监控量测施工方案设计

1、隧道监控量测专项施工方案1编制依据根据隧道的围岩条件、支护类型和参数、施工方法以及所确定的量测目的进行编制。执行规范如下：（1）铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）（2）铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）（3） 高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设【2010】241号）（4） 高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）（5） 新建铁路成都至兰州线施工图安县隧道设计图（成兰施隧-01）（6） 新建铁路成都至兰州线施工图柿子园隧道设计图（成兰施隧-02）（7） 新建铁路成都至兰州线参考图隧道施工工法及辅助措施（成兰隧 参（11）19）2工程概况安县隧

2、道位于安县-高川区间，为双线隧道，单洞合修。进口里程D2K73+335出口里程D2K76+350全长3015m隧道洞身位于半径为 3504.525的右偏曲线上，进出口均位于直线上，线路纵坡为17.8 %。的单面上坡，内轨顶面高程为674.101727.768。隧道进口接路基工程，出 口紧邻睢水河双线大桥，隧道最大埋深 320m柿子园隧道位于安县-高川区间，为双线隧道，高川车站伸入隧道出 口端；进口 D2K76+696D3K87+35段 10654m为单洞合修隧道，其余段为 双洞分修隧道。除进出口均位于直线上外，隧道洞身有2处左偏曲线和2 处右偏曲线，线路纵坡为17.8 %。及6%。的单面上坡。

3、进口里程D2K76+696 左线出口里程D2K90+765右线出口里程YD2K90+758单双线分修起点里 程 D3K87+300二YD3K87+345.59隧道左线全长 14069m 分修段右线全长3412.41m。轨面高程为 733.927980.048m。本标段施工里程D2K76+696D3K85+560共 8864m 单洞合修。3量测目的（1）为了掌握隧道施工中围岩和支护的力学动态信息及稳定程度并及时反馈，以指导施工作业，保证施工安全。（2）经量测数据的分析处理与必要的计算判断后，进行预测和反馈，及时修改支护系统设计，以保证施工安全和隧道稳定。4作业准备4.1内业技术准备编制监控量测作

4、业指导书后，应在开工前组织技术人员认真学习实施 性施工组织设计，阅读施工图纸，熟悉监控量测规范和技术标准。制定监 控量测实施细则。对量测人员进行技术交底，进行上岗前技术培训，熟悉 量测方法和技术。4.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。配置监控量测所需要的仪器、设备，满足监控量测人员工作需要。5技术要求5.1 操作人员要熟练掌握收敛仪、水准仪的使用。5.2 操作人员要熟练对测量数据进行分析，得出结论，及时指导现场施 工。6施工程序与工艺流程施工程序为：埋设监控量测点-进行量测并记录数据-对数据进行分 析t指导施工图1监控量测流程图7监控量测方案7.1监控量测布点方法皿级围岩

5、开挖完后直接在围岩岩面打眼，埋设监控量测点；W级围岩无钢架地段，开挖后在围岩岩面打眼埋设监控量测点；W、V级围岩有钢架地段，开挖完成后，在岩体中预埋 16倒三角 钢筋。7.2监控量测项目隧道分为普通段落，洞口段、浅埋段，断层、岩溶发育段，大变形段，根据不同段落的特点，监控量测项目及测点布置方式如下： 普通段落监控量测必测项目为洞内外观察，拱顶下沉，净空变化。 洞口浅埋段监控量测必测项目为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表沉降、爆破振动（当隧道上方有重要建筑物或地下管线时）。 岩溶、断层发育地段、向斜核部监控量测必测项目为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、围岩压力、 水量、水压力。 大变形段落监

6、控量测必测项目为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、围岩压力、 水量、水压力、钢架内力、二次衬砌内力、初期支护与二次衬砌间接触压 力、隧底隆起、纵向位移、地应力。 活动断裂段落监控量测必测项目为洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、围岩压力、二次衬砌内力、纵向位移、地应力根据需要，增加一些必要的选测项目 指导施工，如锚杆轴力、孑L隙水压力等。表i监控量测必测项目表序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘，数码相机/2净空变化隧道净空变化测定仪（收敛仪）、全站0.01mm3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、铟钢尺1mm4地表卜沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm浅埋段5爆破振动

7、振动传感器、记录仪量测。必要时6围岩压力压力盒量测7初期支护与二 次衬砌之间的 接触压力压力盒量测8水量、水压力三角堰、流量计、水压计量测9隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪测定10纵向位移多点位移计、全站仪测定11地应力应变计测定12钢架内力钢筋计、应变计测定7.3监控量测方法现场监控量测应根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，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。731洞内外观察 洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察：开挖工作面观察 应在每次开挖后进行，内容包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙 发育程度和方向、有无松散坍塌、有无

