隧道监控量测专项施工方案

1、隧道进洞专项施工方案制:核:总工程师:合同段项目经理部二O一六年八月工程概况2.12.22.32.43.13.23.3隧道工程基本情况监控量测目的、依据及内容监控量测目的监控量测依据监控量测内容监测频率和控制标准监控量测实施方案地表下沉观测拱顶下沉测点和净空变化测点净空变化量测3.3.1测点布置要求四、监控量测基准10104.1监控量测控制标准10五、监控量测仪器及精度要求125.1监控量测仪器125.2监控量测精度要求12八、监控量测人员及监控量测方法126.1监控量测人员126.2监控量测方法136.2.1洞内、外观察136.2.2变形监控量测13七、隧道监测数据分析与反馈15八、应对突发

2、事件的处理机制172隧道监控量测专项施工方案工程概况1.1隧道工程基本情况共有三座隧道，分别为1号隧道，2号隧道，3号隧道。1号隧道位于山咀电站 东南侧，进出口为小净距中长隧道，拟建隧道呈直接线展布，隧道进口轴线方向约250°,隧道出口轴线方向约 249°左线隧道起讫桩号 ZK17+84ZK18+657总长810m隧道最大埋深约150.11m，位于ZK18+200处。右线隧道起讫桩号 K17+82K18+669总长837m，隧道最大埋深约153.16m，位于K18+220.00处。隧道左洞进 出口平曲线参数为：R-X，右洞进出口平曲线参数为：R- X。左洞纵坡为 -1.6%

3、(228)/-2%(609),右洞纵坡为-1.6%。进出口均为端墙式洞门，进出口为小净距 隧道。2号左线隧道起讫桩号ZK18+72(ZK20+772总长2052m，隧道最大埋深约 212.05m,位于ZK19+495处。右线隧道起讫桩号 K18+705K20+757,总长2052m,隧道最大埋深约21.46m，位于K19+480处。3号隧道位于金龙水电站西北侧，为小净距长隧道，左线隧道起讫桩号ZK20+8AZK22+006 总长 1174m,隧道最大埋深约 154.35m，位于 ZK21+470 处。 右线隧道起讫桩号K20+814- K22+054,总长1240m,隧道最大埋深约171.2m

4、 ,位 于K21+500处。3号隧道进口间距约为1.1m，出口间距为14.6m,进口为分离式, 出口为较小净距。本标段隧道区位于广东省北部，属丘陵地貌，地形起伏较大。隧道纵穿山体，植被较发育，多为林木、灌木，隧道范围内轴线通过地形高程介于417.05548.48米,最大高差约为153.74米。山体自然坡度9。52。洞口均处于山前斜坡地带，山坡处 于基本稳定状态。洞口附近均有狭窄山路通过，通行条件较差。山体自然坡度5 °52°,植被较发育。进、出口均处于山前斜坡地带，山坡处于基本稳定状。监控量测目的、依据及内容2.1监控量测目的本项目隧道地质构造及地层岩性复杂， 鉴于隧道地质

5、构造及地层岩性复杂，为了 保障隧道施工过程的安全，及时掌握围岩和支护的动态信息， 从而使在不良地质、突水、洞口浅埋等地段设置监控量测断面， 进行全面、系统的监控量测成为辅助施工的 必要手段。其主要目的为:掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用监控量测结果修改设计，指导施工;监控量测数据经分析处理与必要的计算判断后， 进行预测和反馈，以保证施工 安全和隧道稳定；预见事故和险情，以便及时采取措施，防范于未然;为确定隧道安全提供可靠的依据；积累资料，为以后的工程设计、施工提供经验。2.2监控量测依据本监测方案主要依据以下规范标准和文件编制:1、广东龙川至怀集公路TJ36标施工设计文件；2.3.工程测

6、量规范(GB50026-2007 ;公路隧道设计规范(JTG D70-2004);4.5.建筑变形测量规范(JGJ 8-2007);公路隧道施工技术规范(JTG F602009);6.7、公路隧道施工技术细则(JTG/T F60 2009);公路隧道施工安全技术规范(JTG F90-2015);建筑变形测量规范JGJ/T8-2007 ;9、国家或行业其它相关规范、强制性标准。8、2.3监控量测内容结合设计文件及规范要求，本标段隧道监控量测主要内容包括：洞内外观察、浅埋段地表沉降量测、拱顶下沉、周边收敛、爆破振动波速量测，并视实际情况,经与参建单位确定后，开展围岩压力量测、初期支护喷射混凝土应变

