隧道监控量测作业指导书样本.doc

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新建蒙西至华中铁路煤运通道工程

编号:

隧道监控量测作业指导书

单位: 中铁六局集团有限公司蒙华铁路
MHTJ-17标段项目经理部
编制:
审核:
批准:

年 月 日发布 年 月 日实施

目 录
1.适用范围 1
2.作业准备 1
3.技术要求 1
4.施工程序与工艺流程 2
5.监控量测实施 2
6.劳动组织 12
7.设备机具配置 12
8.监控量测质量及安全保证措施 12

隧道监控量测作业指导书
1.适用范围
适用于新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程MHTJ-17标段隧道监控量测。
2．作业准备
2.1开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现场量测仪器应根据量测项目及测试精度来选用, 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现场成立专门监控量测小组, 负责测点埋设、 日常监测、 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。
3．技术要求
3.1施工中应将现场监控量测作为工序引入作业循环, 并结合地质预报做出评价, 优化设计参数, 实施动态管理。监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中.
3.2监控量测应紧接开挖、 支护作业, 按设计要求进行布点和监测, 并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。
3.3量测数据应及时分析处理, 并与工程类比法相结合, 及时调整支护参数或施工方案。
3.4施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、 审核制度, 保证数据的可靠性和精准性。
3.5根据监控量测精度要求, 应尽量减少系统误差, 控制偶然误差, 避免人为错误, 提高测量精度。
4．施工程序与工艺流程
4.1施工程序
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→指导施工

监控量测工艺流程图
5.监控量测实施
5.1断面及测点布设原则
5.1.1拱顶下沉和水平收敛断面

拱顶下沉和水平收敛监测断面间距
围岩级别
断面间距( m)
Ⅴ
5
Ⅳ
20
Ⅲ( 软质岩)
50
Ⅲ( 硬质岩)
在特殊地段布设监测断面
Ⅱ
在特殊地段布设监测断面
备注: ①Ⅳ级围岩, 在不良地质地段( 主要指水平层软质岩等) 监测断面应适当加密。
②Ⅲ级软质岩主要指: 砂岩、 片岩、 板岩、 页岩、 泥质砂岩、 砂砾岩、 泥灰岩等。
③Ⅲ级硬质围岩、 Ⅱ级围岩原则上不布设监测断面, 特殊地段根据现场情况布设监测断面, 特殊地段指:
a掌子面施工时, 有掉块、 坍方等的地段;
b初期支护有开裂、 剥落等的地段;
c需要进行设计调整的段落( 进行一定的监测, 为动态调整支护参数、 施工方法等提供参考, 验证调整效果;
d其它需要进行监测的地段。
④各断面布设间距误差控制在”断面间距的10%”以内。
5.1.2地表沉降断面
地表沉降监测断面间距
隧道埋深与开挖宽度
断面间距( m)
2B＜H0 ≤2( H+B)
20
B＜H0 ≤2B
10
H0 ≤B
5
备注: ①H0为隧道埋深, H为隧道开挖高度, B为隧道开挖宽度;
②地表沉降测点应在隧道开挖前布设;
③地表沉降断面与洞内监测断面应尽量布置在同一断面。
5.1.3拱顶下沉和水平收敛测点
①测点布设应按施工方法区分, 全断面、 两台阶、 三台阶按下图所示进行布置, 其它特殊地段施工方法的测点布设根据现场实际情况进行布置。

( a) 全断面法 ( b) 两台阶法

( c) 三台阶法
拱顶下沉和水平收敛测点布置示意图
②拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上。
③初支应与围岩密贴, 测点埋设在钢架、 格栅等初期支护上。
④测点应在初支支护后立即埋设。
⑤初始读数应在测点埋设12h内读取。
⑥拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线附近, 数值采用绝对高程, 周期性复核后视点, 保证其数据可靠性。
5.1.4地表沉降测点
①测点应在隧道开挖前布设, 横向间距为2～5m, 在一个断面内应设7~11个测点, 按下图所示进行布置, 在隧道中线附近测点应适当加密。

