1、隧道監控量測實施細則一、編制依據1、鐵路隧道噴錨構筑法技術規范(TB1010820022、鐵路隧道監控量測技術規程(TB1012120073、包西施隧參106二、工程概況冒天山隧道全長14915m,我項目承擔12115m施工任務,是本管段的重點工程,為單線隧道。冒天山隧道工程地質條件較為復雜,主要地層巖性為第四系沖洪積、坡積及風積砂質黃土,第三系紅黏土及中侏羅系及三疊系砂巖夾頁巖、煤層。不良地質主要為滑坡。特殊巖土主要為濕陷性黃土、膨脹土。三.監測的目的和意義實時監控量測不但可以及時提供隧道通過鄰近構筑物地段時隧道拱頂下沉、周邊收斂、圍巖內部位移、鋼支撐受力情況,錨桿軸力,支護和襯砌內應力等信

2、息,用于判斷施工工藝的可行性、設計參數的合理性,提出更加恰當的施工方法和合理的支護措施;而且可以及時掌握隧道通過鄰近構筑物地段時對鄰近構筑物的影響,為施工爆破方案的選定,為判別構筑物是否安全提供科學依據。因此實施隧道信息化動態施工控制,既能達到安全快速施工,又能節省工程造價的目的,且具有如下重要的意義:(1通過施工和環境監測進行信息反饋及預測預報,優化施工組織設計,指導現場施工,確保隧道施工的安全與質量和工程項目的社會、經濟和環境效益。(2在施工過程中對前進的開挖工作面附近圍巖的巖石性質、狀態進行目測,掌握圍巖動態,以及圍巖的施工力學性能,了解支護結構在不同工況時的受力狀態和應力分布,及時改進

3、支護,對圍巖穩定性、安全性作出評價來指導現場施工。(3驗證支護結構型式、支護參數的合理性,對支護結構、施工方法的合理性及其安全性作出評價及建議,為確定二次支護時間提供依據。(4通過每次對爆破振動的監控,及時掌握隧道通過鄰近構筑物地段時對鄰近構筑物的影響,為施工爆破方案的選定,為判別構筑物是否安全提供科學依據。(5為修改變更設計、調整施工方法提供科學依據。(6有效地避免塌方等工程事故。(7為本地區后續的類似工程積累寶貴經驗和提供科學資料。四、監控量測斷面的劃分根據隧道結構形式和工程地質情況,本標段隧道的監控量測項目做劃分見表1、隧道監控量測項目:表1、隧道監控量測項目 注:1、隧道監控量測斷面包

4、括:水平相對凈空變化值得量測及拱頂下沉量量測;2、在圍巖較弱處選測項目為:(1圍巖內部位移量測;(2圍巖與噴射混凝土間接觸壓力量測;(3噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測;(4噴射混凝土內應力量測;(5二次襯砌內應力量測;(6鋼支撐內力量測;(7隧底隆起;以上選測項目的在斷面的布置按照“包西施隧參106”圖紙執行。5.監測主要內容為及時提供施工所需的圍巖穩定程度和支護結構的狀態,以保證施工安全,提高施工效率,將施工監測分為必測項目、選測項目。5.1 必測項目根據甲方提供的圖紙要求和現行的監測規范,擬定必測項目如下:(1圍巖地質和初期支護觀測;(2水平凈空收斂量測;(3拱頂下沉量測;(4地表沉降

5、量測;這類量測是為了確保在施工過程中的圍巖穩定和施工安全而進行的經常性量測工作。量測方法簡單,量測密度大,量測信息直觀可靠,是貫穿在整個施工過程中,對監視圍巖穩定,指導設計和施工有巨大的作用。土建施工完成量測工作亦告結束。其布置原則是根據隧道不同的地質條件、施工方法設置,但不能少于鐵路隧道監控量測技術規程的規定。5.2選測項目根據甲方提供的圖紙要求和現行的監測規范,擬定選測項目如下:(1圍巖內部位移量測;(2圍巖與噴射混凝土間接觸壓力量測;(3噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測;(4噴射混凝土內應力量測;(5二次襯砌內應力量測;(6鋼支撐內力量測;(7錨桿軸力量測。這類量測是必測項目的拓展和補