8、剥落掉块现象、有无渗漏水、工作 面稳定状态、围岩变形等；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描及数码 成像图，填写工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。 对已施工段观察每天至少一次，应记录初期支护状态，包括喷层 是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢架是否变形及二次衬砌效果等。洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，记录地表沉陷、开裂、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。在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应 及时通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不断观测。观察手段：现场观察、数码相机、罗盘仪。732拱顶下沉、净空变化收敛量测拱顶下沉及净

9、空变化收敛量测布置在同一断面。表2必测项目量测断面间距和每断面测点数量围岩级别断面间距（m每断面测点数量净空变化拱顶下沉V5-10采用台阶法开挖时，每台 阶布置一条水平测线，在拱腰 和边墙部位各设一条水平测 线。全断面开挖时，布置一条 水平测线。原则上布设在拱 顶轴线附近1 个，隧道跨度较 大时，在拱部增 设测点。IV10-3030-50拱顶下沉量测测点布置在拱顶，使用仪器：精密水平仪，铟钢塔尺净空量测以量测初期支护上各点的相对位移为目的，采用收敛仪通过水平或斜向收敛量测，量测隧道净空相对位移。净空量测在隧道最大跨处 及以上3m处，左右两侧对称布置4个测点。净空变化、拱顶下沉量测在 每次开挖1

10、2h内取得初读数，最迟不得大于24h,且在下一循环开挖前必 须完成。拱顶下沉及水平收敛变形量测点布置图（见下图）：啊1m i 约内轨顶面_1全断面法测点布置示意图台阶法测点布置示意图图2测点布置示意图浅埋地段地表沉降量测洞口段开挖前，在洞顶浅埋地段纵向沿隧道走向埋设混凝土桩及水平基准点，其断面布置与洞内拱顶下沉、 净空水平收敛断面布置一致，每个 地表下沉量测断面上测点横向间距为 25m隧道中线处适当加密。横向 布点埋设砼桩（见下图），横断面点应充分结合实地地形。隧道开挖时及 时根据量测数据绘制地表下沉位移-时间的关系曲线， 绘制地表下沉位移 值-距开挖面距离的关系曲线，地表沉降量测用精密水准仪

11、观测。注：H0为隧道埋置深度，B为隧道开挖宽度量测断面间距：2Bv H（X 2.5B，间距 20-50m,Bv H 2B,间距 10-20m,HOv B,间距 10m（HO为隧道埋深，隧道B为开挖宽度）量测范围：不小于H+B地表有控制性建筑物时，量测范围适当加宽。量测点间距：2-5m,隧道中线附近测点适当加密。量测仪器：水准尺、铟钢尺或全站仪。734爆破振动观测在结构物或地表布置传感器，爆破时通过记录仪监测振动数据。围岩压力、二次衬砌与初期支护之间的接触压力采用能经受支撑屈服强度的压力盒观测。将压力盒布置在初期支护与 围岩、二次衬砌与初期支护之间的部位。量测围岩压力的主要为压力盒及 频率计。初

12、期测试频率和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不 大时，可降低量测频率，直到无变化为止。测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认 测点是否松动或认为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三 次；三次读数相差不大时，取算数平均值作为观测值，若读数相差过大则 应先检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按隧道 施工监控量测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记 录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量 测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施

13、工 负责人，以便米取相应的处理措施。测试完毕后检测仪器、仪表，做好养 护、保管工作。736水量、水压力观测用三角堰、流量计、水压计量测。隧底隆起用水准仪、铟钢尺或全站仪测定。738纵向位移用多点位移计、全站仪测定。739地应力用应变计测定。钢架内力用应变计、钢筋计测定。7.4量测频率、位移控制基准表3 拱顶下沉及周边收敛量测频率表序号变形速度(mm/d量测断面距开挖面距离(m量测频率1 5（0 1） B2次/天215（1 2） B1次/天30.5 1（25） B1次/23天40.2 0.5/1次/3天5V 0.2 5B1次/7天说明B表示隧道开挖宽度表4 位移控制基准序号距开挖面1B ( U1

14、B距开挖面2B (U1B距开挖面较远165%90% U。100% UL注B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值7.5结束标准根据收敛速度判别。一般地段，收敛速度5mm/c时，围岩处于急剧变 化状态，加强初期支护系统；收敛速度0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。浅埋地段和断层带，除满足上述要求外，必要时加强初期支护强度和 刚度，严格控制过大变形。各量测项目在持续变形基本稳定 2周后结束，软弱围岩大变形地段位 移长时间不能稳定时，延长量测时间。7.6量测数据的处理与应用图形绘制根据现场量测数据绘制水平相对净空变化时态曲线，拱项下沉时态曲 线,净空水平收敛、拱顶下沉收敛、拱顶下沉与距开挖工作面的关系