地表沉降横向测点布置示意图
②隧道中线两侧监测范围不应小于H0 +B。当对地表沉降有特殊要求时, 监测间距应适当加密, 范围应适当加宽。
③基准点应设置在隧道施工影响范围以外稳定处, 并设置复核性测点, 保证其数据可靠性。
5.2监测频率
5.2.1洞内、 外观察
每施工循环记录一次, 必要时加大观察频率。
5.2.2 拱顶下沉和水平收敛监测
①一般为1次/天。
②台阶法施工, 下部开挖过程中, 频率为2次/天。
③出现异常情况时, 根据现场管理要求, 加大监测频率。
④当变形趋于稳定时, 监测频率按下表进行。
变形趋于稳定时的监测频率
支护状态
平均变形速率
持续时间
监控频率
初支全环封闭
＜2mm/d
＞3天
1次/3天
初支全环封闭
＜1mm/d
＞7天
1次/7天
初支全环封闭
＜1mm/d
＞15天
1次/15天
⑤在初期支护稳定后, 可停止该断面的监测。初期支护稳定须同时满足以下条件:
a初期支护表观现象正常;
b拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d, 且持续1个月以上;
c变形时态曲线已经收敛。
5.2.3地表沉降监测
①一般为1次/天。
②出现异常情况时, 应加大监测频率。
③在二次衬砌施工经过监测断面 H0 +B距离后( H0为该断面隧道埋深, B为该断面隧道开挖宽度) , 且地表沉降变形时态曲线已经收敛, 可停止该断面监测。
5.3.监测管理值
采用变形总量、 变形速率、 初期支护表观现象和变形时态曲线等4项对隧道施工安全进行综合等级管理。
变形总量与变形速率应控制在管理等级范围内, 及时巡视观察初支表观有无异常, 同时结合变形时态曲线形态进行综合分析处理。
5.3.1管理等级及对应措施
管理等级及对应措施
管理等级
对应措施
正常( 绿色)
正常施工
预警二级( 黄色)
加强监测, 密切关注发展情况, 分析原因, 调整施工, 使隧道变形趋稳,并制定应急方案和对策
预警一级( 红色)
暂停施工, 加强监测, 启动应急预案, 采取相应工程措施
5.3.2变形总量管理值
一般地段变形总量管理等级
变形总量/( mm)
管理等级
正常
( 绿色)
预警二级
( 黄色)
预警一级
( 红色)
拱顶下沉

Ⅲ
＜25
25～35
≥35
Ⅳ
＜72
72～96
≥96
Ⅴ
＜90
90～120
≥120
水平收敛

Ⅲ
＜10
10～15
≥15
Ⅳ
＜35
35～50
≥50
Ⅴ
＜45
45～60
≥60
备注: 本表所建议变形总量管理等级应结合现场施工情况进行动态调整;

台阶法开挖时拱顶下沉和水平收敛变形总量管理值分配
基准值
工法
分部1
分部2
分部3
台阶法
40%
70%
—
三台阶法
30%
50%
70%
备注: 本表按隧道各分部开挖工序制定, 其中( %) 为各分部累计变形量相对于对应变形总量的百分比。
5.3.3变形速率管理值
变形速率管理等级
变形速率/( mm/d)
管理等级
正常( 绿色)
预警二级
( 黄色)
预警一级
( 红色)
开挖过程中
拱顶下沉
双线正洞
＜5.0
5.0～10.0
≥10.0
水平收敛
双线正洞
＜3.0
3.0～6.0
≥6.0
仰拱封闭后
拱顶下沉
水平收敛
双线正洞
＜2.0
2.0～4.0
≥4.0
备注: 本表所建议变形速率管理等级应结合现场施工情况进行动态调整。
5.3.4初期支护表观现象
隧道施工过程中应对隧道初期支护表观进行观察, 当初期支护出现下表所述现象时, 应及时进行信息反馈, 并采取相应工程措施。
需要采取工程措施的初期支护表观现象
序号
初期支护
表观现象
1
喷混凝土
初期支护混凝土出现开裂、 剥落、 掉块等现象
①纵向开裂超过3榀钢支撑间距;
②环向开裂超过已施工支护周长的1/3;
③裂缝宽度超过1mm 。
2
钢拱架等
扭曲、 异响、 拱脚下沉等。
5.3.5变形时态曲线特征
t
u
t
u
t
u

( a) 正常 ( b) 预警二级 ( c) 预警一级
变形时态曲线特征图
当变形处于初期匀速变形阶段和平稳发展阶段时, 隧道处于相对安全的状态; 围岩变形过程中, 在围岩不失稳的正常情况下, 在量测断面附近进行开挖施工时, 受施工扰动, 存在一定的变形加速现象, 属于正常加速, 其余变形加速属于异常加速。异常加速是围岩失稳的征兆, 隧道施工安全存在威胁, 应进行预警。

