监控量测作业指导书.doc

1. 合用范围
合用于蒙华铁路MHSS-2标万荣隧道正洞、斜井监控量测作业。
2. 作业准备
2.1内业技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实行性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，熟悉以下规范、标准、文献。
⑴《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2023）
⑵《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR9218-2023）
⑶《蒙西华中铁路股份有限公司煤运通道项目建设管理规定（修订）》
⑷《蒙西华中铁路隧道施工监控量测实行方案（试行）》（蒙西华中工技（2023）55号）等文献规定。
根据上述规范文献编制监控量测方案和监控量测实行细则。
2.2外业技术准备
⑴施工作业层所涉及的各种外部技术数据收集。
⑵建立量测控制网，布置监控量测点。
⑶配置监控量测使用的全站仪、反射片、手电、冲击钻、早强锚固剂等。配置专用测软件，APP终端采集设备专用手机等。建立满足信息化管理规定的现场网络条件。
3. 技术规定
监控量测实现数据采集、传输分析、预警发布与解决全过程信息化管理。施工中应将现场监控量测作为工序纳入作业循环，并结合超前地质预报做出评价，优化设计参数，实行动态管理。监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业，按照批准的监控量测方案和实行细则规定进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增长量测的项目和内容。量测数据应及时分析解决，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工方案。
3.1监控量测项目
表3.1监控量测项目
序
号
监测
项目
量测方法和量测仪器
量测精度
备注
1
洞内、外
观测
现场观测、数码相机

由现场安全员负责实行
2
拱顶下沉
全站仪
±1mm
由专业测量人员实行
3
水平收敛
全站仪
±1mm
由专业测量人员实行
4
地表沉降
全站仪
±1mm
由专业测量人员实行

3.2测点布置
⑴地表沉降测点布置
浅埋段隧道地表沉降测点在隧道开挖前布设，以便于初始观测数据的采集。布设的测点使用Ф22的钢筋桩并用混凝土固桩，规定牢固可靠，已免遭到施工及其别人为因素的破坏。地表沉降点和隧道内测点应布置在同一里程断面。地表沉降点纵向间距应根据隧道的埋深与隧道开挖宽度的关系来拟定，见下表3.2：
表3.2地表沉降测点纵向间距表
隧道埋深与开挖宽度
断面间距（m）
2B⑵拱顶下沉测点布置
拱顶下沉测点和水平收敛测点布置在同一断面上。拱顶下沉量测点应在开挖初期支护后立即埋设，初始读数应在测点埋设12h内读取。拱顶下沉测点埋设后加强保护，测量点上严禁悬挂异物，并用红色油漆标记，便于观测时寻找点位。
测点编号原则为：拱顶沉降点-GD，如GDDK184+800、GDDK184+805等。
拱顶下沉测点的间距按下表布置。
表3.3拱顶下沉测点断面间距
围岩级别
断面间距（m）
双线正洞
单双车道辅助坑道
Ⅴ
5
10
Ⅳ
20
30
⑶水平收敛测点布置
水平收敛测点和拱顶下沉测量点布置在同一断面上。水平收敛测点根据隧道开挖方法拟定量测基线数，水平收敛量测基线数见表3.4。
表3.4水平收敛量测基线数表
开挖方法
布点项目
侧线部位
全段面法
一条水平侧线
拱腰最宽处布设
两台阶法
一条水平侧线
拱腰最宽处（上台阶拱脚上1.5）布设
三台阶法
两条水平侧线

