隧道围岩量测实施方案

1、 中铁十六局集团第二工程有限公司民治电站项目部3#洞上游围岩量测实施方案批 准：审 核：编 写：二一四年五月五日目 录1工程概况11.1工程概述11.2工程地质12事件描述13编制依据及范围23.1编制依据23.2编制范围24监控量测项目及方法24.1监控量测时间安排24.2监控量测施工工艺24.3监控量测方法34.4监控量测频率44.5监控量测控制基准55监控量测人员与设备55.1监控量测人员55.2监控量测设备56监控量测数据分析与应用66.1数据分析主要内容66.2数据分析主要方法66.3数据处理分析要求66.4变形管理等级67质量保证措施78安全保证措施89工程计量91工程概况1.1工

2、程概述民治水电站位于四川省雅安地区宝兴县境内东河上，为宝兴河梯级开发的第二级。坝址位于宝兴县蜂桶寨乡上游约7km石门坎附近，厂址位于宝兴县蜂桶寨乡下游约1km的邓池沟附近，与宝兴县城相距约23km。工程区有宝兴小金省道公路通过，对外交通方便。电站为引水式，其开发任务主要为发电，无灌溉、防洪、漂木等综合利用要求。电站共装机3台，单机容量35MW，总装机容量为105MW。本工程为民治水电站引水隧洞工程MZ/CII标，施工范围为隧2+000.00隧7+000.00，设2个施工支洞，分别为2#、3#施工支洞，2#支洞承担引水隧洞隧2+000.00m隧5+150.00m段所有施工任务，3#支洞承担引水隧

3、洞隧5+150.00m隧7+000.00m段所有施工任务。隧道开挖断面为马蹄形，V类围岩开挖后净高7m，底宽5.01m，最宽处宽度6.9m。1.2工程地质3#主洞上游围岩岩性为千枚岩，围岩属于软岩类，呈极薄层状或粉状。受断层破碎带及结构面不利组合影响，存在塌方、掉块、楔形失稳等问题，稳定性极差，属类围岩。2事件描述3#主洞上游进入V类围岩段开挖施工以来，分别在隧5+995、隧5+977、隧5+967、隧5+954.7、隧5+933.5段发生较大地质塌方事故，造成本工程安全、质量、工期、经济受到严重影响。2014年4月24日，3#洞上游隧5+9455+740段，多处边墙出现变形，混凝土出现不同程

4、度的裂缝，业主、监理工程师要求我部对该段进行处理，我部采取增加锚杆和复喷混凝土的方式，对局部段进行了加固处理；5月3日，我部在进行隧道安全检查时，发现多段钢支撑拱部拱顶位置出现挤压、揉皱变形，变形后，拱架多呈现出倒“”型，5月4日，将该情况汇报至监理、设计、业主。3编制依据及范围3.1编制依据1）水电水利工程锚喷支护施工规范DL/T 5184-20032）锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-20013）铁路隧道监控量测技术规程 TB 10121 一20074）民治水电站引水隧洞MZ/CII标工程施工图5）业主、监理工程师相关要求6）本标段施工组织设计7）类似工程的施工经验3.2编制范围适

5、用于3#主洞上游类围岩洞段围岩监控量测的实施。4监控量测项目及方法4.1监控量测时间安排围岩监控量测工作必须确保掌子面正常施工的同时，选择空气条件好、施工运输车辆少的工序时段下进行，拟计划每个循环的开挖和钢支撑制安时段进行该项工作。4.2监控量测施工工艺详见工艺流程图4.3监控量测方法变形监控量测拱顶沉降和边墙收敛采用全站仪进行测量，测点采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标附在预埋件上，量测方法包括自由设站和固定设站两种。拱顶沉降测点和边墙收敛测点应布置在同一里程断面上。监控量测断面为每5m一个，当发生涌水时，还需适当加密。各断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证

6、。 监控量测施工工艺流程图否监 控 量 测施工是否完成是是分析、研究地质勘测资料制定监控量测实施方案施 工开挖工作面状态评价监控量测数据处理修改支护参数结 束束否稳定性判断监控量测点布置示意图测点采用冲击钻打孔，填塞锚固剂后插入预埋件，预埋件上粘贴反射器。4.4监控量测频率拱顶下沉量测与水平收敛相对变化采用相同的量测频率，各项量测项目的量测频率应根据测点距开挖面距离及位移速度分别按下表确定，一般按距开挖面距离确定监测频率；当围岩较差，不稳定时，按监测点位移速率确定监测频率。按距开挖面距离确定的监控量测频率量测断面距开挖面距离（m）量测频率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23