变形时态曲线在管理等级中的体现
序号
管理等级
体现
1
正常( 绿色)
无变形异常加速, 变形特征曲线趋于收敛
2
预警二级( 黄色)
变形异常加速, 变形特征曲线无收敛迹象, 日均变形速率差值连续2天增大, 且均大于2mm/d时。
3
预警一级( 红色)
变形异常加速, 变形特征曲线无收敛迹象, 日均变形速率差值连续3天增大, 且均大于2mm/d时。
5.4监测方法
5.4.1洞内、 外观察
洞内开挖面观察: 开挖工作面观察应在每次开挖后进行, 及时绘制开挖工作面地质素描图、 填写开挖工作面地质状况记录表, 并与勘查资料进行对比, 此项工作由地质预报单位或专业地质工程师进行整理。
洞内已施工地段观察: 喷射混凝土、 钢拱架或格栅钢架变形等工作状态。主要观察内容如下:
①初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录, 要特别注意喷混凝土是否开裂和剥落。
②钢拱架或格栅钢架有无扭曲变形、 整体下沉等现象;
③拱架或围岩有无异响。
洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段, 记录地表开裂、 地表变形、 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。
5.4.2拱顶下沉和水平收敛监测
拱顶下沉和水平收敛监测采用全站仪配合反射膜片进行。
测点埋设: 采用直径不小于20mm的螺纹钢, 尾端( 隧道洞内方向) 进行45°斜切形成斜切面或者端部焊接钢板, 斜切面处或钢板上面粘贴测量专用反射膜片( 不小于1cm×1cm) 。

预埋杆件规格详图
②标识要求: 测点布设以后, 在测点位置用红色油漆做醒目标识, 每个断面左右侧各布设1个标示牌, 及时记录展示相关信息, 监测点上严禁悬挂物品。
③保护要求: 测点及时进行布设, 并做好保护, 防止破坏。现场监测与施工必须紧密配合, 施工现场应提供监测工作时间, 保证监测工作的正常进行, 监测测点的埋设计划应列入工程施工进度控制计划中。
④破坏与松动处理要求: 如果测点被破坏, 应在被破坏测点附近补埋, 重新进行数据采集; 如果测点出现松动, 则应及时加固, 重新读取初读数。
5.4.3地表沉降监测
地表沉降监测可采用全站仪或精密水准仪进行, 沉降测点埋设时先在地表钻孔, 然后埋入沉降测点, 外露1～2cm, 四周用混凝土填实。测点一般采用直径20～30mm, 长50～100cm半圆头钢筋制成。
5.5.测试精度要求
①拱顶下沉、 水平收敛、 地表沉降测试精度为±1.0mm。
②采用测距精度不小于2±2ppm的全站仪, 自由设站非接触进行监测能满足测试精度要求, 但当设站点与监测点距离增大时, 测量中误差会逐步增大。因此, 施测时设站点与监测点距离不宜过大, 应控制在100米范围以内, 同时保障测试环境的其它要求。
5.6.监测信息反馈
5.6.1应用隧道施工监测信息化平台系统, 及时反馈监测信息。
5.6.2根据反馈信息, 分析监测数据, 核查现场情况, 提出相应的工程对策与建议。
5.6.3按周、 月或季进行阶段分析, 分析总结监测数据, 了解和掌握支护结构变形规律, 对施工情况进行评价, 形成阶段分析报告, 指导后续施工。

监测信息反馈程序框图
5.7监测工作管理
①监测工作应根据合同文件和经审查批准的实施方案严格进行。
②监测工作应以项目实际情况为出发点, 监测程序、 报告和方法等应规范。
③监测数据应真实、 有效, 工作保质保量。
④监测各类报告应按合同要求及时提交。
⑤针对工程重难点, 应不定期开展监测技术专题会, 结合现场实际情况, 优化完善监测工作。
⑥定期对监测单位进行考核。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式: 采用架子队组织模式。
6.2量测人员配备表
每个作业工地人员配备表
负 责 人
1人
技术主管
1人
测量工
3人
7.设备机具配置
监控量测设备配置表
序号
名称
数量
主要特点
1
徕卡全站仪
1
可靠、 方便、 精度高
2
电子水准仪
1
可靠、 方便、 稳定
3
铟钢尺
1
可靠、 方便、 稳定
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, 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。
8.1.2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制计划。
8.1.3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。
8.1.4 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标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
8.1.5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。
8.1.6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。
8.2 安全监测预报
采用地质超前和工程类比相结合的方法, 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。
8.3安全监测反馈
8.3.1 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。
8.3.2 反馈指导施工
①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。
② 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。
③ 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。