行下一阶段的施工预测。掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈指导施工作业，以确保施工安全和隧道的稳定。3通过对围岩和支护的变位、应力量测修改支护系统设计。4将已有的工程量测结果应用到其它类似工程中，作为今后设计

2、和施工的类比依据。二、编制依据1客运专线铁路隧道工程施工技术规范2铁路隧道施工规范 (TB10204-2002)3沪昆铁路客运专线平丰隧道、曾家岭二号隧道、曾家岭一号隧道施工图设计文件隧道设计图4. 沪昆铁路客运专线招标文件三、隧址区工程地质条件、地形地貌隧址区主要为剥蚀低山丘陵区， dn 地形起伏较大，相对高差 30m51m，自然坡度5 30不等，基岩部分出露，沟谷深切，地形起伏较大，沟谷较发育，多呈宽V 字型沟谷，地表森林、灌木、杂草等植被较发育。2、地层岩性本隧道工程属丘陵剥蚀地貌，局部较陡，植被较发育，表层分坡残积粉质黏土 , 厚约 13m,局部有基岩出露 , 下覆基岩为泥盆系中下统砂

3、岩 , 褐红色 , 浅紫红色 , 以钙质、砂质胶结为主 , 节理裂隙发育 , 中厚层状 , 风化程度为全风化弱风化 , 部分风化不均匀 , 隧道局部受小型断层的影响。3、地质构造隧道整体结构形迹不强，多缓变褶皱，断裂构造不发育。测区内堆积层较厚，未见构造形迹。4、水文地质条件地表水为谷底常年积水，据取河水化验，对砼无侵蚀性。丘陵区地下水受地形控制，雨季时坡脚有渗水，一般季节呈湿润状态，地下水量缺乏。5、不良工程地质现象本隧道基岩饱和抗压强度极低，遇水易软化，部分泥质粉砂岩风化物具有膨胀性，施工过程中应及时施作初期支护封闭围岩。四、监控量测项目及测试时间序测试时间项目名称方法、要求及工具1 15

4、16 天1 3 个3 个月号1 个月天月以上地质和支护状态观岩性、结构面产状及支护裂缝每次机械或人工开挖及初期支护后1观察描述，地质罗盘察采用隧道周边位移计量测。开1 次1 2 次1 3 次2洞内周边水平收敛1 2 次挖后安设收敛杆件， 收敛杆件每 2 天每周每月位移量测每天埋入土地深度不小于 40cm各测点设固定桩、 在开挖或第一次喷砼完成后迅速完成，采拱顶下沉及底部上1 2 次1 次1 2 次1 3 次3用水准仪、水准尺超平测量。鼓、仰拱填充面高每天每 2 天每周每月应和地面相应位置点同时进程测量行。填充面固定桩在填充砼完成后设置采用精密水准仪、 砼桩及水准基点要求按 “铁路测量技术规范”

5、。桩底应埋设于冻结线以下 3050cm。沉陷超平按以下几个阶段进行：（ 1）进洞前应将所有纵、 横断面方向桩全部超平一次。（2）开挖至量测断一次4洞口及浅埋段、洞面前 20m、 10m、 5m、时（ 3）、每天顶地表沉陷测量开挖至量测断面时（4）开挖超过量测断面5m、 10m、 20m时（ 5）至衬砌前，每天测量一次。当出现沉陷值突然变大时，增加测量次数， 进行监视。（6）衬砌后，应根据沉陷情况继续量测一段时间五、量测内容及方法1、地质和支护状况观察开挖后没有支护的围岩的观测：开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描

6、图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。在节理、裂隙发育地段应重点观察的节理、裂隙走向及发育程度。观察开挖面的稳定状态 , 顶板有无坍塌现象。开挖已支护地段围岩动态的观测：喷射混凝土是否发生裂缝剥离或剪切破坏；钢拱架是否有受挤压变形情况； 锚喷支护施工质量是否符合规范要求。观察围岩破坏形态分析：危险性不大，不会发生急剧破坏，加之临时支护即可稳定的情况； 应当引起注意的破坏， 如拱顶混凝土喷层因受弯曲压缩出现裂缝； 危险征兆的破坏， 如拱顶混凝土喷层出现有对称性局部的崩落，侧墙内移等。洞外观察：洞外观察重点在洞口段和洞身埋身较浅地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰

