监控量测及断面检测作业指导书课件

18监控量测及断面检测作业指导书课件资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除PAGE资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除PAGE18资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除PAGE监控量测及断面检测作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于兰渝铁路LYS-10标仲家山隧道进口施工监控量测及断面检测作业。2.作业准备2.1施工前应根据隧道规模、地形、地质条件、施工方法、支护类型和参数、工期安排以及所确定的量测目的等编制量测计划。编制内容应包括量测项目、量测仪器选择、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法及组织机构、管理体系等。同时还应考虑量测方法的经济性，并注意与施工的进程相适应。2.2隧道监测仪器应根据量测项目及监测精度来选用，一般应尽量选择简单适用，稳定可靠，操作方便，量程合理，便于进行结果处理和分析的测试仪器。2.3现场成立专门隧道监测小组，负责测点埋设、日常监测、断面检测、数据处理和仪器维修保养工作，并及时将量测信息反馈于设计和施工，且及时上报相关资料。3.技术要求3.1监控量测及断面检测项目结合本隧道具体条件及相关要求，本作业指导书中监控量测主要以洞内、外观察、地表下沉、拱顶下沉、周边收敛观测为主要监测项目。断面检测主要包括初支断面检测和二衬断面检测。监控量测项目及内容序号监测项目常用量测仪器测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质三大件瓦斯隧道不宜照相2地表下沉水准仪、铟钢尺或全站仪0.5-1mm浅埋隧道必测3拱顶下沉水准仪、铟钢尺或全站仪0.5-1mm4净空变化收敛仪、全站仪0.5-1mm5断面检测隧道断面检测仪、全站仪1mm3.2监控量测断面及测点布置原则3.2.1浅埋隧道地表沉降观测浅埋隧道地表沉测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点与隧道内拱顶下沉、净空收敛的量测点应布置在同一断面里程。地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B＜H0＜2.5B20-50B＜H0≤2B10-20H0≤B5-10注:HO—隧道埋深;B—隧道最大开挖宽度。地表沉降横向测点布置示意图45°H0地表沉降横向测点布置示意图45°H0基准点B45°H0基准点B45°H0基准点B45°H基准点B2～5m量测范围用全站仪将上述同一断面测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后。表面磨平，方便铟钢尺立直进行水准测量。3.2.2拱顶下沉和净空收敛观测拱顶下沉测点和净空收敛测点布置在同一断面。监测断面间距如下表，如遇变化较大，则需加密测点。围岩级别断面间距（m）Ⅴ≤5Ⅳ≤10Ⅲ≤30拱顶下沉测点设置在拱顶轴线附近，其测线与净空变化量测测线如下布置：净空变化量测测线数开挖方法地段一般地段特殊地段全断面法一条水平测线-台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线3.3隧道断面检测 隧道的断面检测是控制施工质量极其关键和有效的手段，利用断面检测数据，可以控制隧道的开挖尺寸、初期支护断面尺寸、二衬净空断面尺寸及二衬厚度等施工质量。4.监控量测及断面检测方法4.1隧道洞内、外观察洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。4.1.1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、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易引起坍塌的岩块及时进行锚杆支护或喷射砼封闭。对已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆、钢架和二次初砌等的工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。4.1.2地表沉降观测中，在隧道边坡及浅埋地段影响范围外选取固定点，按水准点标准布设，作为地表沉降观测后视点。根据现场情况按规范要求布置观测点。测量仪器采用精密水准仪，符合四等水准测量要求。4.2隧道内变形量测隧道内变形监控量测可采用接触量测和非接触量测。隧道净空变化量测可采用全站仪或收敛计进行，测点按要求埋于规定测线的两端。非接触量测可采用全站仪，反射片作为测点靶标配合量测。对于拱顶沉降量测，可采用非接触量测，先在隧道拱顶轴线附近钻孔预埋铁件，将反射片贴在预埋件上，全站仪自由设站测得拱顶点高程，后视点应采用水准点，且与洞外基准点联测。对于净空收敛量测，可采用收敛仪进行接触量测，测点布置在规定测线的两端，可采用封闭挂钩预埋于围岩中，用收敛仪进行净空变化量测。封闭挂钩必须做成闭合三角形，保证牢固不变形。如下图：收敛挂钩制作示意图（单位：钢筋直径为mm，其余标注为cm）收敛挂钩埋设示意图（单位：钢筋直径为mm，其余标注为cm）4.2.1周边收敛量测测点埋设:喷锚支护施作后.用风枪凿Φ40mm、深300mm的孔，先用1﹕1水泥砂浆灌满后再插入测点挂钩，尽量使同一测线两测点的固定方向在同一水平线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。量测方法：可采用JSS30A隧道收敛计监测。该机采用大张力自锁紧摇柄加载系统，并在结构上进行了一系列性能提升设计，具有很高的量测精度，特别适用于大跨度隧道的变形监测。量测时需配备温度计用于测定温度以便对钢尺进行温度修正，每次量测后填写“周边收敛原始记录表”和“周边收敛记录表”。4.2.2拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头上贴反射片，配合全站仪采用自由设站的方式测得拱顶高程。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。测量后填写“拱顶沉降原始记录表”和“拱顶沉降记录表”。4.3隧道断面检测隧道断面检测可利用具有隧道断面检测功能的全站仪进行检测。利用全站仪无棱镜测量，对隧道衬砌数据进行收集，再利用相关软件对数据进行分析，得出初支超欠挖情况，二衬厚度情况，是否侵净空，得出相应结论后采取相应措施。检测时，在已知坐标的控制点上（无需在隧道中心线上）架设全站仪并整平对中，量取仪器高，后视另一控制点，本标段断面检测全站仪采用徕卡TCT1201，该仪器具有自动检测并记录断面数据的功能，配以相对应的数据处理软件，能快速、准确的得出隧道净空情况，直接指导施工。5.监测程序与流程监控量测程序为：埋设监控量测点→进行量测并记录数据→对数据进行分析→指导施工。