整理11变形量测作业指导书

1、新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段第IV标段变形最测作业指导书编制人：审核人：技术负责人：单位负责人：中铁五局武广客运专线 XXTJIV标工程经理部工程部二00六年十月 湖南郴州1、适用范围-2 -2 .监控量测工程-2 -2 . 1必测工程-2 -2 . 2选测工程-3 -3.量测断面的间距和量测频率 -3 -3. 1洞内、外观察-3 -3.2隧道周边位移量测 -4 -3. 3地表下沉量测 -5 -4 .量测的治理及人员、仪器配备 -6 -4. 1量测的治理-6 -4 . 2量测人员、仪器的配备-6 -5 .测点的埋设-8 -6.量测的方法及数据的处理 -9 -6. 1水平相对净空变化

2、量测 -9 -6. 2拱顶下沉量测-12 -6. 3地表下沉量测 -13 -变形量测作业指导书1、适用范围“新奥法的最大特点是采用与围岩密贴喷混凝土、锚杆、钢筋网等 并积极利用围岩本身的支承水平来到达衬砌结构的稳定.监控量测工作是 采用新奥法设计、施工的隧道在监视隧道围岩稳定性过程中必不可少的重 要施工程序,它为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据,是保证 施工及结构运营平安、指导施工程序、便利施工治理的重要手段.2. 监控量测工程隧道监控量测的工程应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定. 量侧工程分为必测工程和选测工程 两大类.本标段主要监控量测工程有：2. 1必测工程必测工程是在采

3、用锚喷构筑法施工时必须作为一道工序进行的工程, 它包括:(1) 洞内外观察；(2) 水平相对净空变化值的量测；(3) 拱顶下沉量测.2 . 2选测工程选测工程是根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件有选择地 进行的工程,它包括：(1) 地表下沉量测；(2) 围岩内部变形量测；(3) 锚杆轴力量测；(4) 围岩压力量测；(5) 支护、衬砌应力量测；(6) 钢架内力及所承受的荷载量测；(7) 围岩弹性波速度测试.3. 量测断面的间距和量测频率3. 1洞内、外观察洞内、外观察是直接利用肉眼对隧道内外围岩及其支护、衬砌结构变 化进行观察,以了解围岩稳定状况,对隧道施工其指导性作用.3. 1 . 1

4、洞内观察洞内观察分开挖工作面观察和已施工段观察两局部(1)开挖工作面观察开挖工作面观察在 每次开挖后进行,观察内容包括围岩 围岩等级变化、 节理发育程度、岩层及裂隙走向、地下渗水 情况等.每次观察后必须及时 绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段 围岩级别判定卡见附表1,对于易引起坍塌的岩块及时进行锚杆支护或 喷射混凝土封闭.2已施工段观察对已施工段的观察每天进行至少一次,主要观察内容为：喷射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌的工作状态,并作好详细的记录.3.1.2洞外观察洞外观察应每天进行一次,观察重点在洞口段和洞身浅埋段,其观察 内容为：地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳

5、定状态、地表水渗透情况 等.3.2隧道周边位移量测隧道周边位移量测包括水平净空变化值量测和拱顶下沉量测,在同一 断面内进行.其量测断面的间距应根据 围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深 度等确定具体见下表.量测频率具体见下表根据变形速度和距开挖 面距离较高的一个频率选取.当围岩到达根本稳定后,在以1次/7d的量测 频率量测23周后可结束量测；假设位移长期没有收敛趋势,应当适当延长 量测时间,直到位移速率小于 0.5mm/d时方可结束量测.拱顶下沉及周边收敛量测问距表围岩级别量测断面间距mV 浅埋10 15V 深埋20 30IV 浅埋10 15IV 深埋20 30m40 50n50 100拱顶下沉及周

6、边收敛量测问距表变形速度mm/d量测断面距开挖面距离m量测频率艺(0 1)B12次/天15(1 2)B1次/天0.5 1(1 2)B1次/2天0.2 0.5(2 5)B1次/2天< 0.2> 5B1次/周3. 3地表下沉量测地表下沉量测根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采 用的开挖方式等因素确定是否进行.其测点应布设在隧道中线上,且与测 点在同一断面上.其量测的间距按下表布置,量测频率与周边位移量频率 相同.当需要进行横断面方向地表下沉量测时,其同一断面取 711个测 点,测点间距取2 5m.地表下沉量测在开挖工作面前方 H+h (隧道埋置 深度+隧道高度)处开始,直至

7、衬砌结构封闭、下沉根本停止为止.地表下沉量测断面间距表埋置深度量测断面间距(m)H>2B20 50B<H<2B10 20H<B104. 量测的治理及人员、仪器配备4 . 1量测的治理本标段成立监控量测小组负责管段内隧道的监控量测工作.现场测点 的埋设和保护工作由各隧道所属的工班负责.量测工作由监控量测组长负 责,各隧道技术员配合.每次量测结果要记录详细,并及时将量测数据进 行处理、分析,以及时指导施工生产.4 . 2量测人员、仪器的配备监控量测所需人员、仪器配置如下：监控量测小组人员配置表工作人员人数工作责任测量3量测数据的现场采集数据1量测数据的处理、分析监控量测必测