上测线上导开挖线上1m布设
下测线中导开挖线上1m布设

水平收敛测点和拱顶下沉测点布置在同一断面上。测点应在开挖初期支护后立即埋设，初始读数应在测点埋设12h内读取。拱顶下沉测点和水平收敛测点埋设后加强保护，量测点上严禁悬挂物品，并用红色油漆标记，每个量测断面应在隧道边墙一侧量测点附近挂设监控量测点信息标记牌，便于观测时寻找点位。
测点编号原则为：水平收敛-ZB，如ZB184+800-1、ZB184+800-1等。
3.3测量方法及观测频率
⑴洞内、外观测
每次进洞量测前先对洞外地表及洞内施工作业面进行巡视，并及时填写巡视登记表。
洞外巡视观测：气温、天气、风速、周边道路（地面）裂缝、沉陷、地表水、地下水状况、周边建筑物、邻边施工情况。
洞内已施工地段观测：喷射混凝土表面有无裂缝、钢拱架变形，洞内各作业面施工情况，量测点布设及完整情况，基准点完好情况。
⑵地表沉降测量
在埋设的测点稳定后采用全站仪配合棱镜架进行数据采集测量：需要注意的是，初次测量需要在隧道开挖之前进行。测量的基点采用相对高程，即使用在地表沉降影像范围之外的测点作为基点。地表沉降量测频率应与洞内量测频率相同。
⑶拱顶下沉测量
拱顶下沉原则上设立一个测点，采用全站仪加发射片进行测量。测量时采用自由设站，用全站仪的免棱镜功能对拱顶布设的量测点进行高程测量。测点的基准采用施工用水准基点。
⑷水平收敛测量
隧道水平收敛量测与拱顶下沉测量方法相同，使用全站仪加反射片进行测量，尽量在靠近基线的位置自由设站，测量各基线两端点的坐标值，上传后由系统软件自动计算各基线的长度。断面间距及量测频率应根据围岩级别、开挖方法等规定进行，在特殊部位（如斜井与正洞交叉口）应加密测点布设断面，且点位可以不在一个断面上。
3.4量测频率
⑴洞内、外观测
每施工循环记录一次，必要时加大观测频率。
⑵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，根据现场管理规定，加大监测频率。
各项量测项目的测量频率根据测点的位移速度来拟定，具体见下表。
表3.5按位移速度拟定的量测频率表
支护状态
平均变形速率
连续时间
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

