xxxx隧道监控量测实施方案

1、新建西安至成都客运专线西安至江油段（陕西境内）新建西安至成都客运专线西安至江油段（陕西境内） 站前工程站前工程 XCZQ-4XCZQ-4 标段标段 老老老老 安安安安 山山山山 隧隧隧隧 道道道道 监监监监 控控控控 量量量量 测测测测 实实实实 施施施施 方方方方 案案案案 中铁十二局西成客专项目部中铁十二局西成客专项目部 二二 0 0 一二年十二月一二年十二月 目目 录录 1 编制依据 .1 2 工程概况 .1 3 监测方案 .1 量测管理机构 .2 量测项目 .3 量测断面间距、断面布置 .4 量测频率 .7 量测方法 .7 量测仪器 .9 量测资料整理、数据分析及反馈 .9 量测信息管

2、理 .10 4 量测管理质量保障措施 .14 5 监控量测记录用表 .14 1 1 编制依据编制依据 高速铁路工程测量规范 （TB10601-2009） ； 铁路隧道监控量测技术规程 （TB10121-2007） ； 国家一、二等水准测量规范 （GB/T12897-2006） ； 工程测量规范 （GB 50026-2007） ； 新建铁路西安至成都客运专线工程（陕西段）施工图设计文件 和施工图纸； 新建铁路西安至成都客运专线工程（陕西段）XCZQ-4 标实施性 施工组织设计； 我公司从事铁路工程的量测施工经验，拥有的技术水平、施工 管理水平以及投入本工程的量测设备与人员及其它各类资源。 2 2

3、 工程概况工程概况 老安山隧道里程 DK128+617DK143+778，全长 15161m，是全线控 制性工期的双线隧道，也是全线重点隧道之一。标段位于秦岭南麓低中 山区，平均海拔 8251990m，最高海拔为 1990m。洞身地表起伏较大， 地表自然坡度 4060，分布有众多基岩“V”型侵蚀谷，沟壑纵横， 地形复杂，植被茂密，施工难度较大。 洞身位于直线上，隧道内纵坡为 7，-22.5，-5.9及-1。 ， 隧道共设置了一座出口横洞和 1#、2#、3#三座斜井，由中铁十二局集团 承担建设。 3 3 监测方案监测方案 在隧道施工过程中，需按照要求进行监控量测，以量测资料为基础 及时修正支护参

4、数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能 力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管 理，达到确保工程质量、施工安全和控制作业进度的目的。 量测管理机构量测管理机构 量测组织机构 针对老安山隧道量测项目的特点建立专业组织机构，由 XCZQ-4 标 现场测量班组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事隧道施工及 量测经验的技术人员组成，组长由具有丰富施工经验，具有较高结构分 析和计算能力的工程师担任。量测小组在组长的领导下各个隧道的日常 量测工作及资料整理工作。量测组织机构图见图 1-1。 图图 1-11-1 施工量测组织机构图施工量测组织机构图 量测小组分工及职责

5、量测组主要领导成员见表 1-1。 表表 1-1 老安山量测组主要成员表老安山量测组主要成员表 序号量测成员组内分工项目部职务备注 1 王家盛组长测量队长总负责 2 陈涛组员测量工进口 3 张亚洲组员测量工1#斜井 4 卢志鹏组员测量工2#斜井 5 谭波澜组员测量工3#斜井 6 王伟组员测量工出口横洞 7 程许龙组员测量工出口 对量测方案及施工措施作出决策 项目经理 审核量测方案，制定施工对策 项目总工 制定量测方案，分析处理数据 处理 量测组长 日常量测工作 量测小组 组长：负责编制量测方案，制定作业对策，组织量测工作的组织计 划，外协以及量测资料的质量审核。 组员：组员由各个分工区测量班长组

6、成，在组长的领导下，主持量 测工作的具体实施及量测资料的整理，并带领工区测工开展量测点的布 置及日常的量测工作。 量测项目量测项目 监控量测的项目主要根据工程的重要性及难易程度、量测目的、工 程地质和水文地质、结构形式、施工方法、工程周边环境等综合而定。 本工程的量测项目除考虑上述因素外，主要根据设计文件的要求而定。 根据本标段工程的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点，我 标段所需量测项目有： 洞内外观察、水平相对净空变化值的量测及拱顶下沉量测为必 须进行的监控量测项目； 隧道顶部有居民分布的且隧道埋深较浅的，应进行地表下沉量 测； 根据施工需要，必要时增设隧底上鼓及围岩内部变形等量测项