监控量测工艺流程图监控量测信息反馈程序流程图监控量测监控量测监控量测实施细则隧道施工环境及工程安全性评价隧道设计判定基准报监理、业主、设计单位调整设计参数，提出变更设计建议现场调查与资料调研经验类比环境及安全是否满足要求特殊要求理论分析变更设计6.监控量测及断面检测要求6.1监控量测量测频率监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按下表确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，必须暂停掘进，加强量测频次并及时分析原因，采取处理措施。监控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21～5（1～2）B1次/天30.5～1（2～5）B1次/2～3天40.2～0.5/1次/3天5＜0.2＞5B1次/7天说明B表示隧道开挖宽度6.2监控量测位移管理等级根据位移控制基准，可分三个管理等级。根据不同的位移管理等级，须采取相应措施，以防止围岩变化超出范围。位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2B施工状态ⅢUo﹤U1B/3Uo﹤U2B/3可正常施工ⅡU1B/3≤Uo≤2U1B/3U2B/3≤Uo≤2U2B/3应加强支护ⅠUo﹥2U1B/3Uo﹥2U2B/3考虑采取特殊措施注:Uo—实测位移值;U1B、U2B—允许位移值6.3监控量测数据整理与分析6.3.1数据整理量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线图，对初期的时态曲线应进行回归分析，预期可能出现的最大值和变化速度，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。由于现场量测的数据具有一定的离散性，它包含着偶然误差的影响，要经过数学处理方可应用，对所有数据进行回归计算，即用曲线u=f（t）对时间一位移散点图进行拟合，同时对变形加速率du/dt及变形速率的变化率d2u/d2t进行探讨，根据数据处理后围岩变形-时间曲线，找出不同时刻围岩的变形临界值相比较，以及围岩变形的发展趋势，进而预估围岩的最大变形量，用以同变形临界值相比较，以便判断隧道围岩变形是否在允许范围内，据此来判断隧道围岩的稳定性和支护结构的可靠性。同时预估出围岩变形稳定的时间，用以指导二衬施工时间。6.3.2数据反馈（1）拱顶沉降速度持续小于0.15mm/d，周边收敛速度小于0.2mm/d时围岩趋于稳定状态。（2）根据位移时态曲线的形态来判别。当围岩位移速率不断下降时（d2u/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（d2u/d2t＜0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（d2u/d2t＜0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。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，实行动态管理。 6.3.3回归分析 首先根据监控量测数据绘制时间-位移散点图和距离-位移散点图，然后根据散点图的数据分布情况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构的工作状态。如果位移曲线正常，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的；如果位移出现反常的急骤增长现象（出现了反弯点），说明围岩和支护已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程措施。监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数、经验公式等进行分析，并预测最终值（应选取应采用与实测数据散点图最相近的模型进行分析预测）。分析图表如下：收敛速率分析图累计收敛值分析图沉降速率—时间关系分析图累计沉降值-时间关系图对实际测得的数据，利用计算机进行，指数、对数、双曲线其中最合适的一种形式进行计算分析，并进行预测，及时指导现场施工。6.4断面检测频率6.4.1在防水板挂设之前，必须对初期支护断面进行检测，以控制二衬混凝土厚度及保证二次混凝土不侵界。初期支护断面检测通常以3m为一个断面进行测量并与设计断面比较得出超欠挖情况，要求防水板挂设前必须对断面进行检测，如遇隧道因不同原因造成初期支护侵入二衬砼界限，必须采取相应措施进行处理，以保证二衬混凝土厚度。6.4.2二次衬砌采用12m全断面钢模衬砌台车，初期支护断面检测合格后，待台车就位后，对台车模板断面进行测量，以检测二衬砼厚度情况，是否侵入净空，检测方式同初期支护检测，检测频率要求每次二衬混凝土施工之前必须检测。根据检测得出的结论进行现场施工指导。6.4.3二衬混凝土拆模后，按5m一个断面对已拆模的二衬混凝土断面进行检测，以复核二衬混凝土断面情况。7.劳动组织7.1人员组织劳动力组织方式采用架子队组织模式。现场人员配备表负责人1人技术主管1人监测人员3～5人7.2仪器配置监控量测设备配置表编号项目仪器设备测试精度备注1地表沉降电子水准仪0.01mm2拱顶下沉全站仪0.5-1mm拱顶贴反射片3周边收敛收敛仪0.01mm初喷后埋入挂钩4断面检测全站仪0.5-1mm无棱镜8.监控量测质量及安全保证措施8.1质量保证措施8.1.1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，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，并保证监测有确定的时间和空间。各作业队组织专门监测小组，具体负责各项监测工作。8.1.2将每天测得数据及时整理报告作业队长，技术主管，现场监理，由上述三人在“监控量测巡查记录表”中写出相应结论以指导现场施工安全，并签字确认。8.1.3经现场监控量测后发现围岩变化速率较大或变形异常的，应立即停止施工并及时报告项目经理部，由经理部派专人进行现场检查并制定出相关措施并确认安全后方可继续施工，并继续加强监测。8.1.4按建设指挥部的相关要求，及时上报监控量测周报。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标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。8.1.5量测人员做到相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用及保管、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。8.1.6项目经理部每周派专人巡视现场监控量测情况，将监控量测列为每次检查必检项目，对监控量测中不符合规范，不符合要求的及时进行纠正，指导。各作业队及时上报监控量测周报，由经理部测量主管工程师整理上报建设