⑶在初期支护稳定后满足以下条件，可停止该断面的监测
①初期支护表观现象正常；
②拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d，且连续1个月以上；
③变形时态曲线已经平稳。
3.5量测数据整理、分析与反馈
每次量测数据采集后严格进行数据检查核对，并及时通过网络将所测数据整体上传至服务器，由服务器采用软件进行数据整理和时态曲线图的生成。
通过信息平台获取初期的时态曲线进行回归分析，预测也许出现的最大值和变化速度。
数据异常时，根据具体情况由建设单位组织设计、监理、施工单位研究制定相应措施。
4. 施工规定
4.1围岩稳定性的综合判别及管理等级规定
蒙华铁路采用变形总量和变形速率队隧道安全进行等级管理，位移管理等级及采用措施见表4.1、4.2、4.3。
表4.1黄土地段变形总量管理等级表
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
IV
<90
90~120
≥120
V
<110
110~150
≥150
水平收敛
IV
<35
35~50
≥50
V
<45
45~60
≥60
表4.2黄土地段变形速率管理等级
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）
开挖过程中
拱顶下沉
IV
<90
90~120
≥120
V
水平收敛
IV、V
<110
110~150
≥150
仰拱封闭后
拱顶下沉水平收敛
IV、V
<35
35~50
≥50
<45
45~60
≥60
表4.3管理等级及相应措施表
管理等级
相应措施
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，分析因素，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，采用相应工程措施
4.2预警解决
测量队长全面监控各工区段的监控量测实行和预警解决流程，按照监控量测实行方案和实行细则标准规定，监理监控量测预警解决台账，预警解决过程中监督填写《监控量测预警解决登记表》做好监控量预警解决措施执行贯彻情况和解决闭合情况。
施工过程中监测数据超限出黄色预警，测量班长及时告知工区负责人和安全负责人赶赴现场分析因素制定解决措施并上报项目部总工程师审核批准后执行解决措施；
如施工中出现红色预警，测量队长第一时间上报项目经理和总工程师及安全总监赶赴现场核查预警因素制定解决措施；
到达现场立即组织工区管理技术、安全负责人、现场监理、工区监测组复查监控量测方法及数据排除监测数据的认为错误，将测量误差降到最低，拟定监测数据精确可靠；现场勘查分析围岩变形因素、制定解决措施，并由现场监测组长填写预警解决措施登记表，工区技术和安全负责人填写预警超限因素，总工程师填写预警解决措施，工区经理负责全面贯彻解决措施直至量测数据趋于稳定，工区施工管理人员应对出现预警现象引起高度重视，施工中安排施工时，充足考虑隧道内围岩变形情况，重视施工安全。
5施工程序与工艺流程：
5.1施工程序
施工程序为：施工准备 埋设断面测点 采集数据 进行数据整理 分析录入 信息化系统 信息反馈指导施工 检查验收。
5.2施工准备
⑴配置足够的监控量测仪器。测量仪器必须是鉴定合格，精度满足规定的产品。如全站仪、水准仪、专用手机等。
⑵监控量测管理人员均通过监控量测业务培训学习，熟悉规范及测量仪器操作。
5.3隧道监控量测信息化管理对接工作准备
⑴配置充足的APP终端采集设备收集、PC机。
⑵采用通过铁路总公司工程管理中心经专家评审通过的，中铁西南科学研究院有限公司生产的合用于安卓系统的手机和平板APP终端采集软件。
⑶所有监控量测相关人员经中铁西南科学研究院有限公司培训上岗。
⑷登陆电脑PC客户端蒙华公司隧道施工监测信息平台系统已完毕项目、标段、工区、工点信息的初始化建立量测断面工作。
5.4隧道洞内外观测
⑴洞内观测分开挖工作面观测和已施工地段观测两部分。
①开挖工作面观测应在每次开挖后进行。重点观测记录工作面的工程地质与水文地文情况，涉及：岩性、结构面产状、节理裂隙发育限度、断层的性质、产状，掌子面自稳情况等。做好地质素描，填写开挖工作面地质状态登记表和施工阶段围岩级别鉴定卡。对地质条件复杂地段应留存影像资料，作为地质变化的依据之一。发现工程地质条件变化时，应采用相应解决措施。
②对初期支护及二次衬砌完毕地段的观测，天天至少进行一次，重要观测喷射混凝土是否发生裂隙和剥离现象、钢架是否压曲变形和二次衬砌的工作状态等。分析初期支护、二次衬砌的可靠性和围岩的稳定性。并记入监控量测巡视登记表。
5.5洞外监测
⑴洞外监测的重点为洞口段和洞身浅埋段、山间洼地、偏压洞口的地表开裂、下沉和洞口边、仰坡的稳定状态、地表水渗透等情况，同时还应对地面建（构）筑物进行观测。每次观测后应做好具体记录。
⑵地表下沉的量测必须在隧道开挖之前进行。量测断面应与隧道内的量测处在同一横断面，观测点布置执行技术规程规定，监控范围应延伸布置在隧道开挖影像范围以外。地表构筑物应在其周边增设观测点。量测应超前于隧道开挖工作面进行（距离为隧道埋深与隧道开挖高度之和）。监控量测时间应一直连续到地表下沉长期稳定、隧道衬砌施作完毕后停止。
5.6量测点布设规定
量测点尽量靠近掌子面埋设（≯2m）。埋设方法结合实际研究拟定，可以采用直径Ф22螺纹钢筋，用早强锚固定剂固定，进一步岩提250~300mm，外露断头焊接50mm×50mm×6mm钢板，粘贴反射贴片与全站仪激光束基本正交。测点布设在量测组的指导下，由开挖班协助完毕，做到牢固可靠。为易于辨认，并有助于保护测点，量测组在测点形成之后，立即用油漆标示出明显的红“△”并标出此测点断面的编号，挂设监控量测标记牌，标牌标明里程、日期、负责人等信息。同一断面内的监控量测点要保证在同一断面内，左右侧量测点标高要一致，整体布局整体划一。
同一处拱顶下沉、收敛量测应设在同一断面，以便于整个量测形成信息体系，互相印证。拱顶和地表下沉量测基点应与洞内、外基点建立联系。
5.7浅埋段地表沉降点布设
隧道浅埋段地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按《蒙西华中铁路隧道施工监控量测实行方案（试行）》或设计规定布设。横向间距为2-5m，监测范围应在隧道开挖影响范围以内，在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线量测量测范围不应小于（隧道宽度+埋深），地表有建（构）筑物时，量测范围适当加宽。地表下沉量测频率应与洞内量测频率相同。
6劳动组织
结合本标段隧道长、开挖工作面多的特点，隧道监控量测工作定位一级管理，项目经理部成立监控量测领导组，组长由项目经理担任，副组长由项目总工程师和安全总监担任，成员由两位副总工、工程部长、测量队长、工区经理、技术主管、测量班长及测量员组成；各工区监控测工作由测量班长带领3名测量员组织实行；负责本工区管段隧道内的测点布置、数据采集及数据上传等任务。
量测人员配置为：
一工区由费智明任班长，成员有解文琪、盘立远、陈川、冯广楠。
二工区由张建业任班长，成员有雷晓康、骆海平、李勇。
三工区由刘毅群任班长，成员有周帅、李良、王连旺。
四工区由章晨任班长，成员有裴泽民、李浩成、郭海宁。
五工区由金富国任班长，成员有李保荣、许赶上、邓能相。
六工区由杜宏任班长，成员有刘江民、王文博、李步民。
7. 材料规定
量测点预埋件统一标准制作，地表沉降观测点预埋件；采用Ф22的钢筋，长65cm一端头锯十字；隧道内监控量测点预埋件：采用Ф22螺纹钢，长度65cm，外露端焊接5cmX5cm，钢板厚度为6mm，钢板与螺纹钢筋焊接牢固，表面打磨光滑，无污垢。
8. 设备机具配置
测试元件及量测仪器均为正规厂家的合格产品。隧道净空量测、拱顶下沉量测采用全站仪和带十字丝的反射光片进行量测。洞内、外观测采用现场观测、数码相机、罗盘仪。地表沉降采用全站仪。
根据现场量测必测项目及施工作业需要每个监测组需要配置重要设备种类见下表8.1、表8.2。
表8.1每个隧道监控量测小组重要设备配置表
高精密全站仪
1台
蓝牙连接器
1套
专用手机（安装APP客户端软件）
1部
数码相机
1台
台式电脑（安装PC客户端软件）
1台

