宁西监理站隧道监控量测监理实施细则.doc

长沙中大建设监理有限公司宁西铁路增建二线（陕西段）NXJ-2标段监理实施细则隧道监控量测监理实施细则一、工程概况及特点 （1）工程概况改建铁路宁西线西安至南阳段增建二线NXJ-2标标段起讫里程K113+400K163+196.15（砚川（含）至孝义（含），线路总长49.796Km，其中新建线路长46.86Km。标段共有隧道九座，其中新黄沙岭隧道为全线主要控制工期工程。新黄沙岭隧道位于秦岭中山区，高程740-1240m，沟梁相间，地形起伏较大，隧道进口里程为DzK129+344，位于石鸠河左岸，地形较陡；出口里程DzK136+245，位于大赵峪街道村后山坡上，山体坡度较缓；工点区最大相对高差约430m，隧道全长6901m，为单线隧道。全隧除进口段385.23m位于R-2000m的曲线上面外，其余均位于直线上。隧道纵坡分别为3的上坡，5、11的下坡。工点范围内涉及的主要地层为第四系全新统坡积、错落堆积粉质黏土中更新统冲积膨胀土、白垩系泥岩夹砾岩、中元古界宽坪群大理岩、片岩夹大理岩及F4断层带物质碎裂岩。与工程有关的不良地质为膨胀土，与工程有关的断裂构造主要为F4（草坪街）断层和f9断层。设计预测隧道正常涌水量为9822.4m3/d，最大涌水量为23918.8m3/d。隧道区地表水对圬工具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级H1。全隧级围岩采用全断面施工，、级围岩采用台阶法施工。（2）主要技术标准a、铁路等级：I级； b、正线数目：双线；c、限制坡度：6，双机坡13（其中花园至蔡家河下坡为16）；d、速度目标值与最小曲线半径：120kmh（个别地段限速100kmh），最小曲线半径为1200m，困难地段600m；e、牵引种类：电力；f、机车类型：客SS7D、货HXD2B；g、牵引质量： 5000t;h、到发线有效长度：1050m（双机1080m）；i、闭塞类型：自动闭塞。(3)主要工程内容和数量标段内共有隧道九座，新陈家涧隧道长372 m、新石涧川一号隧道长136 m、新石涧川二号隧道长1569 m、新两岔河隧道长214m、胭脂岭隧道长789m、新黄沙岭隧道长6901m、新东龙山隧道长572、新夜村隧道长438m、新戴街村隧道长417m。(4)工程特点A.工程规模大标段内隧道共11408延长米/9座，隧道比重占线路总长的23.5%;B.工程地质复杂、技术难点多，洞身穿越不良地质、特殊岩土、侵蚀性环境；施工落实及质量控制工作量大，特别应加强监控量测工作，确保施工安全。二、编制依据 1、铁道部2010120号文件2、铁路隧道工程施工安全规程JB10304-2009、J947-20093、铁路隧道监控量测技术规程CTB10121-20074、设计文件和西安铁路局相关文件。三、隧道监控量测工作的目的（1）指导施工（2）修正设计参数（3）确保安全（4）积累资料四、隧道监控量测工作应纳入施工工序管理 由于近年来，隧道工程频频出现安全质量事故，究其原因，主要是对监控量测工作不够重视，认识不到位，敷衍了事，弄虚作假，结果害了自己又害了大家。所以参建人员应高度重视隧道监控量测工作，将该项工作纳入施工工序管理，实行严格的资料报检监理程序。五、监控量测流程图监控量测流程图监测准备监控量测操作人员培训监控量测仪器校验分析研究地质勘测资料制订监控量测计划隧道施工按设计、监理批复计划方案实施监控量测洞内外观察地质状态观测周边位移量测拱顶下沉量测支护状态量测其它项目量测工作面状态评价量测数据处理分析不稳定修改支护参数继续施工稳定施工结束稳定性判断六、监控量测方法与原则6.1、监控量测项目监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目在采用新奥法施工隧道中必须进行，选测项目应根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定。（1）、必测项目包括：洞内、洞外观察；水平相对净空变化量测；拱顶相对下沉量测；浅埋地段地表下沉量测。（2）、选测项目包括：围岩压力；钢架内力；围岩压力量测；支护、衬砌应力量测；钢架内力及所承受的荷载量测；围岩弹性波动速度测试。根据宁西铁路增建二线工程特点，隧道监控量测工作监理控制，一般选择只实施隧道监控量测中必测项目。具体见下表1-1。