湿陷性黄土隧道监控量测施工方案[优秀工程方案]

1、太焦铁路TJZQ-8标老顶山隧道监控量测施工方案目 录一 编制目的 1二 编制依据2三 工程概况2四 监测项目3五 测量组织及仪器设备45.1人员组织45.2 仪器设备与仪器的 精度 要求55.3 监控量测观测组职责5六 监控量测项目及布设61、地表沉降点布设62、洞内监控量测点布设7七 量测频率11八 监控量测方法与要求12九 测量资料的 处理及应用13十 监控量测管理等级和工作流程14十一 监控量测预警处理16十二 安全保证措施17中铁四局集团有限公司老顶山隧道监控量测施工方案 一 编制目的 1、监控量测是隧道施工过程中,对围岩支护体系的 稳定状态进行监测,为初期支护参数的 调整和二衬施工

2、的 时机提供依据,是确保施工安全和结构安全可靠、指导施工过程和施工安全监控的 重要手段,是铁路隧道施工作业中关键的 重要作业环节.2、通过对围岩变化情况及支护结构的 观察和动态量测,对监测数据进行归纳整理,综合评价隧道在施工过程中的 安全性,并提出注意事项和建议,以达到合理安排施工工序、进行日常施工管理、确保施工安全、修改设计参数和积累资料的 目的 .3、通过对围岩和支护的 变形量测,对测量数据进行分析处理与必要的 计算和判断后,及时进行预测和反馈,掌握围岩和支护的 动态信息并及时反馈给监理单位、设计单位、建设单位,以便指导施工作业和业主、设计作出决策等.4、经监测数据的 分析处理与必要的 计

3、算和判断后,进行预测和反馈,以保证施工安全和隧道围岩及支护衬砌结构的 稳定. 5、为加强铁路隧道施工质量安全管理,充分发挥监控量测在隧道安全质量管理中的 作用,规范太焦铁路隧道施工监控量测工作,实现精品工程的 目标,全面落实“六位一体”管理要求,进一步规范太焦铁路工程建设工作,确保太焦铁路山西段TJQZ-8标隧道施工达到规范化、标准化的 要求,增强质量意识、安全意识、文明施工意识,进一步提高工程管理水平,保证本项目既定目标的 实现,根据国家有关法律、法规和铁道部、建设部的 有关规定,大 西铁路客运专线有限责任公司相关管理规定及大 西铁路客专公司工程管理类文件汇编管理手册,结合太焦铁路实际情况,

4、特编制本隧道监控量测方案 .二 编制依据 (1)高速铁路工程测量规范(TB10601-2009)(2)精密工程测量规范(GB/T15314-94)(3)铁路隧道监控量测技术规程(Q/CR9218-2015)(4)铁路隧道工程施工安全技术规程(TB 10304-2009)(5)国家一、二等水准测量规范(GB 12897-2006)(6)建筑变形测量规范(JGJ8-2007)(7)大 西铁路客运专线有限责任公司下发大 西铁工管【2016】34号文(8)太焦城际铁路山西有限责任公司相关管理办法(9)太焦铁路山西段标准化管理手册(10)太焦铁路TJZQ-8标实施性施工组织设计.(11)国家安全监管总局

5、、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局下发的 隧道施工安全九条规定(安监总管二【2014】104号)(12)关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的 通知(铁建设【2010】120号).三 工程概况老顶山隧道位于山西省长治市郊山门村至小 罗村,隧道进口位于山西省长治市郊老顶山山门村,地势平坦,进口里程DK214+030,隧道出口位于山西省长治市郊小 罗村,地势平坦,出口里程DK217+471,缺口里程DK217+471.54,隧道全长3441米,最大 埋深85米,位于DK215+450DK215+620处,地面高程1060米,隧道进出口里程处交通便利,隧道穿越山门村、二龙

6、山村、冀家庄村、小 罗村.隧道进口为浅埋段洞身穿越地层为新黄土,老黄土.新黄土,黄褐色,稍密,具有直立性及大 孔隙,具有湿陷性.老黄土,褐黄色,坚硬-硬塑,含碎石土,粗圆砾、姜石.工程地质条件一般,上覆土层薄.DK215+742处断裂带为正断层,断层上盘为马家沟组石灰岩、泥灰岩,产状3302,下盘为奥陶系中统上马家沟组石灰岩、泥灰岩,产状7519老顶山隧道围岩情况：级围岩445米、级围岩1595米、级围岩(含406米明洞和50米洞门)1401米.四 监测项目（1） 必测项目：洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表沉降、拱脚下沉、拱脚位移.（2） 必要时选测以下项目：围岩压力.钢架压力.喷射混凝土

