暗挖隧道监测方案.doc

暗挖隧道施工监测方案1、 工程概况本标段隧道工程为暗挖段，为设计主线下穿隧道的一部分，桩号为：左洞K1+585.761K1+705.459，总长119.698m。右洞K1+535.761K1+702.881，总长167.12m。设计内空断面1.1 地形地貌 勘察区地貌宏观上属xx南岸侵蚀丘陵斜坡地貌，地势总体趋势南高北低。原始地貌发育向北汇入xx的沟谷，沟谷相对高差3060m。后期人工填土改造活动强烈，现场区西部地形已几近平缓，仅xx酒店西侧还保持原始斜坡地形。xx酒店西侧的原始斜坡坡向正西，坡面较平直，上部砂岩形成高1012m陡崖，陡崖坡度角约6070，下部泥岩形成的缓坡坡度角约2030，勘察区目前地面高程为238282m。1.2工程地质本隧道穿越地段地貌为构造剥蚀丘陵地貌，原始地形为东高西低的斜坡地形，斜坡总体倾向约70，宏观坡角2535，隧道区沟谷不发育，无地表水系分布。隧道通过地段出露及钻探揭露的地层有：第四系全新统填筑土（Q4ml）和侏罗系中统上沙溪庙组沉积岩（J2S）。隧道通过地段为解放碑向斜轴部偏东翼，岩层呈单斜产出，岩层主状29058，经调查无断层通过隧道区，根据声波测试，隧道围岩岩体较完整，裂隙不发育。根据钻探揭露，隧道段岩体裂隙由上而下逐渐减少，常出现数十米完整岩芯无裂隙。隧址区内无不良地质现象发育。隧址区内地下水贫乏，隧道围岩为极微透水层微透水层，隧道涌水呈滴水状。左洞K1+566K1+700隧道段本段地形平缓。表层覆盖土层为人工填土，覆盖层厚0.33.0m，下伏岩体以泥岩为主夹砂岩，呈块状结构，裂隙不发育，岩体完整性指数为0.69左右。场地内地下水不发育。本隧道洞身段洞室埋深14.918.5m。围岩为泥岩，属IV级围岩。洞高7.20m，压力拱高1.6m，洞顶中风化岩层厚度13.415.6m，为0.971.13倍洞跨、8.49.8倍压力拱高；由此可见洞顶围岩厚度近于1倍洞跨，本类隧道成洞条件较好。隧道拱、侧壁稳定性评价：洞拱：因洞顶岩层为泥岩夹透镜状砂岩且岩层产状平缓，隧道施工中拱部无支护时围岩易于沿层面下坍产生小坍塌；左壁：从赤平投影图（图5.1-1）分析，隧道左壁与节理J1（产状33570）呈大角度直交，与J2（产状28075）反交，洞壁岩体稳定性较好，一般不会产生较大规模垮塌的现象。右壁：从赤平投影图（图5.1-1）分析，隧道右壁与节理J2呈小角度相交，节理J2对洞壁稳定性有一定影响。右洞K1+566K1+610隧道段本段地形平缓。表层覆盖土层为人工填土，覆盖层厚0.38.6m，下伏岩体以泥岩为主夹砂岩，呈块状结构，裂隙不发育，岩体完整性指数为0.69左右。场地内地下水不发育。本隧道洞身段洞室埋深16.817.3m。围岩为泥岩，属IV级围岩。洞高7.20m，压力拱高1.6m，洞顶中风化岩层厚度3.015.8m，为0.221.14倍洞跨、1.99.8倍压力拱高；本隧道在里程K1+570K1+590段因顶板中风化岩层较厚（约为1倍洞跨厚度）成洞条件较好，但K1+595K1+610段因顶板中风化岩层较薄（小于1倍洞跨厚度）隧道成洞条件较差。洞拱：因洞顶岩层为泥岩夹透镜状砂岩且岩层产状平缓，隧道施工中拱部无支护时围岩易于沿层面下坍产生小坍塌；左壁：从赤平投影图（图5.1-1）分析，隧道左壁与节理J1呈大角度直交，与J2反交，洞壁岩体稳定性较好，一般不会产生较大规模垮塌的现象。右壁：从赤平投影图（图5.1-1）分析，隧道右壁与节理J2呈小角度相交，节理J2对洞壁稳定性有一定影响。2、围岩监测2.1现场监控量测目的现场监控量测，是在隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为喷锚支护和二次衬砌混凝土的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，围岩量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。2.2现场监控量测的作用a.了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；b.提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次砼衬砌施作时间；c.依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下加快施工进度；d.积累量测数据数据，提高施工技术水平。2.3现场监控量测流程施工围岩支护结构位移、应变量地表监测预报地质预测预报围岩支护结构状态指标体系综合判断分析应急措施调整施工程序，修正支护参数现场监控量测流程图2.4现场监测项目、仪器及要求a.地质及初期支护状况观察每次爆破后和初喷混凝土后通过肉眼观察、地质罗盘测量和锤击检查，描述和记录围岩的地质情况、岩层产状、裂隙、溶洞、地下水以及支护效果，对围岩稳定性作出评价，判断围岩类别是否与设计相符，必要时应拍照，测量地下水流量。每一量测断面要有一张记录表并填图。b.周边位移量测在预测点的断面，隧道开挖爆破以后，尽可能早地沿着隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设球头测桩。测桩埋设深度30cm左右，钻孔直径同锚杆，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩球头需设保护罩。采用周边收敛计（SWJ-型）量测周边收敛变形。进出口洞门及洞身各设若干个量测断面，断面之间间距1050m。c.拱顶下沉量测拱顶下沉量测是周边位移量的补充，在周边位移量测的同一断面的拱顶中轴线处设1个带钩的锚桩，锚桩的埋设要求与周边收敛计测桩相同。用水准仪、钢尺、测杆进行量测。d.围岩内部位移量测e.空箱挡墙位移量测隧道开挖到空箱挡墙位置后，在空箱挡墙上设置坐标高程观测点。观测点之间间距1020m。根据测量观测结果对空箱挡墙进行评价。判断出是否与设计要求相符，及时反馈设计。f.地表下沉观测在隧道上部路面上设置坐标高程观测带点，观测点之间的间距1020米。根据测量观测结果反馈设计单位。