7、目； 施工完成后应进行沉降观测，以确定无砟轨道的铺设时间。 具体量测项目见表 1-2 及表 1-3。 表表 1-21-2 监控量测必测项目监控量测必测项目 序号监测项目采用测量仪器备注 1 洞内、外观察现场观察、数码相机、地质罗盘 2 拱顶下沉水准仪、全站仪 3 净空变化全站仪 4 地表沉降水准仪、全站仪 隧道浅埋段（各洞口处， DK140+000DK140+750）处 量测断面间距、断面布置量测断面间距、断面布置 对于地表下沉量测，当 H2B 时,量测断面距 2050m，当 2BHB 时，量测断面距 1020m,当 HB 时，量测断面距 10m（注：H 表示隧道 埋置深度，B 表示隧道开挖宽

8、度，地表无建筑物时取断面距的上限值） 。 为掌握各级围岩位移变化规律，在各级围岩起始地段增设量测断面；量 测断面布置按照严格设计要求布置。具体布置示意图按图 1-2 布置，而 纵向间距按表 1-4 布置。 图图 1-21-2 地表沉降横向测点布置示意图地表沉降横向测点布置示意图 表表 1-31-3 监控量测选测项目监控量测选测项目 序号监测项目常用测量仪器备注 1 围岩压力压力盒 2 钢架内力钢筋计、应变计 3 喷混凝土内力混凝土应变计 4 二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计 5 初期支护与二期衬砌间接触压力压力盒 6 锚杆轴力钢筋计 7 隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪 8 围岩内部位移多点位移

9、计 9 爆破振动振动传感器、记录仪 10 孔隙水压力水压计 11 水量三角堰，流量计 12 纵向位移多点位移计、全站仪 表表 1-4 地表下沉量测测点纵向间距地表下沉量测测点纵向间距 隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m) 2.5BH02B2050 BH02B1020 H0B510 注：H0隧道埋深，B 隧道最大开挖跨度 施工中将按照设计文件设置量测断面并布点。结合本标段隧道具体 情况，初步拟定必测项目净空收敛和拱顶下沉量测断面间距与每断面测 点数量见表 1-5 和表 1-6（净空收敛和拱顶下沉） 。 表表 1-51-5 必测项目量测断面间距必测项目量测断面间距 围岩级别断面间距(m) V 51

10、0 IV 1030 III 3050 注：级围岩视具体情况确定间距 表表 1-61-6 净空收敛量测测线布置净空收敛量测测线布置 地段 开挖方法 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 上部每分部一条水平测线，两条斜测 线，其余分部一条水平测线 具体测点布置见图 1-3。 图图 1-31-3 拱顶下沉量测和净空变形量测示意图拱顶下沉量测和净空变形量测示意图 量测频率量测频率 洞内外观察分开挖工作面观察、已施工工区观察及地表观察，开挖 工作面观察应在每开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作 面稳定状态、

11、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次， 观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描，填写工作面状态记录表 及围岩级别判定卡。对已施工工区的观察每天至少一次，观察内容包括 喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。 洞外观察包括洞口地表情况，地表沉陷，边坡及仰坡的稳定，地表水渗 透的观察。 净空水平收敛量测和拱顶下沉量测及地表下沉量测采用相同的量测 频率。量测频率按关于进一步加强软弱围岩及不良地质隧道设计施工 有关技术规定的通知 （铁建设2010120 号）文件执行，实际量测频 率从表中根据变形速度和量测断面距开挖工作面距离选择较高的一个。 量测频率见表 1-7。

12、 表表 1-71-7 量测频率表量测频率表 量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面距离 2 次/d 5 （0-1）B 1 次/d15(12)B 1 次/23d0.51(25)B 1 次/30.20.5 1 次/周 5B 注：B 为隧道开挖宽度。 量测方法量测方法 量测方法与要求见表 1-8，本标段在隧道拱顶下沉和水平收敛量测 中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术。它具有快速、准确、灵活 方便等优点。 表表 1-81-8 监控量测方法及要求表监控量测方法及要求表 序 号 量测项目测点布置量测方法及要求仪器 1 洞内外 观察 开挖及支护后进行 目测：地质观察在爆破后初喷前进 行，绘制地