7、量测、钢架内力及所受的载荷量测、二次衬砌混凝土应变量测等内容的选测。 2.4监测频率和控制标准按照施工图文件和有关规范，各类监测的控制标准及频率见表 2-1。表2-1隧道监控量测频率设计总表项目项序号序项目名称布置断面数量测间隔时间115天16天1个月1个月3个月3个月以后必 测 项 目地质1和支护状态观察开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行必地表2下沉当 2BV Hk 2.5B时，纵向间距为2050 米；当Bk Hk 2B时， 纵向间距为1020米； 当H< B时，纵向间距为510米；开挖面距量测断面k 2B时，12次/天；开挖面距量测断面k 5B时，1次/2天；开挖面距量测断面>

8、; 5B时，1次/周；周边位3移、拱顶下 沉当为V级围岩时，断 面间距为510米；当为W 级围岩时，断面间距为 1030米；当为川级围岩 时，断面间距为3050米； n级围岩视具体情况确 定。12次/天1次/2天1次/周2次/月围岩压4力及两层间 支护压力典型断面12次/天1次/2天1次/周2次/月5钢拱架支撑内力典型断面喷射砼 缸力及二衬砼应力典型断面注：H表示埋置深度，B表示隧道开挖宽度。如遇到暴雨、支撑、支护工作状况异常等紧急情况以及监测成果出现异常时，要立刻加密观测，直至变形稳定为止。量测结果应按下列要求进行隧道稳定性综合判别:A、量测最大位移值不大于表2-2所列隧道周边允许相对位移值

9、的2/3,可认为初期支护达到基本稳定。B、表2-2隧道周边允许相对位移值(%围岩级别覆盖层厚度(m< 5050 300> 3000.1 0.30.2 0.50.4 1.2IV0.15 0.50.4 1.20.8 2.0V0.2 0.80.6 1.61.0 3.0B、位移变化速度，当拱脚水平相对净空变化速度大于 1020mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态：当变化速度小于 0.2mm/d时，可认为围岩达到基本稳定。C根据回归后位移时态曲线的形态，当围岩位移速度不断下降时表示围岩渔区稳定状态；当位移速度保持不变时表示围岩不稳定；当位移速度不断上升时表示围岩进入危险状态。D根据量测结果可

10、按下表所列变形管理等级指导施工。表2-3 变形管理等级管理等级管理位移施工状态U0< (1/3Un)可正常施工n(1/3Un)三 U(M(2/3U n)应加强支护IU0> (2/3Un)应采取特殊措施注：U0-实测变形值；Un允许变形值。 监控量测实施方案3.1地表下沉观测(1)目的对应隧洞施工影响可能引起地表沉降量、 沉降速度进行观测。通过量测了解地表下沉的范围、量值、地表及地中下沉随工作面推进的规律、 地表及地中下沉稳定的时(2)量测方法及量测频率根据开开挖断面、埋深及岩性情况，一般在V类IV类围岩中且覆盖层厚度小于40m的段落，应进行地表沉降观测。观测点间距 510m采用钻孔

11、钢筋混凝土埋设。如有建筑物，沉降观测点则应埋在基础上或墙脚； 地面沉降点尽可能埋入基岩中、 不易受到破坏、且通视条件较好的地方埋设基准点，基准点的埋设采用 8钢筋混凝土钻孔 灌注，埋入基岩的深度不小于0.3m,同时上设保护盖。每组基准点由23个基准点组成，各基准点之间的距离大于50m采用精密水准仪和铟钢尺进行量测，仪器精度为 0.1mm观测精度按二级变形测量的精度要求进行，即允许观测误差为±0.5mm开始量测前布置好测点和基准点，并测量测点及基准点联网的相对高程。 其测点布置为每550n一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每520n一个测点。观测间隔时间为开挖面距量