2.4.1量测项目及内容见下表所示。量测项目及方法一览表序号项目名称方法及工具布 置量测间隔时间115d16d1个月13个月大于3个月必测项目地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每 次 爆 破 后 进 行水平净空收敛收敛计每1015m一个断面,每断面2对测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月周边位移BJSD-2型激光隧道限界检测仪每1050m一个断面，每断面2-3对测点。1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月拱顶下沉NA828水平仪、挂钩式钢尺水准尺或BJSD-2型激光隧道限界检测仪每1050m一个断面。1-2次/天1次/天1-2次/周1-3次/月锚杆轴力各类电测锚杆,锚杆测力计或拉拔器每1050m一个断面，每断面至少做3根。1-2次/周1-2次/月地表下沉水平仪、水准尺浅满洞口段每10-20m一个断面，每断面宽度3B范围内至少3个测点。1-2次/天1次/天1-2次/周1-3次/月选择项目钢架拱内力和外力支柱压力计、应变计基其它测力计每1050m榀格栅拱一对测力计1次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月钢支撑内力及外力支柱压力计或其它测力计每10榀钢拱支撑一对测力计1次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月2.5现场量测要求a.喷锚支护施作2h后即埋设测点，进行第一次量测数据采集。b.测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。c.测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则要检查仪器表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。每次测试都要认真作好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量测数据在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，要及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。d.测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行数据整理，监控量测数据须认真整理和审核。2.6量测断面间距、测点布置量测断面间距、测点布置将严格按设计数据执行。 测点布设如下图所示：隧道拱顶下沉量A与隧道周边收敛值B按下式计算 图4-12 测 点 布 置 图：B/2B/2HBACO测桩测桩测桩AB周边收敛及拱顶下沉计算图式2.7量测记录在整个观测期间，应设立值班记录本，详细记录值班期间的一切情况，包括施工方法、施工部位、施工工艺流程以及施工进展情况，量测时工作面的施工内容以及量测点施工工序情况；量测时气候环境以及洞内温度、湿度情况；人工对工作面及其周围地质和支护状况的观测情况，如隧道洞内渗流水、喷射混凝土和衬砌上的裂缝开裂情况以及锚杆的工作状况等。2.8量测频率各量测项目通常的观测频度为隧道开挖或初期支护的半个月内，每天应观测12次，半个月后到一个月内，或工作面推进到距观测面大于二倍洞径的距离后，每2d观测一次，一到三个月内，每周观测12次；三个月后，每月观测13次。若有特殊要求，则按原定要求进行。如遇突发事件，应加强观测。个量测项目按有关规定的量测频度进行量测外，还应根据其量测值变化的大小来确定观测频度。不同的基线和测点，位移速度也不同，因此，应以产生最大位移者来决定量测频度，但在整个量测断面内的各基线或测点应采用相同的量测频度。具体量测安排见量测项目和方法一览表。量测频率应注意以下两点：应当十分重视各量测项目读数的准确性；测得的数据应尽可能在现场整理分析，尽快提交工程施工单位和项目决策部门，为此修改设计，调整支护参数，合理安排施工进度。2.9量测数据分析和信息反馈除按要求完成原始资料的整理外；应完成位移及位移速度随时间的变化曲线；位移及位移速度与开挖撑子面距离的关系曲线。观测发现异常时，应及时会同设计、建设、监理等相关单位共同研究修改支护参数，一般正常状态应满足以下要求：1)喷射混凝土层表面无裂缝或仅有少量裂缝。2)位移速度除工作面刚通过量测断面一、二天内允许再加速外，以后应迅速减小。3)地表下沉速度应小于相应洞内拱顶下沉速度。若位移很快达到稳定，且围岩状况比预计的好时，可适当减弱原始参数。 二次支护（模注混凝土）施作时间：各观测项目显示位移速度明显减缓，并已基本稳定。各项位移值已达到预计位移量的80-90（预计位移量可通过回归分析获得）。各项位移速度小于0.1-0.2mm/d。将量测数据进行处理和分析，绘制时间位移曲线。一般情况会出现如下两种时间位移特征曲线见下图5.12所示：(a) 图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作二次混凝土衬砌。(b) 图表示位移变化异常，出现反弯点喷锚支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。2.10遇下列情况应立即停工，待处理措施实施完全后方可施工：（1）周边及开挖塌方、滑坡及破裂；（2）量测数据有不断增大的趋势；（3）支护结构变化过大或出现明显的受力裂缝，且不断发展；（4）时态位移曲线长时间没有变缓的趋势。2.11量测管理工作隧道现场监控量测成立专门量测小组。量测组负责测点的埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作。现场监控量测应按量测计划认真组织实施，并及时将有关量测信息反馈于施工与设计。由于现场量测与隧道施工作业易发生干扰，因此量测工作与施工作业必须紧密配合、相互支持，施工要为量测创造条件，提供方便。