隧洞施工期收敛变形监测方案样本.doc

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目 录
1工程概况 1
2 执行技术规范和编制依据 1
3 资源配置 1
3.1 人员配置 1
3.2 设备配置 1
4 隧洞变形监测技术要求 2
5 隧洞变形监测方案 2
5.1 监测方案设计原则 2
5.2 洞内施工期变形监测 3
5.3 变形监测频率 4
5.4 变形监测方法及数据处理 4
6 隧洞沉降观测 6
6.1 沉降变形测量点的布设 6
6.2 沉降观测方法及频次 6
6.3 沉降观测精度要求 7
7 测量记录及资料管理 7

1 工程概况
吉林省中部供水辽源干线施工三标段工程项目位于四平市伊通满族自治县、 辽源市东辽县。标段桩号33+949～49+657, 线路全长15.708km。主要施工内容包括: 隧洞、 PCCP管道、 钢管道、 附属建筑物、 交叉工程、 出水闸工程、 交通工程及其它临时工程等, 其中, 隧洞长11.347km, 成洞洞径2.6m; PCCP管道直径2.2m, 长3.937km; 钢管道( 包含钢管外包混凝土段) 直径2.2m, 长0.424 km。
本标段线路总体走向由北向南, 地势由高到低再到高, 地貌单元主要有河谷堆积地形(漫滩阶地)、 剥蚀堆积地形(波状台地)和构造剥蚀地形(低山丘陵)。沿线山势起伏, 植被较发育, 洞室最大埋深135m。本标段穿越地层岩性主要有新生界第四系全新统冲积堆积层、 中更新统冲洪积堆积、 始渐新统泥岩和砂岩, 侵入岩为燕山及华力西期花岗岩和花岗闪长岩等。其中2#隧洞根据地质资料划分围岩类别为: Ⅱ类围占42.7%、 Ⅲ类围岩占24. 0%、 Ⅳ～Ⅴ类占33.3%。3#隧洞根据地质资料划分围岩类别为: Ⅱ类围占20.9%、 Ⅲ类围岩占33.9%、 Ⅳ～Ⅴ类占45.2%

2 执行技术规范和编制依据
施工测量依据如下:
《工程测量规范》 GB50026-
《水利水电工程施工测量规范》 DL/T5173-
《建筑变形测量规范》 JGJ8-
《铁路隧道监控量测技术规程》 Q/CR9218-

3 资源配置
3.1 人员配置
主要监测人员见表3.1。
表3.1 人员及分工情况表
序号
姓名
职位
职称
参加工作时间
证书编号
1
杨富友
测量队长
工程师

0363
2
赵秉毅
测量员
测量员

3
汪通
测量员
测量员

0444
4
褚开开
测量员
测量员

2088
3.2 设备配置
监测设备配置见表3.2。
表3.2 收敛变形监测设备配置表
序号
设备名称
仪器型号
仪器精度
数量( 台)
备注
1
全站仪
莱卡TS06
2mm+2ppm
1
已检定
2
水准仪
南方NL32A
±0.5"
1
已检定
3
数显收敛仪
JSS20A

0.1mm
7
已检定
以上测量仪器均经国家法定计量鉴定机构鉴定合格, 并在有效期内, 可用于相应等级精度要求的测量工作。

4 隧洞变形监测技术要求
在施工期的安全监测中, 根据围岩类别隧洞开挖跨度及洞体埋深情况, 按下表估算围岩的允许变形值作为围岩稳定状态的标准值。当实测围岩变形值出现下列情况之一时(见表4), 应立即修正支护参数, 进行二次支护或采取新的加固措施。
表4 隧洞变形量允许值表
围岩类别
埋深( m)
<50
50～300
>300
Ⅲ
0.10～0.30
0.20～0.50
0.40～1.20
Ⅳ
0.15～0.50
0.40～1.20
0.80～2.0
Ⅴ
0.20～0.80
0.60～1.60
1.00～3.00
注1:表中允许位移值用相对值表示,指两点间实测位移累计值与两测点间距离之比。
注2: 脆性围岩取小值, 塑性围岩取较大值。