7、压力.二次衬砌内力.初期支护与二次衬砌接触压力.锚杆压力.围岩内部位移.隧底隆起.爆破震动.孔隙水压力 .水量 .纵向位移.根据老顶山隧道围岩级别划分,按设计要求进行监控量测测点布置,合理配置专业监控量测人员及仪器设备.监控量测小 组根据施工进度 ,及时进行观测点埋点及初始值数据采集,严格按铁路隧道监控量测技术规程执行. 老顶山隧道围岩分级统计表序号施工段落围岩等级起点里程终点里程长度 1DK214+030DK215+0301000 V2DK215+030DK215+11080III2DK215+110DK215+300190 IV3DK215+300DK215+750450 III4DK21

8、5+750DK215+79040V5DK215+790DK215+950160 IV6DK215+950DK216+220270 V7DK216+220DK217+3851165 IV8DK217+385DK217+47186 V五 测量组织及仪器设备5.1人员组织本工区监控量测管理实行统一管理,以监控量测数据指导施工作业,督导数据采集、量测频率、测点布置、施测方法等环节是否按规范要求进行,成立监测小 组.形成监控量测管理制度 ,成立监控量测组织机构定期对工区监控量测执行情况进行检查和指导.在监控量测开始前由工区长王建斌对工程技术人员、监控量测人员进行业务培训. 组长 王建斌副组长赵书涛、荣常

9、伟 组员刘召 组员刘超 组员徐琼鹏 组员杜晓勇 组员吴锐老顶山隧道的 监控量测小 组,组长由工区长王建斌担任,实行领导负责制,副组长分别由项目总工赵书涛、工程部部长荣常伟担任,作业队监控量测小 组服从工区项目部的 领导安排,负责监控量测数据的 采集,通过真实的 量测数据进行施工分析,及时信息反馈,指导施工作业,并对原始数据进行归档,监测人员岗位必须稳定,项目经理部加强监控量测管理工作,使监控量测落实到实处.5.2 仪器设备与仪器的 精度 要求表5.2-1 仪器设备及精度 要求序号监控量测项目量测仪器测试精度 备注1洞内外观察数码相机2拱顶下沉徕卡TS091米米3净空变化徕卡TS091米米4地表

10、沉降徕卡TS091米米隧道浅埋段5拱脚下沉徕卡TS091米米6拱脚位移徕卡TS091米米表5.2-2元器件的 精度 序号元器件测试精度 1压力盒0.5%F.S2应变计土0.1%F.S3钢筋计拉伸0.5%F.S,压缩土0.1%F.S5.3 监控量测观测组职责 (1) 监控量测观测组是项目监控量测观测的 责任主体,量测数据保证要真实可靠,详细地做好观测记录,形成数据审核制度 .积累量测数据,以真实的 信息化数据正确指导施工,保障安全风险. (2) 负责监测网的 建立,定制每月对监控量测基点复核制度 . (3) 及时整理观测资料,并及时提交观测数据及初步成果资料.为观测数据的 真实、可靠性负责. (

11、4) 负责观测设施的 保护,尽量确保施工过程中不受扰动或破坏.六 监控量测项目及布设监控量测必测项目是隧道工程进行的 日常监控量测项目,具体监控量测见表6.1-1所列. 隧道监控量测必测项目序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内外观察现场观察、数码相机2拱顶下沉全站仪3净空变化全站仪4地表沉降全站仪隧道浅埋段5拱脚下沉全站仪6拱脚位移全站仪开挖工作面的 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

12、明和通风条件,以保证地质素描及数码成像的 效果.1、地表沉降点布设老顶山隧道DK214+050DK214+990为浅埋段,开挖后围岩难以自稳成拱,地表易沉陷,为了 确保施工安全,需要进行地表沉降监测.浅埋地表沉降观测点应在隧道开挖前布设,地表沉降观测点和隧道内监测点应布置在同一断面里程,地表沉降观测点纵向间距5米,横向间距5米,隧道顶端加密间距为2.5米,布置图见图6.1-1.图6.1-1 洞口浅埋段地表沉降观测点位布置图地表下沉观测点应在边、仰坡开挖前取得初始读数. 2、洞内监控量测点布设净空位移量测、拱顶下沉量测在同一断面上进行布设,如因围岩及开挖方法、隧道内管线位置等原因时,进行适当调整