15、图等。762位移变形管理根据量测结果及铁道隧道监控量测技术规范的规定，可根据下表 中变形管理等级措导施工。表5变形管理等级管理等级距开挖断面1B距开挖断面2B施工状态出U Uib/3U U2e/3可正常施工nUib/3 w U Ub2/3Ub/3 w U U ib2/3U U 2B2/3暂停施工，采取特殊措施 后方可施工注:U实测位移值；U1B，U,2B 位移控制基准763 根据位移变化速度判别围岩稳定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。水平收敛(拱脚附近)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。在浅埋地段和挤压性

16、围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。764 根据位移时态曲线的形态来判别围岩稳定当围岩位移速率不断下降时(du2/d 2t v 0),围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0 )，围岩不稳定，应加强支 护；当围岩位移速率不断上升时(du2/d 2t 0),围岩进入危险状态，必 须立即停止掘进，加强支护。围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合 围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较， 及时绘制各种变形或应力时间关系曲线，预测变

17、形发展趋向及围岩和隧 道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动 态施工。目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。具体方法如下：(1) 将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下 沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，见下图。图4位移u-时间t的关系曲线图(2) 若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护 已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。(3) 当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理 或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律

18、。(4) 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬 砌的施作。7.7监控量测与信息反馈程序监控量测与信息反馈程序如图所示:图5 监控量测与信息反馈程序图7.8监控量测注意事项 为取得开挖后围岩早期状态变化数据，各项测点应尽量靠近开挖 面布置（不大于2m ,在爆破后24h内或下次爆破前，读取初次读数。 水平净空收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中设在一 个断面，以便量测成果的协调分析、综合运用。 采用台阶法开挖时，当下半断面开挖靠近上半量测断面时，量测频率应适当增加。8资源配置8.1劳动力组织方式采用架子队组织模式。8.2人员配置施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人

19、员组合、工期要求进行合理配置。每个作业工点人员配备表负责人1人技术主管1人测量工3人8.3设备机具配置主要测量设备配置表编号名称测试精度主要特点1JSS30A型数显收敛仪0.01 mm可靠、方便、精度高2DS3200水 准仪1mm可靠、方便、稳定350米钢卷尺1mm可靠、方便、稳定9监控量测质量及安全保证措施9.1质量保证措施(1) 将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重 要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。 各施工单位应由工 程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并 将其纳入工程的施工进度控

20、制计划。（3）施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、 围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。（4）积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指 导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据 记录，工程完成后，根据监测资料整理出监测分析总报告纳入竣工资料中。（5）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器 专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前 均经过检校，合格后方可使用。（6）测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及时进行 资料整理及信息反馈。9.2安全监测预报采用地质超前和工程类比相结合的方法，

21、对各项数据资料进行综合对 比分析，从而对工程的不同位置的稳定性进行分区分类，如分为稳定、基本稳定、暂时稳定、不稳定、危险等。9.3安全监测反馈反馈优化设计根据观察和监控量测结果，调整修改支护参数，使之符合工程实际。反馈指导施工 在安全预警和安全警戒阶段，根据监控量测数据和观察资料，对 施工项目、支护参数及工序进行调整修改。 正常监控阶段对施工设计方案进行优化调整，减少支护，提高工 效，简化施工工艺和施工方法，变更简化支护参数等。 地表及周围（构）建筑物的安全监控及防护措施反馈，确保地表 （构）建筑物安全。9.4安全保证措施（1）监控量测时观察洞内及掌子面安全状况，确认安全时，采集数据。（2）安

22、全员陪同监测人员采集数据。目录1编制依据 -1-2工程概况 -1-3量测目的 -2-4作业准备 -2-5技术要求 -2-6施工程序与工艺流程 -3-7监控量测方案 -3-7.1监控量测布点方法-4-7.2监控量测项目-4 -7.3监控量测方法-5 -洞内外观察 -6 -拱顶下沉、净空变化收敛量测 -6 -浅埋地段地表沉降量测 -7 -7.4量测频率、位移控制基准 -10 -7.5结束标准-10 -7.6量测数据的处理与应用 -10 -7.7监控量测与信息反馈程序-13 -7.8监控量测注意事项-13 -8资源配置 -14 -8.1劳动力组织方式 -14 -8.2人员配置-14 -8.3设备机具配置 -14-9监控量测质量及安全保证措施 -14 -9.1质量保证措施 -14-9.2安全监测预报 -15-9.3安全监测反馈-15-9.4安全保证措施 -16-附表A开挖工作面地质状况记录表附表B隧道净空变化量测记录表附表C隧道净空变化量测记录表表A开挖工作面地质状况记录表编号：XX隧道开挖工作面里程埋深地层 岩性围岩 级别设计饱和极限抗极硬岩硬岩较软岩软岩极软岩取样编号试验 编号实际 施工压强度甩（MPa） 6030601530515v 5开挖 工作 面上 围岩 岩体 结构 特征层 理产状单层厚度（m）层面 特征与隧轴夹角