6、充,對特殊地段、危險地段或有代表性的地段進行量測,以便更深入地掌握圍巖穩定狀態與支護效果。對未開挖地段提供參考信息,指導未來設計和施工。6測點布置及量測方法現場監控量測根據已批準的監控量測實施細則進行測點埋設、日常量測和數據處理,及時反饋信息,并根據地質條件的變化和施工異常情況,及時調整監控量測計劃。6.1地質及支護基本狀況觀察1對于所需檢測斷面隧道掌子面爆破后和初噴后通過肉眼觀察、地質羅盤和錘擊檢查,描述和記錄圍巖地質基本情況:巖性、巖層產狀、裂隙、溶洞、地下水基本情況,判斷圍巖類別是否與設計相符,必要時應拍照,測量地下水流量;觀察支護效果,每一檢測斷面應填寫記錄表。2對已施工區段的觀察每天

7、至少一次,記錄噴射混凝土、錨桿、鋼架的變形和二次襯砌等的工作狀態。3在觀察過程中如發現地質條件惡化,初期支護發生異常現象,立即通知施工負責人采取應急措施,并派人進行不間斷觀察。6.2隧道圍巖周邊位移量測在預設點的斷面,隧道開挖爆破以后,沿隧道周邊的拱頂、拱腰(或斜井拱頂、拱腰和邊墻部位分別埋設測樁。測樁埋設深度40cm,鉆孔直徑32,用快凝水泥或早強錨固劑固定,測樁每斷面量測點;上下臺階施工時按照上斷面布置3個量測點(拱頂及拱腰,下臺階布置兩個(邊墻。當采用全斷面開挖時,每段面量測點布置3個(拱頂及邊墻,采用隧道凈空收斂計量測周邊收斂變形。盡可能把測點布置在選測項目量測斷面位置。量測斷面的測點

8、布置見圖2。表2 凈空變化量測測線數 圖2:拱頂下沉量測和凈空變化量測布置示例圖 6.3拱頂下沉量測拱頂下沉量測是在隧道開挖毛洞的拱頂預埋一個帶掛鉤的錨樁,測樁埋設深度40cm,用快凝水泥或早強錨固劑固定,測樁頭需設保護罩。用精密的水準儀、鋼圈尺量測拱頂下沉。應有測點布置在選測項目量測斷面位置。量測斷面的測點布置見圖2。6.4錨桿軸力量測沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊墻打5個測孔,孔深3.7 m5m ,孔徑50mm。測孔內設4個測點,每個斷面20個測點。采用錨桿測力計及拉拔計量測。6.5 圍巖內部位移量測沿隧道圍巖周邊分別在拱頂、拱腰和邊墻共打5個深孔,孔深3.7 m5m、孔徑50mm,采用4點桿

9、式多點位移計量測,一個斷面共20個測點。量測斷面盡可能靠近掌子面,及時安裝,測取讀數。6.6復合式襯砌圍巖壓力及接觸壓力量測復合式襯砌圍巖壓力及接觸壓力量測布置在周邊位移量測的同一斷面上,沿隧道周邊拱頂,拱腰和邊墻埋設壓力傳感器,將雙膜鋼弦式壓力盒分別埋設在圍巖與噴射混凝土與之間;噴射混凝土與二次襯砌之間。圍巖與噴混凝土之間的壓力盒是在噴混凝土施工以前埋設,噴射混凝土與二次襯砌之間的壓力盒是在掛防水板之前進行安裝,測取圍巖對噴射混凝土壓力;圍巖對二次模注混凝土襯砌的壓力。混凝土達到初凝強度以后開始測取讀數。每個斷面設5個測點。隧道內斷面位置的設置與周邊位移量測相同。量測斷面的測點布置位置與噴射

10、混凝土軸向應力測點市置位置相同。6.7噴射混凝土軸向應力量測噴射混凝土軸向應力測點布置在周邊位移量測的同一斷面上,沿隧道的拱頂、拱腰和邊墻在噴射混凝土內埋設5個混凝土應變計。圍巖初噴以后,在初噴面上固定應變計,然后再復噴,將傳感器全部覆蓋并使傳感器居中。噴射混凝土達到初凝時開始測取讀數。6.8二次襯砌應力量測二次襯砌應力量測與噴射混凝土軸向應力量測基本相同,設在同一斷面上。傳感器埋設在二次襯砌混凝土內,一個斷面5個測點。斷面布置與周邊位移量測相同。量測斷面的測點布置位置與噴射混凝土軸向應力測點布置位置相同。6.9型鋼支撐應力量測型鋼支撐應力量測設在周邊位移量測斷面位置。采用鋼筋應力計焊接在型鋼