8、工程表丁与监测工程测试方法和仪表测试精度备注1拱顶下沉水准测量法,水准仪、钢尺1mm2地表卜沉水准测量法,水准仪、塔尺1mm浅埋必测H04b3净空变化净空变化测定仪,收敛计0.01mm监控量测选测工程表丁与监测工程测试方法和仪表测试精度备注1围岩压力压力盒0.001MPa2二衬接触压力压力盒0.001MPa3钢架受力钢筋计0. 1MPa4喷混凝土受力混凝土应变计10 35锚杆杆体应力钢筋计0. 1MPa监控量测工程仪器配备表丁与监测工程测试方法和仪表测试精度备注1洞内观察地质罗盘等2拱顶下沉水准仪、钢尺1mm3净空变化球式收敛计0.01mm4地表卜沉水准仪、塔尺1mm5围岩内部变形移动式多点位

9、移计0.1mm6锚杆轴应力钢筋计0.1MPa7围岩压力压力盒0.001MPa8支护、衬砌应力混凝土应变计0.1MPa9钢架内应力及其所承受荷载钢筋计、支柱压力计0.1MPa10围岩弹性波速度声波仪及其配套探头5. 测点的埋设测点的埋设根据开挖方式、地质条件、量测断面所在位置及隧道埋深 等条件综合确定.假设地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时应同时量测拱 腰下沉及基底隆起量.测点应安装在距开挖工作面12m以内,且在开挖后12小时最迟不超过24小时内完成,并在下一循环开挖前测取初次 读数.测点主要布设方式如下：中壁交叉匚切法测点布置示意图台阶法测点布置示意图中壁CD法测点布置示意图双侧壁导坑法测点布

10、置示意图6. 量测的方法及数据的处理 6. 1水平相对净空变化量测6.1.1水平相对净空变化量测方法水平相对净空变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋 设,然后进行仪器的安装如以下图所示.球皎式收敛计安装示意图1-百分表；2-百分表支架、3-1#钗：4-弹簧秤：5-滑管： 6-K; J挂钩；日-连接环；9-连接销；10渺浆* 11 -预埋件当仪器安装完成后,利用弹簧秤、钢丝绳、滑管给钢尺施加固定的水平张力弹簧秤拉力90N ,并在百分表读得初始数值 X0 ；因第一次量测的初始读数是关键性读数,应反复测读；当连续量测 3次的误差R<0.18mmR值根据收敛计不同而异时才能继续爆破掘进

11、作业.用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻的Xi值,那么t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差：Ut=L0-Lt+Xti-Xto式中：Lo初读数时所用尺孔刻度值；Ltt时刻时所用尺孔刻度值；Xti t时刻时经温度修正后的百分表读数值,Xti= Xt+ tXto 初读数时经温度修正后的百分表读数值,Xt0= Xo+ 扣Xt t时刻量测时百分表读数值；X0初始时刻百分表读数值；£ 温度修正值,t= o(T0-T)L a钢尺线膨胀系数；T0鉴定钢尺的标准温度,T0=20 C ;T每次测量时的平均气温；L钢尺长度.6. 1. 2水平相对净空变化量测数据的处理每次测量时要做好详细的量测记录

12、,记录内容包括日期、时间、里程 编号、环境温度、量测数据等,并及时根据现场测量数据绘制时态曲线和 空间关系曲线.当位移时间曲线趋于平缓时,及时进行量测数据的回归分 析,以推求最终位移和掌握位移变化的规律.目前,常采用的回归函数有:对数函数U=A+Blnt+1U=AlnB to指数函数U=Ae-B/tU=Ae -Bto-e-BT双曲函数U=A-2 -一21 Bt01 BT式中：U一变形值mm;A、B一回归系数；t量测时间d;to一测点初读数时距开挖时的时间d;T一量测时距开挖时的时间d.6. 1. 3围岩稳定性的判别围岩稳定性的判别应按以下指标进行:(1) 变形治理等级指导施工:变形治理等级表治

13、理等级治理位移(mm)施工状态mU < U0/3RJ止常施工nU0/3 印 4U0/3应增强支护iU> 2U0/3应米取特殊举措注：U一实测位移值；U0最大允许位移值.(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,应增强 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 ,围岩根本到达稳定.在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用监控量测分析 判别.(3) 根据位移时态曲线的形态判别：当围岩位移速率不断下降时(du2/d2tv0),围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时(du2/d

14、2t=0),围岩不稳定,应增强支护；当围岩位移速率不断上升时(du2/d2tv 0),围岩进入危险状态,必须 立即停止掘进,加支护强.6. 2拱顶下沉量测6. 2 . 1拱顶下沉量测方法拱顶下沉量测采用水准测量法进行,后视点可设在稳定衬砌上,用水 平仪进行观测(如以下图所示).将拱顶初始相对高差与t时刻相对高差相减 变得拱顶下沉量,即：Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q 0-Q)+(P0-P).假设Ut为正值, 那么表示拱顶下沉；假设Ut为负值,那么表示拱顶向上位移.拱顶下沉观测示意图Qi6. 2 . 2拱顶下沉量测数据的处理拱顶下沉量测数据的处理方法同水平相对净空变化量测.6. 2 . 3围岩稳定性的判别拱顶围岩下沉稳定性的判别同水平相对净空变化的判别.6. 3地表下沉量测地表下沉的量测仍采用水准测量方式,量测仪器为水平仪、塔尺,测 点布置形式如以下图所示.量测方法及数据处理、分析方法同隧道周边位移量测诚表 '沉测量泡J点布宣示瘩圈附表1围岩级别判定卡工程名称位置里程评定距洞口距离m岩性指标岩石类型名称黏聚力c=MPa ;忡极硬岩 硬岩 中硬岩 较软岩 软岩极 软岩单轴抗压极限强度Rc=MPa点荷载强度Ix=MPa变形模量E=MPa泊松比v=天然重度丫=Kn/m3其它岩体完整状态地质构造影响程度稍微较重严重极严重完整较完整地质结构面间距m>1.50.61.