隧道监控量测作业指导书完成样本.doc

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新建吉林至珲春铁路JHS Ⅵ标
(GDK283+044.6-GDK323+000段)

隧道围岩监控量测作业指导书

中铁十二局集团有限公司
吉图珲客专JHS Ⅵ项目经理部
二〇一一年八月九日
新建吉林至珲春铁路 隧道工程围岩监控量测作业指导书
1 适用范围
适用于新建吉林至珲春铁路双线隧道围岩监控量测。
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, 精度合理, 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熟练掌握水准仪、 全站仪的使用。
3.2熟练掌握监测点布设方法。
3.3熟练对测量数据进行分析, 得出结论, 及时指导现场施工。
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。
5 施工要求
5.1 监控量测布点
5.1.1 Ⅲ级围岩开挖完后直接在围岩岩面打眼, 埋设监控量测点;
5.1.2 Ⅳ、 Ⅴ级围岩有钢架地段, 开挖完成后, 在岩面预埋两根Φ16钢筋, 将监控量测点的钢板焊接在钢筋上, 然后喷射砼。预埋件示意图如下:
5.2 监控量测项目
5.2.1 必测项目是隧道施工中必须进行的监控量测项目, 包括:
监控量测工艺流程图

A洞内外观察;
B水平收敛量测;
C拱顶下沉量测。
5.2.2 选测项目是根据需要自行确定的监控量测项目, 作为必测项目的验证和补充, 包括:
A地表下沉量测;
B围岩内部变形量测;
C锚杆轴力量测;
D围岩压力量测;
E支护、 衬砌应力量测;
F钢架内力及所承受的荷载量测;
洞内外观察、 水平收敛量测和拱顶下沉量测、 洞口段与浅埋段地表下沉量测为现场施工中必测项目。
监控量测必测项目表
序号
监测项目
测试方法和仪表
测试精度
备注

1
洞内、 外观察
现场观察、 地质罗盘, 数码相机
/

2
水平收敛
全站仪
0.01mm

3
拱顶下沉
水准测量的方法, 水准仪、 铟钢尺
1mm

4
地表下沉
水准测量的方法, 水准仪、 塔尺
1mm
浅埋段
5.3监控量测方法
现场监控量测应根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设、 日常量测和数据处理, 及时反馈信息, 并根据地质条件的变化和施工异常情况, 及时调整监控量测计划。
5.3.1洞内外观察
A 洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察: 开挖工作面观察应在每次开挖后进行, 内容包括围岩岩性、 断层破碎带、 节理裂隙发育程度和方向、 有无松散坍塌、 有无剥落掉块现象、 有无渗漏水、 工作面稳定状态等; 观察后应及时绘制开挖工作面地质素描及数码成像图, 填写工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。
B 对已施工段观察每天至少一次, 应记录初期支护状态, 包括喷层是否产生裂缝、 剥离和剪切破坏、 钢架是否变形及二次衬砌效果等。
C 洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段, 记录地表沉陷、 开裂、 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。
D 在观察过程中如发现地质条件恶化, 初期支护发生异常现象, 应及时通知施工负责人采取应急措施, 并派专人进行不断观测。
5.32 拱顶下沉、 水平收敛量测
拱顶下沉及水平收敛位移量测布置在同一断面。
量测断面间距和每断面测点数量
围岩级别
断面间距( m)
每断面测点数量
净空变化
拱顶下沉
Ⅴ
5～10
1～2条基线
1～3点
Ⅳ
10～30
1条基线
1点
Ⅲ
30～50
1条基线
1点
拱顶下沉量测点布置在拱顶,水平收敛量测点在隧道左右两侧对称布置4个测点。净空变化、 拱顶下沉量测在每次开
挖12h内取得初读数, 最迟不得大于24h, 且在下一循环开挖前必须完成。拱顶下沉及水平收敛变形量测点布置图( 见下图)

5.3.3浅埋地段地表沉降量测
地表沉降横向测点布置示意图
45°　
H0　
基准点　
B　
45°　
H0　
基准点　
B　
45°　
H0　
基准点　
B　
45°　
H