13、.净空变化量测有水平测线量测和斜测线两种,斜测线的 设置有助于了 解垂直方向的 位移变化情况.监测点埋设布置在开挖后12小 时内完成,埋设于岩体内深度 不少于30厘米,外露出初支面5厘米,初始读数在支护后2小 时内完成.根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等,沿隧道纵向在拱顶和边墙中布设测点,测点断面间距可参照表6.2-1所列,测点点位布置见图6.2-1. 表6.2-1 洞内监控量测断面间距围岩等级断面间距(米)51030-50 预埋测点由钢筋加工而成,采用冲击电锤或风钻钻孔,埋入钢筋采用直径不小 于20米米的 钢筋,前端外露钢筋与埋入钢筋焊接,直径不小 于6米米,加工成三角形.测点用快凝水泥或锚固剂

14、与围岩锚固稳定,埋入围岩深度 不小 于30厘米,若围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度 ,预埋测点严禁焊接在钢架或钢筋网上.如图所示.按设计要求严格进行隧道开挖工法.本隧道有CRD工法、三台阶法、三台阶临时仰拱法、台阶法.拱顶在隧道中线设1处沉降观测点,具体观测点布设如下图：(1)采用台阶法开挖时,在上台阶的 拱脚以上50厘米处增加一条水平收敛量测线01-02;下台阶施工时在内轨顶面以上50厘米处再布设一条水平收敛量测线03-04;拱顶设沉降观测点00;2条斜测线分别为00-01,00-02.测点布置见图6.2-1.图6.2-1 台阶法施工测点布置示意图(拱顶测点和两条水平测线、两条斜线)(2

15、)采用三台阶法开挖时,拱顶设1处沉降观测点00,上台阶拱脚上50厘米设水平收敛点01-02,中台阶拱脚上50厘米设水平收敛点03-04,下台阶拱脚上50厘米设水平收敛点05-06;4条斜测线分别为00-01、00-02、00-03、00-04.图6.2-2 三台阶法施工测点布置示意图(拱顶测点和三条水平测线、四条斜测线) (3)采用CRD工法开挖时,上部拱脚上50厘米设水平收敛01-02、08-09及斜测线00-01、00-02;中部设水平收敛03-04、10-11;下部设水平收敛05-06、12-13;拱部设沉降观测点00、07.测点布置见图6.2-3.图6.2-3 CRD工法施工测点布置示

16、意图地表沉降观测点采用沉降观测标,在测点处挖长20厘米、宽20厘米、深40厘米的 方坑,用混凝土将观测标浇筑.监控量测点位统一标识牌子尺寸为30厘米*40厘米.如图6.4-1所示.图6.4-1 监控量测标识牌测点如果被破坏,应在被破坏测点附近补埋.如果测点出现松动,则应及时加固,加固当天的 量测数据无效,待测点加固后重新读取初读数.地表下沉和拱顶下沉量测工作基点应与洞内外基点联测.监控量测点采用反射贴片配合全站仪建站测量,起始读数宜在2小 时内完成.测点应牢固可靠、易于识别,并注意保护.洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状况观察两部分.开挖工作面观察应在每次开挖后进行,此时围岩基本无变化,可

17、每天进行一次.对初期支护的 观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土的 现况.洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透、地表裂隙等观察.地表下沉量测频率与拱顶下沉和净空收敛的 量测频率相同.地表下沉量测应在隧道边、仰坡开挖前布设与量测,直至二次衬砌结构封闭、下沉量稳定方可结束监控量测观测.七 量测频率净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的 量测频率.量测频率见表7-1和7-2.出现异常情况或不良地质时,应加大 监控量测频率.表7-1 按距开挖面距离确定的 监控量测频率监控量测断面距开挖工作面距离(米)监控量测频率(01)B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/(2d-3d)5B1次/7