7、坡稳定状态、地表水渗透情况等。2、洞内周边水平收敛位移量测周边位移量测采用隧道周边位移计量测隧道断面净空收敛情况。测点布置在距开挖面2 米范围内并尽快安设读数。初读数在开挖后 12h 内读取，最迟不超过 24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。测点应埋入围岩不小于 40cm，测点牢固可靠、易于识别，施工过程中注意保护。测点布置如下图所示，沿隧道周边左右对称布置，各项位移的测点应在分部开挖后即在导坑内测量， 分部开挖完后， 按全断面布置测点，量测断面每 10m30m设一个，每量测断面布置 6 个测桩。3拱顶下沉及底部上鼓、仰拱填充面高程测量拱顶下沉及隧底各设一点， 沿纵向每 10

8、m30m设一组，见下图所示采用水平仪、水准尺测量。于隧道洞口地形稳固处设一水准基点量测拱顶下沉位移及底部上鼓、 仰拱填充高程情况。 拱顶下沉测点及底部上鼓测点与周边位移测点尽量布置在一个断面内。 量测初读数在开挖后 12h 内读取，最迟不超过 24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。4洞口及浅埋段洞顶地表沉降观测曾家岭一号隧道、 曾家岭二号隧道、 平丰隧道埋深在 2m30m内，均属于浅埋隧道，沿隧道方向中线每 1020m左右两侧设一个地表沉降观测桩，横向布置在隧道中线左右侧 10m和 30m出设水准点， 供洞顶点水准测量使用。地表下沉观测点按普通水准点基点埋设。并在预计破裂面以

9、外34 倍洞径处设水准基点，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各种观测点的下沉量。地表下沉量测断面间距埋置深度 (h) 与开挖宽度 (B)地表下沉量测断面的间距 (m)h2B2050BH2B1020HB510六、数据处理、分析及应用(1). 绘制位移时间关系曲线，根据曲线形态判断围岩的稳定情况。当位移时间关系曲线趋于平缓时( 如图 A)，变形速率不断下降，表明围岩趋于稳定，支护是安全的，应进行数据处理或回归分析，推算最终位移掌握位移变化规律。当位移曲线出现反弯点时( 如图 B)，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态， 并加强支护，必要时暂停开挖。位位移移时间时间图4 (

10、围岩趋于稳定、支护安全)图5 ( 围岩和支护达到危险状态)(2) 回归分析由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的散点图是上下波动和不规则的，因此必须对量测采集的数据进行数字处理- 回归分析，采用最小二乘法拟合数据获得合理的典型曲线，并以相应的数字公式进行描述。如下图6测试量时间图6 测试典型曲线采用回归分析时，测试数据散点分布规律，选用下列之一函数关系：对数函数，如：u=alg(1+t)u=a+b/lg(1+t)指数函数，如：u=ae-b/tu=a(1-e-bt)双曲函数，如：u=t/a+btu=a1-1/(1+bt)2其中： a、b回归常数t 初读数后的时间 (d)u位移值 (mm)监控量

11、测流程图地质超前探测预报开挖开挖面岩性的观察初期支护喷混凝土埋入观测预埋件初期支护状况观察初读数量测数据按设计频率量测绘数据整理和分析处理变形曲线出现反常围岩变形趋于稳定七、量测管理1、每次量测后及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图2、对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。3、数据异常时， 应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。4、围岩稳定性的综合判断，应根据量测结果按下列指标进行：（1）按变形管理等级指导施工：变形管理等级图管理等级管理位移（ mm）施工状态U2U0/3应采取特殊措施注： U-实测位移值； U0-最大

12、允许位移值（2）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，应加强初期支护系统。水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。在浅埋段以及膨胀性和挤压围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。（3）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/d2t0 ）, 围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。5、施工中应将现场监控量测作为工序引入作业循环，并结合地质预报作出评价，优化设计参数，实施动态管理。6、根据工程需要配备专职的量测工程师及技术人员：（ 1）专职量测工程师在项目总工程师的指导下负责量测计划安排、量测资料整理并及时向施工负责人及监理工程师汇报洞内围岩稳定状态，定期提出围岩稳定性和支护可靠性方便的报告， 根据现场需要及时量测计划。当量测结果出现危险信号时， 立即报告施工负责人，并协助施工负责人做紧急处理。（ 2）量测人员在专职工程