B　
2～5m
量测范围
洞口段开挖前, 在洞顶浅埋地段纵向沿隧道走向埋设地表沉降量测断面, 其断面布置与洞内拱顶下沉、 净空水平收敛断面布置一致, 每个地表量测断面上测点横向间距为2～5m。横断面点应充分结合实地地形。隧道开挖时及时根据量测数据绘制地表沉降位移－时间的关系曲线, 绘制地表沉降位移值－距开挖面距离的关系曲线, 地表沉降量测用精密水准仪观测。
5.4量测频率、 量测断面间距、 位移管理、 数据处理及应用
5.4.1量测频率、 量测断面间距、 位移控制基准详见下表
注: H0为隧道埋置深度, B为隧道开挖宽度
拱顶下沉及水平收敛量测频率表
序号
变形速度( mm/d)
量测断面距开挖面距离( m)
量测频率
1
≥5
( 0～1) B
2次/天
2
1～5
( 1～2) B
1次/天
3
0.5～1
( 2～5) B
1次/2～3天
5
＜0.2
＞5B
1次/7天
说明
B表示隧道开挖宽度

地表下沉量测断面间距表
序号
埋置深度H
量测断面间距( m)
1
2B＜H＜2.5B
20～50
2
B＜H≤2B
10～20
3
H≤B
5～10
注
地表无建筑物时取表中上限值, B表示隧道开挖宽度
5.4.2量测数据的处理与应用
A根据现场量测数据绘制水平收敛、 拱顶下沉时态曲线,水平收敛、 拱顶下沉与距开挖工作面的关系图等。
B根据量测结果及《铁道隧道喷锚构筑法技术规范》中规定的变形管理等级指导施工。
C根据位移变化速度判别
净空变化速度持续大于5.0mm/d时, 围岩处于急剧变形状态, 应加强初期支护。
水平收敛( 拱脚附近) 速度小于0.2mm/d, 拱顶下沉速度小于0.15mm/d, 围岩基本达到稳定。
变形管理等级
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
Uo﹤Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤Uo≤2Un/3
应加强支护
Ⅰ
Uo﹥2Un/3
考虑采取特殊措施
注:Uo—实测位移值;Un—允许位移值
在浅埋隧道中, 拱顶下沉需和地表下沉量测结果一起进行分析判别。
D根据位移时态曲线的形态来判别
当围岩位移速率不断下降时( du2/d2t＜0) , 围岩趋于稳定状态;
当围岩位移速率保持不变时( 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/d2t＞0) , 围岩进入危险状态, 必须立即停止掘进, 加强支护。
围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作, 必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。
在取得监测数据后, 及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、 支护受力及变形情况, 进行分析判断, 将实测值与允许值进行比较, 及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线, 预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况, 并将结果反馈给设计、 监理, 从而实现动态设计、 动态施工。
当前, 回归分析是量测数据数学处理的主要方法, 经过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。具体方法如下:
A将量测记录及时输入计算机系统, 根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线, 见下图4。
B若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常, 表明围岩和支护已呈不稳定状态, 加强支护, 必要时暂停开挖并进行施工处理。
C当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时, 进行数据处理或回归分析, 从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
D各测试项目的位移速率明显收敛, 围岩基本稳定后, 进行二次衬砌的施作。u(mm)
u(mm)
t(d)
t(d)
正常曲线
反常曲线
a
b

位移u-时间t的关系曲线图
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
3～5人
7 材料要求
量测使用观测标等材料要符合规范要求。
8 设备机具配置
监控量测设备配置表
编号
名称
测试精度
主要特点
1
全站仪
0.01 mm
可靠、 方便、 精度高
2
DS3200水准仪
1mm
可靠、 方便、 稳定
3
铟钢尺
1mm
可靠、 方便、 稳定
9 质量控制及检验
9.1 质量保证措施
9.1.1 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。
9.1.2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。
9.1.3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。
9.1.4 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。
9.1.5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。
9.1.6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。
10 安全及环保措施
10.1 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。
10.2安全监测反馈
10.2.1 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。
10.2.2反馈指导施工
A 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。
B 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。
C 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。