13、质素描图，填写开挖工 作面地质调查记录表；检查喷射混 凝土有无开裂及发展，锚杆有无松 动，钢架支护状态等，并做好相应 记录；查看边仰坡有无开裂、起壳， 地表有无裂纹；地表水位有无异常 变化。 2 地表沉降 量测 隧道洞口进行地表沉降量测， 横断面方向沿隧道中心及两侧 间距 25m 处设地表下沉测点 (测点间距 25m)，在同一断 面内应取 711 点，量测范围 在隧道开挖影响范围以外。 地表下沉量测和拱顶下沉及净空水 平收敛的频率相同；地表下沉量测 在开挖工作面前方，隧道埋深与隧 道开挖高度之和处开始，直到衬砌 结构封闭、下沉基本停止时为止。 精密水 准仪、 铟瓦尺， 全站仪 3 水平收敛 测

14、量 左右两侧对称布置量测点，量 测断面间距根据围岩级别确定 开挖后按要求迅速安装测点(贴设反 光片)并编号，初读数应在开挖后 12h 内读取，测点应牢固可靠，易于 识别并妥为保护 全站仪 4 拱顶下沉 测量 与水平收敛断面对应拱顶设量 测点 喷射混凝土后迅速在拱顶设点(贴设 反光片)，采用全站仪或电子水准仪 和进行量测。 水准仪、 全站仪 量测方法：无接触法围岩量测观测方案见图 1-4。测量人员按量测 频率要求对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测，得到 这些点的收敛信息。 测量仪器 图图 1-41-4 无接触法围岩量测观测方案示意图无接触法围岩量测观测方案示意图 量测仪器量测仪器

15、用于本工程的测试元件及量测仪器均为正规厂家的合格产品，测试 元件及量测仪器见表 1-9。 表表 1-91-9 量测设备汇总表量测设备汇总表 序号量测设备型号生产厂家进场日期 1 全站仪 TCRA1201+ 瑞士徕卡 2012.12.10 2 精密水准仪 DNA03 瑞士徕卡 2012.12.10 3 铟钢水准尺 2m 河北珠峰 2012.12.10 量测资料整理、数据分析及反馈量测资料整理、数据分析及反馈 掌子面地质情况、围岩收敛，工地下沉的测试数据按附表 A、B、C 格式记录，取得各种量测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等 操作过程中的失误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测

16、 和错测，保证量测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资 料的整理和初步定性分析工作。 应及时根据量测数据绘制水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线及 水平相对净空变化、拱顶下沉与距开挖工作面的关系图等。根据现场量 测数据绘制时间曲线或散点图，在位移时间曲线趋平缓时应进 行回归分析，选择与实测数据拟合好的函数进行回归，预测可能出现的 最大拱顶下沉及水平相对净空变化值，并推算最终位移和掌握位移变化 规律。当位移时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现 象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护必要时应停止决 绝，采取必要的安全措施。 利用数据函数关系式，对下一阶段的量测物理量进行

17、预测，防患于 未然。如预测最终位移值，预测结构物的安全性，并据此确定工程技术 措施等。因此，对每一测点的量测结果要根据管理基准和位移变化速率 (mm)/d 等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写周、月汇总报表， 及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。 量测信息管理量测信息管理 量测控制标准 在信息化施工中，量测后应对各种量测数据进行整理分析，判断其 稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据我部以往修建隧道时施 工量测的成功经验，采用铁路隧道喷锚构筑法技术规则(TBJ108-92)的 级量测管理并配合位移速率作为量测管理基准，即将允许值的三分之 二作为警告值，允许值

18、的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间 称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施 工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实 测值落在基准值以下，说明隧道和围岩是稳定的。 当拱顶下沉、水平收敛速率达 5mm/d 或位移累计达 100mm 时，应暂 停掘进，并及时分时原因，采取处理措施。一般正常状态须同时满足以 下条件：当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到最终预测值的 8090， 净空变化速度小于 0.10.2mm/d 时，拱顶下沉速率小于 0.070.15mm/d 时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，可认定 围岩基本稳定，可施作二次衬砌；另位移速