表1-1 隧道现场监控量测项目及量测方法 序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1洞内、洞外观察岩性、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2净空变化收敛计（断面仪、收敛仪）每1050m一个断面，每断面23观测点12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱顶下沉精密水准仪、水准尺、钢尺或测杆每1050m一个断面12次/天1次/2天12次/周13次/月4地表下沉精密水准仪、铟钢尺、全站仪每550m一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每520m一个测点开面距量测断面前后2B时，12次/天；开挖面距量测断面前后5B时，1次/2开；开挖面距量测断面前后5B时，1次/周必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目，具体监控量测项目见下表1-2。表1-2 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、数码相机罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段选测项目是满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项目，具体监控量测项目见下表1-3选择。表1-3 监控量测选测项目 序号监控量测项目常用量测仪器适用情况1围岩内部位移多点位移计软岩变形段2隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪膨胀性围岩段3爆破震动震动传感器、记录仪滑坡、下穿段或临近既有线段4孔隙水压力水压计饱和黄土段5水量三角堰、流量计可能出现涌水地段6围岩压力压力盒7钢架内力钢筋计、应变计8喷混凝土内力混凝土应变计9二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计10初期支护与二次衬砌接触力压力盒11锚杆轴力钢筋计12纵向位移多点位移计、全站仪6.2、监控量测断面及测点布置原则浅埋段地表沉降观测浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降观测点和隧道内测量内测点在同一断面里程。地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设置在地表沉降影响范围以外。测点埋设采用地表挖孔40*40*80cm，测标采用16mm钢筋四周用混凝土固定。测标顶端高于混凝土面2cm并低于地平面5cm，不易碰触到的地方。当采用常规测量困难的地段用全站仪测量。地表沉降观测点纵向间距布置要求见表1-4。在施工中隧道埋深HB时纵向测点间距取5m，当Bh2B时，地表沉降纵向测点间距取10m，当2Bh时，隧道纵向测点间距取20m；表1-4 地表下沉量测断面间距表埋深h与隧道开挖宽度B测点间距备注2Bh2050mH为隧道埋深Bh2B1020mB为隧道开挖宽度HB510m表1-5 浅埋及地表沉降观测部位统计表序号 隧道名称进口里程出口里程长度(m)浅埋、地表下沉沉降观测部位1新陈家涧隧道DyK119+082DyK119+454372 隧道进、出口2新石涧川一号隧道DyK119+522DyK119+658136 隧道进、出口3新石涧川二号隧道DyK119+906DyK121+4751569 隧道进、出口4新两岔河隧道DyK123+808DyK124+022214 隧道进、出口5胭脂岭隧道DzK128+442DzK129+231789 隧道进、出口6新黄沙岭隧道DzK129+344DzK136+2456901 隧道进、出口，隧道进口下穿公路段隧道中线量测各30m，DzK133+569-904，DzK135+210- DzK136+2007新东龙山隧道DyK139+080DyK139+652572 无不良地质8新夜村隧道DzK157+347DzK157+785438 无不良地质9新戴街隧道DzK160+481DzK160+898417 膨胀土地表沉降测点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于h+B，地表有控制建筑物时，量测范围应适当加宽。在中线左右各10m范围呢，沉降观测点间距为3m，其余范围测点间距设为为5m。地表下沉的测点布置如下图 地表下沉测点布置示意图 拱顶下沉与净空变形量测拱顶下沉测点和净空变形测点应布置在同一断面上，监控量测断面与测线按照下表要求布置 表1-6 拱顶下沉及水平收断面间距表围岩级别量测断面间距（m）30501030510表1-7 净空收敛量测测线数开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜线净空变形量测测线的布置如下图: 隧道净空变形量测线布置示意图监控量测频率拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的测量频率，根据变形速度和距开挖工作面距离从下表选择一个较高的量测频率。