表8.2现场监控量测小组人员及设备分工
观测小组
人员
负责人
联系方式
负责区段
量测设备
第一监测小组
费智明
解文琪
盘立远
陈川
冯巩楠
张华
费智明

万荣隧道正洞DK555+117-DK556+930、1#斜井
日本索佳SRX2全站仪一台
第二监测小组
张建业
雷晓康
骆海平
李勇
崔师强
张建业

万荣隧道正洞DK556+930-DK557+640、2#斜井
瑞士徕卡TCRA1202全站仪一台
第三监测小组
刘毅群
周帅
李良
王连旺
徐园
刘毅群

万荣隧道正洞DK557+640-DK558+395、3#斜井
日本索佳SET2130R全站仪一台
第四监测小组
章晨
裴泽民
郭海宁
李晓印
程军
章晨

万荣隧道正洞DK558+395-DK560+O4O、4#斜井
瑞士徕卡TCRTS06全站仪一台
第五监测小组
金富国
李保荣
邓能相
许赶上
谷孝军
金富国

万荣隧道正洞DK560+040-DK561+320、5#斜井
瑞士徕卡TCRTS06全站仪一台
第六监测小组
杜宏
刘江民
李步居
王文博
王利忠
杜宏

万荣隧道正洞DK561+320-DK562+800及洞口过渡段路基
日本索佳SET2130R全站仪一台

9. 质量控制及检查
9.1主控项目
⑴地表沉降点和隧道内测点应布置在同一断面里程。地表沉降测点应在隧道开挖前布设，布点应牢固，平面位置和断面里程应符合监控量测实行方案规定。
检查数量：施工单位、监理单位所有检查。
检查方法：观测，仪器测量。
⑵隧道内测点设立平面位置和断面里程应符合指挥部批准的监控量测实行方案的规定。
检查数量：施工单位每一安装循环检查一次，监理单位按断面20%进行见证检查。
检查方法：观测，仪器测量。
⑶监控量测数据应按监控量测实行方案规定的频次读取数据，量测数据内容应完整、成果真实可靠。
检查数量：施工单位每日检查一次量测数据，监理单位按施工单位的20%进行见证检查。
检查方法：检查网络资料和书面记录。
⑷监控量测数据应及时整理分析并反馈于施工及设计。当拱顶下沉、水平收敛速率达红色预警时停止掘进，并及时分析因素，采用解决措施。
检查数量：施工单位每日检查一次量测数据，监理单位按施工单位的20%进行见证检查。
检查方法：测量、检查网络资料和书面报送记录。
9.2一般项目
⑴隧道内测点应在隧道初支后立即布设，并读取数据，最迟不得大于12h.
检查数量：施工单位每一安装循环检查一次。
检查方法：观测，仪器测量。
⑵隧道监控量测元件、设备、工具精度、测量范围满足符合监控量测实行方案，并具有良好的防震、防水、防腐性能。
检查数量：施工单位所有检查。
检查方法：读取数据，仪器测量，第三方鉴定。
⑶测点埋设在钢架或格栅等初支上，并在初支后立即埋设，埋设时检查初支与围岩的密贴情况，不密贴要及时解决。测点符合量测方法和现行《铁路隧道监控量测技术规程》规定。无尺量测的测点应贴反光标，标记应准确、醒目。
检查数量：施工单位每安装段检查一次。
检查方法：现场观测。
⑷量测点停止监测条件为初期支护稳定续同时满足以下条件：
①初期支护表观现象正常；
②拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d，且连续1个月以上；
③变形时态曲线已经平稳。
10. 安全及环保规定
10.1安全规定
⑴测量仪器架设区域应设警示标志，严禁非工作人员走动，影响测量数据的精度。
⑵施工过程中应对所用机械设备进行定期检查、养护、维修。
⑶为保证监控量测作业安全，现场应有专人同一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。
⑷量测人员进入现场采集数据及埋设桩点前必须在安检人员巡视完掌子面并保证不出现危险，并停止掌子面对量测产生干扰的作业。
10.2环保规定
⑴量测人员进行作业时必须穿工作服，佩服防尘口罩。
⑵量测作业前必须提前加强洞内通风，保证洞内空气良好，保证量测数据准确。