12、 测断面前后小于2倍隧道宽度时12次/d ;开挖面距量测断面前后小于5倍隧道宽度时1次/2d ;开挖面距量测断面前后大于5倍隧道宽度时1次/周。一般条件下，地表沉降测点应和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般情况下地表沉降观察点的纵向间距见表3-1地表沉降点纵向间距。本合同段地表观测断面埋设见表3-2 0表3-1洞口段及浅埋段地表下沉量测断面间距表隧道埋深H0(m)量测断面间距(m2.5B > Hb > 2B20 50Bv H)< 2B1020H0< B510注：H0为隧道埋深，助隧道开挖宽度表3-2地表沉降埋设断面隧道名 称左线右线进口出口进口出口断面桩号埋深(m断面

13、桩号埋深(m断面桩号埋深(m断面桩号埋深(m1#隧道K17+87510.043K18+62524.447K17+86017.690K18+64017.470K17+88517.526K18+63516.954K17+87024.060K18+65010.2902#隧道K18+725.221K20+74028.896K18+7204.410K20+72535.963K18+74215.872K20+75217.925K18+7306.330K20+73523.1603#隧道K20+8437.179K21+98013.754K20+84010.440K22+00523.044K21+85316.8

14、99K21+99010.614K20+85013.970K22+02511.264地表沉降测点横向间距为25m在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧7X量测范围不应小于H+B，地表有控制性建(构)筑物时，量测的范围应适当的加宽。其测点布置见图3-1、图3-2地表沉降点布置示意图。111i1< iH.1图3-1分离式隧道地表沉降点布置示意图i!ii9图3-2小净距隧道地表下沉量测布置点注：隧道开挖影响范围计算公式 D=B+2沐Tan(45° -©-2) D为开挖影响范围,B隧道开挖宽度，H开挖高度，©围岩内摩擦角。3.2拱顶下沉测点和净空变化测点(1)目的

15、拱顶下沉量测也属于位移量测，通过测量观测点与基准点的相对高差变化量得出拱顶下沉量和下沉速度，其量测数据是判断支护效果，指导施工工序，保证施工质量 和安全的最基本资料；拱顶下沉值主要用于确认围岩的稳定性，事先预报拱顶崩塌。(2)量测方法及量测频率拱顶下沉观测采用精密水准仪、铟钢尺及钢挂尺，测量观察点与基准点之间的高差，从而计算出拱顶下沉量，观测精度为(0.1mm)。拱顶下沉测点的布置原则上设置在拱顶轴线附近且应与周边位移收敛一致，位于同一断面上，其测点布置按表3-5的要求布置。表3-3拱顶下沉观测频率表测试断面布置量测间隔时间1 15d16c1月1月3月>3个月每550n一个断面，每断面3

16、个测点1 2 次/d1 次/d12 次/周13 次/月备注：当水平收敛位移速度为0.10.2mm/d时，可以认为围岩基本稳定，此时可以停止观测。注：实际布置断面见附表3.3净空变化量测(1)目的周边位移收敛监测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛值是最基本的量测数据,通过对围岩周边的水平净空收敛量及其速度进行观察，掌握围岩内部随时间变形的规律，从而判断围岩的稳定性和为确定二次支护的时间提供依据；保证结构总变形量在规定允许值之内，更好地用于指导施工。(2)量测方法及量测频率主要采用收敛计(收敛计测试精度为± 0.06mm),测点的纵向间距应视需要而定，或 在有代表性的地段选取若干个测试断

17、面。凡是地质条件差或重要工程，应从密布点，其测试频率如表3.2-1所示。围岩表位移观测点的埋设采用钢筋混凝土钻孔浇注而成，埋没深度不小于0.2m。测点在观测断面距离开挖面2.0m的范围内埋设，并在爆破后24小时内下一次爆破前测读初读数。其测线布置根据不同的施工方法和地质情况采用一条、二条、净空位移量测测线布置如表3-4和图3-5所示。初测收敛断面应尽可能靠近开挖面，距离宜为1.0米，收敛测桩应牢固地埋设在围岩表面，其深度不宜大于20cm;收敛测桩在安装埋设后应注意保护，避免因测桩损坏而影响观测数据的准确性。因收敛计是机械式仪器，为了减少观测时的人为误差，观测时应尽可能由固定人员和观测设备操作，