地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基本停止为止。特别关注开挖掌子面和地表下沉观测点同处在一个垂直断面时，各观测点的变化量。表1-8 拱顶下沉及周边收敛量测频率表变形速度（mm/d）量测断面距开挖面距离（m）量测频率5（01）B12次/天15（12）B1次/天0.51（12）B1次/2天0.20.5（25）B1次/2天0.25B1次/周注：表中B表示隧道开挖宽度量测点的埋设与保护A、量测点埋设时间的要求.量测布点要及时，净空收敛、拱顶下沉量测要在初喷混凝土后或在每次开挖后12小时内（最迟不超过24小时）取得初读数，且在下一循环开挖前必须完成。.已衬砌地段要在衬砌脱模后24小时内进行设点，并进行初始读数。B、测点的构造加工要求根据收敛挂钩的要求，水平收敛和拱顶下沉量测点采用8mm的光圆钢筋加工成右图形状。 C、地表下沉测点布设要求量测点采用16mm钢筋，周围采用砼包裹，量测标准高出砼2cm左右，地表下沉测点布设应超前于暗洞施工掌子面距离1020m，并加强监测。D、测点的标示与保护 .初期支护测点：测点不得焊接在钢格栅上，一定要埋设在土体或围岩内。埋设要牢固可靠、易于识别，用量测里程牌标明里程和测点的编号。.衬砌测点：采用反光材料在混凝土上做出统一标识，并注明里程；施工中注意保护，防止爆破和其他情况的破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品。 6.3、监控量测的方法（1）洞内外观察洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察。开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并做好地质描述、数码成像，填写好工作面地质状况记录表并与勘查资料进行对比。对已施工地段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定要求。在观察过程中如果发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，详细记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡的稳定状态、地表渗漏情况。拱顶下沉及水平相对净空变化量测净空变化量测在同一断面进行，每次开挖后尽早进行、初读数应在开挖后12h内读取，最迟不超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。并采取相同的量测频率。如位移出现异常情况，应加大量测频率。隧道净空变化量测采用收敛计进行。图6-1 监控量测作业工序流程图监控量测项目制定管理基准的设定修改管理基准值人员、仪器设备隧道开挖初期支护施工修改设计支护参数测点埋设监测数据采集监测数据分析对照基准值施工建议安全分析不满足满足施工建议 监测总结结束采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘在测勾上。量测方法采用自由设站或固定设站。拱顶下沉量测采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行应相互验证。测点埋设在拱顶轴线附近的基岩内，并与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时测点采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘在测勾上。量测方法采用自由设站或固定设。地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行。基准点设在地表沉降影响范围以外。如果常规水准测量手段困难时，采用全站仪三角高程测量。（3）选测项目混凝土、喷射混凝土应变量测采用混凝土应变计。围岩与期支护间的接触压力、初期支护与二次衬砌间的接触压力用压力盒量测。爆破震动监控量测采用震动传感器、记录仪进行量测。将传感器固定在预埋件上，通过爆破震动记录仪自动记录爆破震动速度和加速度，分析振动波形和震动衰减规律。孔隙水压力监控量测采用孔隙水压计进行量测，水压计埋入带刻槽的测点位置，保证水压计与水直接接触。通过数据采集各测点的读数换算出相应的孔隙水压力值。水量监控量测采用三角堰、流量计进行量测。七、监控量测数据分析及信息反馈7.1监控量测数据处理和分析监控量测数据取得后，及时进行校对和整理，同时注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。监控量测数据分析采用散点图和回归分析方法。信息反馈以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析。