11、上,量測型鋼應力。型鋼支撐安裝完以后即可測取讀數。量測斷面的測點布置位置與噴射混凝上徑向應力測點布置位置相同。6.10地表沉降觀測擬在隧道進出口和淺埋地段觀測地表沉降。并在隧道上方沿線建(構筑物布設沉降觀測斷面,每個斷面擬設7個測點,為了加強沿線建(構筑物地表沉降量測,測點可以按需要增加,斷面位置可適當的調整。 圖3隧道地表沉降測點布置圖在隧洞開挖影響范圍以外穩固、不易受到破壞且通視條件良好的地方相應埋設510個基準點。測點應埋水泥樁,測量放線定位,用水準儀量測。隧道開挖距測點前30m處開始量測,隧道開挖超過測點30m、并待沉降穩定以后停止量測。7.量測頻率每個測點測取讀數的頻率不少于規范要求

12、,同時要滿足工程需要,詳見表3量測頻率表。對于采用分部開挖的地段,如正臺階開挖,上半斷面開挖和下半斷面開挖不在同一時間,當量測斷面工作狀態發生改變時的前后一個星期之內或距離測點一倍洞跨以內是按 1次/天的頻率采集數據。如埋設的測點量測期間遭到破壞,恢復以后按新埋測點要求采集讀數。量測過程中若遇圍巖變形速率較快時,量測表3 按位移速度確定的監控量測頻率 頻率應在規范規定的基礎上加密。8監控量測控制基準1監控量測控制基準包括隧道內位移、地表沉降、爆破振動等,應根據地質條件、隧道施工安全性、隧道結構的長期穩定性,以及周圍建(構筑特點和重要性等因素制定。2隧道初期支護極限相對位移參考表5選用。表5 隧

13、道初期支護極限相對位移 3水平收斂(拱腳附近7天平均值小于0.2mm/d,拱部下沉收斂速度小于0.15mm/d即達到穩定。9、監控量測系統及元器件的技術要求1監控量測系統的測試精度應滿足設計要求。拱頂下沉、凈空變化、地表沉降、縱向位移、隧底隆起測試精度為0.51mm,圍巖內部位移測試精度為0.1mm,爆破振動速度測試為1mm/s。其它監控量測項目的測試精度結合元器件的精度確定。2元器件的量程應滿足設計要求,并具有良好的防震、防水、防腐性能。10. 監控量測組織機構針對本管段隧道監控量測的特點,成立以項目總工為組長,項目副總、工程部長、安質部長為副組長,現場施工技術人員和施工隊技術人員為組員的組

14、織機構。項目部總體負責隧道的監控量測工作,包括資料的分析整理、報告編寫,與業主、監理、承包人的聯系與協調,并及時解決工程中的問題。量測小組常駐隧道現場,每個量測小組由2-3人組成(測量人員、現場技術人員、施工隊技術人員,負責現場的量測工作,包括測點埋設、數據采集、施工及圍巖信息收集等量測工作,并形成相關資料。組長:栗斌副組長:張勇田克強孟令孝組員:秦坤李朋濤祝林田增輝王龍飛11.監控量測數據分析及信息反饋1、監控量測數據取得后,應及時進行校對和整理,同時注明開挖方法和施工工序以及開挖面距監控量測點距離等信息。2、監控量測數據分析采用回歸分析方法。i3、信息反饋只要以位移反饋為主,主要依據時態曲線的形態對圍巖穩定性、支護結構的工作狀態,對周圍環境的影響程度進行判定,驗證和優化設計參數,指導施工。4、確保監控量測信息傳遞渠道暢通、反饋及時有效。5、監控量測數據的分析包括數據校核、數據整理及數據分析。每次觀測后立即對觀測數據進行校核,如有異常立即進行補測。每次觀測后及時對觀測數據進行整理,包括觀測數據計算、填表制圖、誤差處理等。6、監控量測數據的分析應包括以下主要內容:1根據量測值繪制時態曲線;2選擇回歸曲線,預測最終值,并與控制基準進行比較;3對支護及圍巖狀態、工法、工序進行