18、并测读三次取其平均值，以保证观测精度。表3-4净空收敛量测频率表'fiMFry/ -/ / / X n; / /亠厶才I / UhJh. IS匚 : J、.7.、二亠、IIII.XI -亠.1111!师揉:和 F="5*=*I2-5n I 2、爺沽丿.4测试断面布置量测间隔时间1 15d16c1月1月3月>3个月每550n一个断面，每断面23对测点1 2 次/d1 次Z2d12 次Z周13 次/月图3-3拱顶下沉及周边位移量测布置图F点为拱顶下沉量测点，其余为周边位移量测点，在 CD法开挖段，采用（a）图量测布置形式，在台阶开挖段，采用（b）图量测布置形式，在全断面开挖

19、地段，采用（c）图量测布置形式。331测点布置要求不同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。（可参照图参照图3-3布置）四、监控量测基准4.1监控量测控制标准4.1.1监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，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。表4-1双线隧道初期支护极限相对位移4.1.2隧道初期支护极限相对位移可参照表4-1 0围岩级别隧道埋深h（ mhW5050< h<300300< h<500拱脚水平相对净空变化（%n0.01-0.030.01-0.08rn0

20、.03-0.100.08-0.400.30-0.60IV0.10-0.300.20-0.800.70-1.20V0.20-0.500.40-2.001.80-3.00拱顶相对下沉（%n0.03-0.060.05-0.12rn0.03-0.060.04-0.150.12-0.30V0.06-0.100.08-0.400.30-0.80V0.08-0.160.14-1.100.80-1.40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

21、对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后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 1.1-1.2后采用。4.1.3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表 4-2要求确定。表4-2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，Uo为极限相对位移值。4.1.4根据位移控制基准，按表4-3分为三个管理等级。表4-3管理体系管理等级距开挖面1B距开挖面2BUv U1B/3U< U2B/3nU1B/3WUW2U1B/3U2B/3<U<2U

22、2B/3IU> 2U1B/3U> 2U2B/3注：U为实测位移值。4.1.5地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建(构)筑物的安全要求分别确定，取最小值。4.1.6采用分布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4.1.7个分部的相互影响。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。4.1.8一般情况，二次衬砌的施做应在满足下列要求进行:19(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%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做时间。五、监控量测仪器及精度要求5.1

23、监控量测仪器我项目部配置符合精度要求的全站仪（3台）和精密电子水准仪（3台）。其它仪器如收敛仪、普通水准仪、铟钢尺、刚挂尺等均满足监控量测需要。表5-1主要监控量测仪器序号名称型号数量单位1中纬 ZT30R 全站仪（出厂编号 2153374 2153373、2152696）3套2水准仪（出厂编号108505 108506、108507）3台3收敛仪JSS303套注：仪器鉴定证书见附页5.2监控量测精度要求监控量测的测试精度应满足设计要求。 拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧道隆起测试精度为0.51mm围岩内部位移测试精度为0-1mm八、监控量测人员及监控量测方法6.1监控量测人员现场监

24、控量测应由项目部现场测量负责组织实施。表6-1 监控量测主要人员及分工表序号姓名职务分工备注1测量工程师负责人负责指导与总体安排2测量工程师组长1#隧道监控量测3测量工程师组长2#滩隧道监控量测4测量工程师组长3#隧道监控量测5助理工程师组员负责协助组长6无组员负责协助组长7无组员负责协助组长注：人员资质证书见附页现场监控量测应根据本监控量测实施细则进行测点埋设，监控量测时测量人员需穿反光衣，仪器测站点、后视点需立反光锥，最好是停止洞内运输作业。日常量测和数据处理成图，及时反馈项目总工，以便指导施工，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。6.2监控量测方法621洞内、外观

25、察施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码 成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。初期支护状态的观察和裂隙描述，对直接判断围岩的稳定性和支护参数的检验是不可缺少的。应注意观测初期支护的变形以及渗水情况， 及时发现及时治理，避免 工程事故的发生。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建(构)筑物进行观察。实践证明，开挖工作面的地质素描和数码成像对于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件是十分重