7、d5b 1次/7d注：b隧道开挖宽度。按位移速率确定的监控量测频率位移速率（mm/d）量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d4.5监控量测控制基准1）周边允许相对位移值（%）周边允许相对位移值（%）允许相对位移值围岩级别埋深h（m）h5050<h300300 <h0.200.500.402.001.803.00注：本隧道上游为软岩，位移值可取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 拱脚水平相对净空变化指两侧拱脚测点间净空水平变化值与其开挖宽度之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值与原拱顶至隧底高度减去隧道下沉值之比。2）

8、测点距开挖面距离的控制基准位移控制基准类 别距开挖面1b（U1b）距开挖面2b（U2b）距开挖面较远允许值65%U090%U0100%U0注:b为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。5监控量测人员与设备5.1监控量测人员为了确保围岩监控量测工作系统开展，且独立不受干扰，成立由总工程师直接领导的围岩监控量测小组，组员由两名测量工程师组成，负责量测工作的内外业全部工作。5.2监控量测设备为满足本项目隧道工程监控量测需要，保证测量精度，拟投入一台拓普康ES101全站仪，其主要参数如下表。拓普康ES101全站仪技术指标1放大倍率/分辨率30×2.52最小显示0.5/13测角精度14激光输出等

9、级五棱镜：3R级，棱镜/反射片1级6监控量测数据分析与应用6.1数据分析主要内容监控量测数据分析主要内容包括：根据量测值绘制时态曲线；选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。6.2数据分析主要方法监控量测数据分析处理主要采用回归分析法，拟采用专用软件分析。6.3数据处理分析要求1）施工时应按时准确的进行现场监控测量，在对量测数据进行分析处理与必要的计算后，给出曲线，根据所绘曲线的变化情况与趋势，判定围岩的稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，为修正和确定隧道初期支护参数、二次衬砌施工时间提供参考依据

10、。2）对初期的时态曲线进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度，建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制。3）当数据出现异常时，及时分析原因，拟定支护加固措施，并当天报告建设、设计、监理单位，以便及时制定针对施工方案。4）当隧道喷射混凝土出现大量的明显裂缝或隧道支护表面任何实测收敛值已达到极限相对位移值的70%，且收敛速度无明显下降时，应及时根据实测值由回归方程推算最终的位移值，若最终位移值接近或超过允许相对位移值时，应及时采取补强初期支护的措施，并改变施工方法。6.4变形管理等级监控量测实施三级管理，三级管理可通过极限位移值、位移速度、位移速度变化率综合考虑，一旦达到级管理状态，应立即

11、停止掌子面掘进，及时分析原因，采取处理措施，确保施工安全。1）通过极限位移值管理主要根据测点的累计位移值U、测点距开挖面的距离来判定，如下表所示。表6-1 位移管理等级等级管理距开挖面1b距开挖面2b采取措施UU1b/3UU2b/3可减少监测频率，继续施工U1b/3U2U1b/3U2b/3U2U2b/3加强监测频率，加强支护措施U2U1b/3U2U2b/3加强监测频率，暂停掘进施工注：U为实测位移值2）通过位移速度管理级：净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。可正常施工。级：净空变化速度在0.2mm/d1.0mm/d之间，应加强监控量测频率。加强支

12、护措施。级：净空变速度持续大于1.0mm/d（或位移累计达到100mm）时，围岩处于急剧变形状态。应立即停止掘进施工，分析原因，采取处理措施。3）通过位移速度变化率来管理级：当围岩位移速速度不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；级：当围岩位移速度保持不变时（du2/d2t0），围岩不稳定，应加强支护；级：当围岩位移速度不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。7质量保证措施1）成立监控量测质量管理小组，在施工过程中将监控量测纳入正常施工工序组织管理。2）量测仪器设备在使用前和使用过程中必须进行定期的检查、校对和率定。3）初读数应在开挖支护后12h

13、内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，应完成初期变形值的读数。4）测点第一次应安设在距离开挖掌子面0.52m范围内，且不大于一个循环进尺，并细心保护，不受下一循环爆破的破坏。5）测点应在喷砼后打孔预埋，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，并保证测点打入围岩，不得将测点焊接在钢架上。6）监控量测数据必须按照规定的频率连续、不间断采集。为提高观测数据的准确性，减少误差，监测务必做到四固定：固定观测与录入人员、固定监测仪器、固定测量方式与线路、固定测量水准基点和工作基点，使监测工作在基本相同的情况下完成。7）监控量测时与录入人员应有高度的责任感，实事求是开展工作，严禁弄虚作假，确保数据的真实性。 8）对监控量测的数据要按“四及时”的原则进行分析和处理，即 “观测数据及时录入、监测及时预分析、对异常数据应及时查找原因、对异常监测点及时复测”。8安全保证措施1）监控量测人员必须经过隧道施工安全教育培训，掌握安全操作技术和安全生产基本知识。进洞前必须正确佩戴安全帽等劳动保护用品。2）监控量测实施时配备安全员，在量测过程中设有安全岗，协调指挥洞内车辆运输交通。3