每次观测后立即对观测数据进行校核，如有异常及时补测。每次观测后及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。监控量测数据的分析包括以下主要内容：根据量测值绘制时态曲线； 选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策建议。监控量测信息反馈按下图7-1规定的程序进行。施工过程中进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。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。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。工程安全性评价后采用表7-1相应的工程对策。工程安全性评价流程见下图7-2所示。根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。工程对策主要应包括下列内容：一般措施a、稳定开挖工作面措施；b、调整开挖方法；c、调整初期支护强度和刚度并及时支护；d、降低爆破振动影响；e、围岩与支护结构间回填注浆。辅助施工措施a、地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；b、超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、掌子面及周侧围岩预注浆。图7-1 监控量测信息反馈图理论分析经验类别特殊要求判定基准现场调查与资料调研监控量测环境及工程安全性评价隧道施工监控量测实施细则隧道设计 环境及安全是否满足要求是 否调整设计参数，提出变更设计建议报监理、设计、建设单位变更设计 图7-2 工程安全性评价流程图表7-1 工程安全性评价分级及相应应对措施 管理等级应 对 措 施正常施工综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应的工程对策暂停施工，采取相应工程对策7.2、围岩量测的综合判定根据量测结果按下列指标进行:变形管理等级见下表表7-2 变形管理等级表管理等级管理位移施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U2U0/3应采取特殊支护注：U为实测位移值，U0最大允许位移值。根据围岩变化速度判别：净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。水平收敛（拱脚附近）速度速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。根据位移时态曲线来判定：当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率不断不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。7.3监控量测上报制度（1）、由施工单位现场监控量测小组每天应向工区技术负责人上报前一日监控量测日报表（含5天围岩分析报告）；技术负责人应结合现场分析数据情况判断隧道施工过程中的变形控制情况，要定期的组织分析会，正常情况下对一周内量测结果定性分析，并把所有原始测量资料归档，上报监理工程师审核确认，以便指导隧道施工；（2）、施工单位根据量测数据分析评定，若变形管理等级为级及I级时，应立即向指挥部工程部及监理工程师上报，根据实际状况由总监上报业主，再由业主组织勘察设计、监理、施工单位确定相关的工程措施。变形管理等级为I级时，应及时采取特殊措施，确保施工人员、机械设备以及工程结构的安全。（3）、要求施工队所报的监控量测资料内容齐全、数据准确、字迹清晰、签认有效（观测人、记录人、复核人、技术负责人均应签字确认），及时上报由监理工程师审查确认后每月3日前将上月度的监控量测数据及分析结果上报业主备案。7.4监控量测安全预警措施监理工程师对施工过程中如发生量测数据突变或监测结果超出预警值时应采取如下措施：（1）、立即停止开挖掘进，对掘进面应采取加强支护措施的监理指令；（2）、立即上报宁西二线指挥部，协助施工单位制定相关措施，防止事态发展；（3）、对发生突变地表、道路等实施24小时监控的检查；（4）、如涉及地表安全，存在危险源的，要求施工单位立即采取措施消除危险源，确保施工人员安全。八、监理工程师监控量测工作中的控制要点 8.1、测量技术人员的要求：a、具有测量工程师资格b、从事测量专业技术人员c、经过岗前技术安全培训8.2、监控量测使用的仪器的要求 1、收敛计最小读数0.01mm，量测精度0.006mm 2、水准仪量测精度1mm。 3、仪器使用前必须进行仪器的标定。 8.3、组织管理 监理标段内的监控量测工作由测量主管负责，派驻四个分站各设一名专业监理负责。