26、要的，必要时进行物理力学实验，获得围岩的具体力学参数，为施工阶段围岩分级和科学的信息化施工提供有效的参考依据。在进行地质素描 及数码成像的时候，工作面应有良好的照明和通风条件，以保证地质素描及数码成像 的效果。6.2.2变形监控量测(1)变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。测点应埋设应符合本细则第五章相关规定的测线两端。采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。本细则要求初期支护有拱架必须焊接在拱架上，无拱架按照锚杆施工要求进行钻孔预埋，埋设的粘结力大于测量拉力的10倍且长度不少于30cm。采用全站仪量测时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶

27、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。（2 ）拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。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，测点及量测方法同（1）条。拱顶下沉量测同位移变化量测一样，都是隧道监控量测的必测项目，最能直接反映围岩和初期支护的工作状态。目前拱顶下沉量测大多数采用精密水准仪和铟钢挂尺等。拱顶下沉监控量测测点的埋设，一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩（为了保证量测精度，常常在左右各增加一个测点，即埋设 3个测点），吊挂铟钢挂尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。可用直径6mm钢筋弯成三角

28、形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。测点的大小要适中。过小测量时不易找到：过大，爆破易被破坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以 保证数据不中断。拱顶下沉量测示意图见图Z8«1下点/水准尺1水准点水准仪6-1。图6-1拱顶下沉测量示意图拱顶下沉量的确定比较简单，即通过测点不同时刻相对标高 h求出两次量差的差值h,即为该点的下沉值。读数时应该读三次，然后取其平均值。拱顶下沉量测也可以用全站仪进行非接触量测，特别对于断面高度比较高的隧 道，非接触量测更方便，其具体量测方法与三维位移量测方法类似。（3 ）地表下沉量测一般用精密水准仪和铟钢尺进行测量，量测结

29、果能反映浅埋隧道开挖过程中地表变形的全过程，其量测精度一般为±1mm。浅埋隧道地表下沉量测的重要性，随隧道埋深变浅而增大。地表下沉量测断面宜于洞内周边位移和拱顶下沉量测设置在同一截面，当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。在隧道纵向（隧道中线方向）至少25m。在h,求出必须设布置一个纵向断面。在横断面上至少应布置 11个测点，两测点的距离为 隧道中线附近测点应布置密一些，远离隧道中线应疏一些。地表下沉量测方法和拱顶下沉量测方法相似，即通过测点不同时刻标高两次量测的差值 h,即为该点的下沉值。需要注意的是，参考点（基准点）置在工程施工影响范围以外，以确保参考点，（基准点）

30、不下沉，并在工程开挖前对 每一个测点读取初始值。一般在距离开挖面前方H+h处（H为隧道埋深，h为隧道开挖高度）就应对相应测点进行超前监控测量，然后随着工程的进展按一定的频率进行监控量测。在读数时各项限差宜严格控制，每个测点读数误差不宜超过0.3mm,对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测时，对测点进行连续三次观测，三次高程之差应小于±1.0m m,取平均6-2。值作为初始值。当所测地层表面立尺比较困难时，可以在预埋的测点表面粘贴膜片式反射器作为测点靶标，然后用全站仪进行非接触量测。地表测量的重要性见表表6-2 地表沉降量测的重要性埋

31、深H重要性测量与否3BV H小不必要2BV HV 3B一般最好量测BV Hk 2B重要必须量测Hv B非常重要必须列为主要量测项目七、隧道监测数据分析与反馈1、对现场量测资料认真检查、审核和计算，每次量测结束后，在二小时内进行资料整理工作;2、及时将量测资料填入有关图表，以便了解量测数据的变化规律，便于各量测断面和相同与不相同量测手段之间的对比，验证;3、使用计算机量测处理系统进行资料分析，以及对资料，图形。4、监控量测数据分析生成有关图表如下:a拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制位移一时间曲线b .绘制每个地表沉降量测断面的累计沉降曲线。C求出位移一时间回归曲线，推算出最终位移值。棘(trim)d.绘制地表沉降、周边收敛、拱顶下沉各测点的位移速率与时间的关系曲线。e.必要时根据各级围岩量测数据进行反分析，推算围岩的弹性模量、泊松比、粘 聚力、内摩擦角等物理理学参数。5、通过分析数据，并将回归分析得出的变形值与允许变形值比较，从而确定下步施工采取的措施（见变形管理等级对策表）。V级围岩变形管理等级对策表管理等级管理位移施工状态Uo V 50mm可正常施工n50mm< Uo<