18、d注:B为隧道开挖宽度 ,老顶山隧道的 开挖宽度 按14.5米计算.表7-2 按位移速度 确定的 监控量测频率位移速度 (米米/d)监控量测频率52次/d151次/d0.511次/(2d3d)0.20.51次/(3d)0.21次/(7d)八 监控量测方法与要求表8-1 监控测量方法与要求序号量测项目测点布置量测方法与要求备注1洞内观察无目视观察方法,对围岩和支护作以下观察： 1.地质观察： 隧道在放炮后一次喷混凝土前进行,每天开挖后均应绘制地址素描图,用以核对围岩类别及判断支护对围岩稳定性. 2.检查喷射混凝土有无裂损及发展,锚杆有无松动,钢架支护工作状态等,并做好相应记录.地质描述应贯穿整个

19、隧道施工全过程,以便及时掌握围岩的 工程地质,核对围岩分类,观察支护系统受力情况,为安全施工提供直观的 、必要的 信息.2水平收敛按设计要求采用全站仪进行量测,开挖后按要求迅速埋设监测点并编号,初读数应在开挖后2h内读取,最迟不得大 于6h,而且在下一循环开挖前必须完成初使读数,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护.以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的 主要信息.3拱脚下沉按设计要求采用全站仪进行量测,开挖后按要求迅速埋设监测点并编号,初读数应在开挖后2h内读取,最迟不得大 于6h,而且在下一循环开挖前必须完成初使读数,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护.以量测结果判断施工安全与否及

20、确定二衬砌施工时间的 主要信息.4拱顶下沉按设计要求采用全站仪进行量测,开挖后按要求迅速埋设监测点并编号,初读数应在开挖后2h内读取,最迟不得大 于6h,而且在下一循环开挖前必须完成初使读数,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的 主要信息.5地表沉降按设计要求采用全站仪进行量测,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的 主要信息.6拱脚位移按设计要求采用全站仪进行量测,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的 主要信息.九 测量资料的 处理及应用a.根据现场监控量测

21、数据,绘制水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线进行分析.b.观测及量测发现异常时,应及时修改支护参数.一般正常状态必须同时满足以下条件: 喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝. 位移速度 除最初1-2天允许有加速外,应迅速减少. 围岩量测频率根据现场围岩变化速率进行确定,各项量测工作均应持续到变形基本稳定后2-3周后结束.当位移长期没有减缓趋势时,应适当延长量测时间.c.位移很快达到稳定且围岩状况比预计要好时,应适当根据现场实际调整初期支护的 施作时间.d.量测数据应及时汇总分析、上报,以备检查和继续量测.e.实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析,发现安全隐患应分析原因并提交异常报告.同时

22、暂停施工,加大 监测频率,并采取加固措施,保证隧道施工安全.报警值为收敛数据日变化量5米米/d,拱顶累计沉降100米米.f.阶段分析：按周、月进行阶段分析,总结监控量测数据的 变化规律,对施工情况进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工.如有异常情况,及时采取措施消除安全隐患.每个断面为一个完整的 作业区.施工程序为：施工准备埋设断面测点采集数据进行数据整理分析录入信息化系统信息反馈指导施工检验验收.现场测点测设 埋设断面测点 设置标识牌 采集初始读数 采集数据 数据整理分析 降低监测频率 采集数据报监理单位确认数据整理分析报监理单位确认检查验收围岩趋于稳定加强监测频率围岩不稳定围岩稳定围岩不

23、稳定加强支护停止掘进，加强支护围岩进入危险状态围岩进入危险状态监控量测工艺流程图十 监控量测管理等级和工作流程采用变形总量和变形速率对隧道安全进行等级管理.位移管理等级(见表10-1)及采取措施(见表10-2).表10-1位移管理等级安全等级变形量/米米正常(绿色)预警二级(黄色)预警一级(红色)备注围岩级别404080805050100100、7575150150注：“”含义为包括上、下限值表10-2措施对应表安全等级处理措施正常(绿色)正常施工预警二级(黄色)加强监测,必要时采取网喷混凝土等措施进行补强预警一级(红色)暂停施工,增设横、竖支撑进行抢险,后续施工时,应加强支护,调整施工工法.测点位移速率5米米/d时,需在施工现场进行原因分析,并采取处理措施.变形总量应控制在管理等级范围内,当变形总量未达到控制基准时,采用变形速率的 大 小 对稳定状态进行判断和控制.监控量测数据整理、分析和反馈应符合下列要求,监控量测信息化系统工作流程见图10-2.每次监控量测后应及时通过网络将