19、度除在最初 12 天允许有 加速外，应逐渐减少；当净空变化速度持续大于 1.0mm/d 时，应加强初 期支护；二次衬砌混凝土施作时间应满足铁路隧道喷锚构筑法技术规 范要求。 根据相关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本工程监控 量测变形管理等级见表 1-10，据此指导施工。 表表 1-101-10 变形管理等级变形管理等级 管理等级距离开挖面 1B距离开挖面 2B应对措施 UU1B/3U2U1B/3U 2U2B/3 停工，采取特殊措施后方可施 工 表表 1-101-10 变形管理等级变形管理等级 管理等级距离开挖面 1B距离开挖面 2B应对措施 注：U 为实测位移值；U1B、U2B 为最

20、大允许位移值。 其中位移控制基准参考表 1-11， 表表 1-111-11 位移控制基准位移控制基准 类别 距离开挖面 1B（U1B） 距离开挖面 2B（U1B）距离开挖断面较远 允许值 65U090U0100U0 各工作面的位移极限值参照铁路隧道监控量测技术规程中表 4.5.2 中要求。 监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程 经验制定的。当量测数据达到管理基准值的 2/3 时，定为警戒值，应加 强量测频率。当量测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工， 修正支护参数后方能继续施工。 位移管理基准值在地下工程安全监控中有广泛应用，但需要补充说 明的是，对地下工程而言，

21、位移指标本身的物理意义不够明确，主要是 位移指标与洞径、埋深、支护、施工等影响因素关系未能很好解决，这 方面的研究成果也不多见，因而位移控制指标的制定和应用必须同时考 虑以上各种因素，并尽可能同时配合使用位移速率控制指标。 与位移相比，位移速率控制指标有明确的物理意义，它反映了地层 随时间变化的流变效应，在位移 V=0 条件下，洞室围岩趋于稳定，反之， V=C（常数）或不断增大，则说明地层处于等速或加速流变状态，洞室 是不稳定的，因此位移速率控制指标是洞室失稳的充分条件，在安全预 报中，较位移指标有更直观和明确的控制意义。 根据以往的经验，位移速率控制值为 5mm/d，稳定临界值为 0.10.

22、2mm/d。 监控量测体系 施工量测管理流程见图 1-5。 图图 1-51-5 施工量测管理流程图施工量测管理流程图 监控量测信息化施工 本工程监控量测资料将根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图， 当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。 量测人员按时向施工监理、设计单位提交监控量测周报和月报，同 时对当月的施工情况进行评价并提出施工建议，及时反馈指导信息，调 整施工参数，保证安全施工。 A 监控量测流程 监控量测流程见图 1-6。 施 工 量 测 安 全 性 经 济 性 量测计划是否变 管理基准是否变 措施（改变施工方法， 调整支护参数） 措施（优化支护结构） 改变量测计划 改

23、变管理基准 是 是 否 否 否 否 是 是 图图 1-61-6 监控量测流程图监控量测流程图 B 量测资料的反馈程序 量测资料反馈管理程序见图 1-7。 量测结果 形变是否超级管理 形变是否超级管理 继续施工 综合判断 采取特殊措施 不安全 否 否 是 现场施工 监控量测量测设计资料调研 量测结果的微机信息处理系 统 量测结果的综合处理及分析 量测结果的综合评价 报送施工、设计、 监理 单 位 量测结果的形象 化、具体化 经 验 类 比 理 论 分 析 甲方、规范要求 等 地层支护结构安全稳定性判 断 地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议 反馈设计施工 是否改变设计、施工方

24、法 调整设计参数、 改变施工法新设计施工方法 图图 1-71-7 量测资料反馈管理程序图量测资料反馈管理程序图 C 量测信息的反馈管理程序 量测信息反馈管理流程见图 1-8。 图图 1-81-8 量测信息反馈管理流程量测信息反馈管理流程 监控量测是保证隧道施工安全的关键环境，施工中应做到：及时布 设测点，及时观测数据，及时分析数据，及时反馈结果，及时采取措施。 铁路隧道施工应根据铁路隧道监控量测技术规程 （TB10121-2007） 规定，开展监控量测工作，施工过程中应把监控量测纳入施工工序中， 做好设计与施工间的信息传递与反馈，以便修正开挖方法和参数，实现 优化设计和安全施工；监控量测工作必

25、须紧接开挖，支护作业，按设计 要求进行布点和检测，并根据现场情况及时进行量测项目和内容的调整。 4 4 量测管理质量保障措施量测管理质量保障措施 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。 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制计划。 形变是否超级管理 暂停施工 是 否 是 施工采取技术措施施工量测预测变形量反分析 与基准值比较调整施工参数 是否安全 是否 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。 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