5 隧洞变形监测方案
5.1 监测方案设计原则
岩体表面变形是隧洞开挖后其应力形态变化的直观反映, 对于地下工程的稳定能提供较可靠的信息, 也比较容易施测, 故此进行隧洞施工期现场变形监测时量测相对位移值, 即量测内空收敛变形。施工期现场监测实施的主要目的, 在于掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈、 指导施工作业; 了解支护结构的作用和效果; 确保工程施工安全和经济性; 将监测的成果反馈于设计与施工过程中。
5.2 洞内施工期变形监测
按照上述设计原则及对施工监测条件的分析, 本工程施工监测方案按照隧洞前期地质勘探结果, 将隧洞分为Ⅲ、 Ⅳ、 V类三种围岩情况, 根据不同的测点布设原则, 在隧洞相应位置埋设预埋件, 预埋件的长度根据需要加工, 连接件与预埋件进行焊接, 并使销钉孔方向垂直于洞壁, 布置示意图如图5.2-1:

图5.2-1 变形监测点布置示意图
5.2.1 Ⅲ、 IV、 V类围岩监测断面的测点布置
本工程隧洞段Ⅲ、 Ⅳ、 V类完整性总体一般, 裂隙发育。变形监测断面按照分段控制的原则。Ⅲ类围岩洞段为华力西晚期侵入花岗岩, 弱风化, 中细粒结构, 块状构造, 中硬岩, 节理裂隙较发育, 结构面呈闭合状或微张状岩屑充填, 岩体完整性差, 整体围岩稳定性差, 每隔15～30m设置一个变形监测断面。Ⅳ类围岩洞段为华力西晚期侵入花岗岩, 强-弱风化, 中细粒结构, 块状构造, 较软岩-中硬岩, 节理裂隙发育, 结构面多呈微张状, 岩屑或泥质充填, 岩体完整性差, 局部较破碎, 围岩不稳定, 每隔10～20m设置一个变形监测断面。V类围岩洞段为华力西晚期侵入花岗岩, 多为全-强风化, 中细粒结构, 块状-散体构造, 多为软岩-较软岩, 节理裂隙发育, 结构面多为泥质充填, 岩体破碎-较破碎, 围岩不稳定。每隔5～10m间距布置一个变形监测断面。在开挖近掌子面的设计断面上埋设测点, 埋设距离距掌子面不大于1m。测点按照圆形断面3测点3测线进行布置( 见图5.2.1) , 量测采用数显收敛仪。并在Ⅲ、 Ⅳ、 V类围岩的不良地质洞段紧跟掌子面布置若干个变形监测断面, 以掌握围岩和支护的变形动态信息。

图5.2.1-1 主洞段施工期位移监测断面图 图5.2.1-2 支洞施工期位移监测断面图

图5.2.1-(1、 2) Ⅲ、 Ⅳ、 V类围岩监测点布置图
5.3 变形监测频率
变形监测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表5.3.1和表5.3.2确定。由测点距开挖面的距离决定的监控量测频率和又位移速度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。
表5.3.1 按距开挖面距离确定的变形监测频率
监控量测断面距开挖面距离( m)
监控量测频率
( 0～1) B
2次/d
( 1～2) B
1次/d
( 2～5) B
1次/( 2d～3d)
>5B
1次/(7d)
表5.3.2 按位移速度确定的监控量测频率
位移速度( mm/d)
监控量测频率
≥5
2次/d
1～5
1次/d
0.5～1
1次/( 2d～3d)
0.2～0.5
1次/( 3d)
<0.2
1次/( 7d)
注: B为毛洞宽度。
5.4 变形监测方法及数据处理
1 首先在测点处牢固的埋设预埋件;预埋件长度根据需要加工, 连接件与预埋件的连接, 应使销钉孔方向铅直。
2 检查予埋测点有无损坏、 松动并将测点灰尘擦净。
3 打开收敛计钢尺摇把, 拉出尺头挂钩放入测点孔内, 将收敛计拉至另一测点, 并将尺架挂钩挂入测点孔内, 选择合适的尺孔, 将尺孔销插入与联尺架固定。
4 调整调节螺母, 仔细观察, 使塑料窗口上的刻线对在张力窗口内标尺上的两条白线之间( 每次应一致) 。
5 记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度, 每次基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于 0.05mm 时, 应重新测试。
6 测试过程中, 若数显读数已超过 25mm , 则应将钢尺收拢( 换尺孔) 25mm 重新测试, 两组平均值相减, 即为两尺孔的实际间距, 以消除钢尺冲孔距离不精确造成的测量误差。
7 记录数据、 时间、 温度、 尺孔位置和测点编号。
8 一条基线测完后, 应及时逆时针转动调节螺母, 摘下收敛计, 打开尺卡收拢钢带尺, 为下一次使用作好准备。
9 记录数据有三项内容, 包括数显读数; 钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值, 三次读数的偏差应小于 0.05mm。
10 收敛变形观测的记录数据有三项内容, 包括数显读数; 钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值, 三次读数的偏差应小于 0.05mm。
11基线两点间收敛值S按下式计算:

式中: －首次数显读数, ( mm) ;
－首次钢尺长度, ( mm) ;
－第n次数显读数, ( mm) ;
－第n次钢尺长度, ( mm) 。
如第n次测量与首次测量的环境温度相差较大时, 要进行温度修正。公式如下:

式中: －温度修正后钢尺长度, ( mm) ;
—钢尺材料的线膨胀系数, 取 1.17 × ℃;
—第n次量测环境温度, (℃);
—首次测量环境温度, (℃);
钢尺温度修正后收敛值 按下式计算:

基线缩短, 或为正值, 反之为负。
12每月5日前按监理指示报送上个月施工期的监测原始资料以及监测成果分析报告。

6 隧洞沉降观测
6.1 沉降变形测量点的布设
沉降变形测量点分为基准点、 工作点和观测点三类, 其布设按下列要求:
1 基准点, 要求建立在沉降变形区以外的稳定地区, 基准点使用设计院移交的高程基准点。
2 工作基点, 要求埋设在稳定区域, 在观测期间稳定不变, 测定沉降变形点时作为高程的传递点。
3 沉降观测点, 直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体的特征部位, 不但要求设置牢固, 便于观测, 还要求形式美观, 结构合理, 且不破坏沉降变形体的外观和使用。
6.1.1 洞外沉降观测点的布设
本标段隧洞洞外沉降监测主要对象为洞口高边坡, 洞口仰坡及侧坡处因地下水含量变化及气温变化的影响, 边坡稳定性较差, 需对其定期监测, 实时掌控其沉降情况, 必要时采取加强支护以保证边坡稳定。每隔2～5m布设一个监测点, 在地面以下挖0.3×0.3×0.3m的坑, 用混凝土灌填并埋设钢筋( Φ22) , 钢筋头露出混凝土面10mm( 如图6.1.1) 。监控量测使用水准仪测定其高程, 数据采集完成后进行沉降分析。

图6.1.1 洞外沉降观测点布设示意图

6.1.2 洞内沉降观测点的布设
本标段隧洞为圆洞, 结合隧洞内施工期开挖情况, 洞内沉降观测主要对象为拱顶, 测点同变形观测拱顶点, 根据需要制作预埋件, 预埋件为销钉, 连接件焊接至预埋件, 并使销钉孔方向垂直于洞壁, 并将反光片贴在连接件上。
6.2 沉降观测方法及频次
1 洞外沉降观测采用四等水准单线路往返测, 同一区段的往返测使用同一型号仪器及同一个标尺, 观测时应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行, 气温突变时不得进行观测。
2 洞内沉降观测采用四等水准单线路往返测, 使用全站仪进行观测, 每个断面应在开挖后立即进行, 至隧洞沉降稳定后进行定期观测并详细记录资料、 绘制沉降时程曲线。
3 洞内沉降观测一般不少于3个月, 当观测数据不足或沉降评估不能满足设计要求时, 适当延长观测期。沉降观测时间分为两个阶段:
1)第一阶段是锚喷支护完成至沉降观测稳定。
2)第二阶段为二衬后的3个月。
4 为方便观测, 沉降观测与隧洞收敛观测同时进行。
6.3 沉降观测精度要求
沉降水准的测量精度为±1mm, 读数取位至0.01mm。隧洞水准路线观测按国家四等精密水准测量要求形成附合水准路线, 沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧, 水准路线观测示意图如图6.3所示:

图6.3 隧洞沉降观测水准路线示意图

7 测量记录及资料管理
观测资料应齐全、 详细、 规范附合设计要求, 并由内业计算人员及时进行数据处理、 分析、 归档。需要提交的资料要求及时整理、 汇总、 分析, 按照有关规定整编成册, 并及时上报监理。