要求施工单位各工区成立监控量测小组，由项目部（指挥部）工程部对各个小组进行业务指导。 双环闭合管理图指挥部工程部监理站测量主管监督管理数据整理书面上报业务指导信息反馈测量工程师巡视检查监理四组分站组监理三组组监理二组组监理一组组四工区测组组三工区测组组二工区测组组一工区测组组组现场检查具体落实措施8.4、监控量测工序的报检程序和控制1、隧道监控量测纳入工序化的管理，应及时报检和验收。2、掌子面开挖后施工单位应及时进行地质状况的素描。3、洞内的拱顶下沉、周边收敛的监控量测点按要求布置并报监理验收，合格后对其进行初始数据的观测。4、进出口浅埋段按时布置地表沉降监控量测点并报监理验收，合格后对其进行初始数据的观测。8.5、监控量测监理工作要点：8.5.1监控量测监理控制要点：1、审批施工单位的监控量测方案，应重点审核量测项目、量测断面、测点布置、量测频率以及人员、仪器的配置情况是否能满足施工要求。2、检查量测操作过程，尤其注意初始数据的读取应及时，一般要求周边位移，拱定下沉的初始值应在开挖爆破后24h内或下次爆破前读取3、检查测点及基准点是否是松动或遭破坏，是否采取可靠的保护措施。4、检查量测数据分析处理结果，对照动内观察记录做出判断。对异常现象及时反馈到设计单位，并指示施工单位采取措施。5、现场检查监控量测的实施情况：随着洞身开挖或其他工序的施工进展，监理工程师要督促施工单位严格按已批准的量测方案进行现场监控量测，并随时检查量测实施情况。监理检查要点如下： 测点埋设及初次读数是否及时。 各量测项目的量测频率及量测记录情况。 测点和基准点是否松动或遭破坏，是否采取可靠的保护措施。 量测仪器的工作状况。 监理应随机独立进行抽测，以验证施工单位量测操作的规范性和数据的准确性。发现问题，监理要及时指令施工单位纠正，并对前阶段的量测数据的可靠性进行分析和处理，并采取补救措施。6、监理工程师要注意观察并记录洞内围岩的水文地质状况、开挖面的稳定状态、锚杆是否被拉断或垫板是否脱离或压如围岩、喷射混凝土表面是否出现裂缝或喷层崩落剥离、钢拱架受压变形情况等。重要地段应拍工程照片预以记载。观察结果与量测结果相结合，便于监理工程师能够准确地进行分析和判断。7、监理工程师要随时检查量测数据的整理和处理情况。在现场监控量测实施过程中，监理工程师应要求施工单位将量测数据进行及时的整理和处理，并随时检查处理情况。量测数据的整理和处理可按以下步骤进行：及时将量测数据标注在测试量时间坐标系或测试量测点空间位置坐标系中，并绘制测试量与时间（或测点空间位置）关系曲线。当测试量与时间（或测点空间位置）关系曲线趋于平缓时，用回归分析方法建立测试量与时间（或测点空间位置）的函数关系，并用函数关系式准确绘制测试曲线。通过函数关系式或测试曲线，确定测试量在各时刻的变化速度、总变化量及加速趋势，并推算测试量最终的变化总量。8、监理工程师要密切注意测试曲线的变化情况及量测数据处理情况，结合洞内观察记录，准确判断围岩或支护的受力情况、工作条件和稳定状态，及时指令施工单位改进施工方法或采取补强措施，或通知设计单位调整支护设计参数，确保隧道质量和安全性，以达到监控量测目的。各量测项目的位移时间曲线，是分析围岩和支护稳定状态的最常用的方法。位移与时间关系的正常曲线、应是趋于平缓的，而曲线上出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态。此时监理工程师和施工单位应密切监视围岩动态，加强支护，必要时暂时停止开挖或通知设计单位修改支护设计参数。9、通过监控量测结果，监理工程师可控制二次衬砌施作时间。当监控量测结果满足下列要求时，监理工程师方可同意施工单位进行二次衬砌施工：各项测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定。已产生的各项位移已达到预计总位移量的80-90。周边位移速率小于0.1-0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d。8.5.2监控量测为施工管理提供以下信息：围岩稳定性和支护、衬砌可靠性的信息。二次衬砌合理的施作时间。为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。5、监控量测数据处理后应及时进行内业资料的归档。6、监控量测工作应建立相应的台账。九、监理的工作方法及措施监理工作方法主要包括：指令、审查与批准、过程检查与控制、旁站、巡检、平行检验与见证取样、验收的接受与拒绝、计量支付与拒绝，依据法律、法规及合同授权实施。把隧道监控量测工作在隧道施工中能及时有效具体实施，发挥环节控制作用，从而达到施工的质量、安全、双赢的监理控制目标。- 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