纸坊隧道出口监控量测施工方案

1新建兰渝铁路夏广段LYS-3标中铁七局兰渝铁路指挥部二工区隧道施工监控量测制度编制：复核：审核：中铁七局集团兰渝铁路指挥部二工区二0一二年三月2目录一、总则.....................................错误!未定义书签。1.编制依据..................................错误!未定义书签。2编制目的.....................................错误!未定义书签。3编制范围..................................错误!未定义书签。二、工程概况.................................................2三、量测准备及技术要求.......................................23.1量测项目................................................33.2量测方法................................................4四、监控量测数据整理与分析...................................6五、施工监测管理...............................................8六、监控量测质量保证措施.....................错误!未定义书签。七、监控量测质量保证措施--------------------------------------131纸坊隧道出口监控量测方案一、总则1.编制依据（1）《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)（2）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）（3）《兰渝铁路隧道监控量测实施细则》（4）《纸坊隧道设计图》（5）铁建设{2010}120号文件（6）关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》（铁计〔2010〕352号）（7）兰渝铁安质函〔2011〕121号（8）兰渝铁安质函〔2012〕48号2编制目的监控量测是在隧道施工过程中，使用量测仪器、仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，是确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段，采用新奥法原理设计与施工的隧道，监控量测是施工过程中必不可少的施工程序。3编制范围新建铁路兰州至重庆线土建施工LYS-3标段纸坊隧道为双线单洞的极高风险隧道。隧道里程DK201+817～DK206+952（5135m），本方案主要针对纸坊隧道出口段正洞DK205+354～DK204+180段剩1174米围岩量测控制而编制。2二、工程概况纸坊隧道全长5135米，工程所处地段地质状况复杂，不良地质主要是浅埋、围岩开挖后易风化、遇水易软化、易产生变形甚至坍塌，隧道存在岩溶、富水、断层破碎带、涌水、突泥等。预防施工过程中的地质灾害和事故，保证隧道施工安全和工程质量，能否明确控制工程及做好控制工程的各项保证措施，是隧道工程安全正常建设成败的关键之一。目前纸坊隧道出口所剩围岩等级为IV级炭质板岩（874m）和V级板岩（300m）。三、量测项目及量测方法3.1量测项目监控量测必测项目：洞内外观察、拱顶下沉、净空变化、地表下沉。表1量测项目及仪器序号监测项目常用仪器备注1洞内外观察现场观察、罗盘仪等2拱顶下沉全站仪、钢挂尺3净空变化收敛计4地表沉降水准仪、铟钢尺洞口及洞身浅埋段（1）开挖工作面观察主要是了解工作面工程地质以及水文地质情况，包括岩石种类、构造；地层产状；断层及节理发育状况；地下水状况等。已施工段观察主要包括喷混凝土是否有剪切破坏；锚杆及钢支撑状态；二衬有无开裂等。（2）地表下沉主要埋设在洞口及洞身浅埋段，可直观了解隧道开挖过程中上方地表的变位情况，并防止边坡及仰坡的坍塌。（3）地表测点按断面进行埋设，每断面布设7-11个测点，断面间距取103米。地表测点埋设示意图3.2量测方法1、拱顶下沉和净空变化是围岩力学形态变化最直观的表现，具有量测结果直观、测试数据可靠、量测仪表长期稳定性好、抗外界干扰性强等优点，是隧道开挖过程中首选的测试项目。监控量测断面按下表的要求布置。监控量测断面间距表围岩级别断面间距（m）V5Ⅳ102、洞内量测2.1量测点制作、埋设洞内拱顶沉降及边墙收敛观测点采用长度45cmφ22mm螺纹钢筋端部焊接6mm钢筋制作的等边（腰）三角形环，钢筋外漏2cm端头贴反光贴片，在隧道4顶部围岩开挖后埋设于隧道拱顶，观测点埋设采用锚固剂锚固。埋设钻孔深度为35cm。观测桩在埋设时应控制好埋设深度，要保持观测桩的量测环外露在喷射混凝土面外，且观测点在围岩外部分（喷射混凝土中部分）应用塑料布进行隔离。2.2拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，测点布置如下图。洞内拱顶下沉及水平收敛量测测点布置示意图2.3纸坊隧道出口段目前现场施工采用三台阶预留核心土开挖，设置一个拱顶测点，每台阶设置一条水平测线，监控量测拱顶下沉采用全站仪量测，水平收敛采用收敛计量测。量测频率如下表所示：5量测频率表项目位移速度距工作面距离量测频率备注1≥5mm/d0～1B1～2次/1dB为隧道开挖宽度21～5mm/d1B～2B1次/1d30．5～1mm/d2B～5B1次/2～3d40．2～0.5mm/d1次/3d5＜0．2mm/d5B以上1次/7d四、监控量测数据整理与分析1、量测数据要及时整理并比对分析①量测数据要及时收集测量，记录原始数据并比对分析管理等级，指导现场施工。②根据位移变化速度，当拱顶下沉水平收敛大于5mm/d或位移累计达100mm时，应停止掘进，并及时分析原因采取措施。水平收敛速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。③根据围岩回归曲线形态分析判别。2、位移控制基准：类别距开挖面1倍宽度距开挖面2倍宽度距开挖面较远允许值65%Un90%Un100%Un3、变形管理等级标准表管理等级管理位移施工状态ⅢU0＜Un／3正常施工ⅡUn／3≤U0≤2Un／3加强支护6ⅠU0＞2Un／3采取特殊措施注：U0为实测变形值，Un允许变形值。Un的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。4、量测数据的分析应包括以下内容：(1)根据量测值绘制时态曲线。(2)选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较。(3)对支护及围岩状态、工法、工序进行评价。(4)及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。5、监控量测过程中数据发生异常情况时，经技术主管复核确认后，由技术主管及时上报项目总工程师。6、量测数据限值规定按照铁道部《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关规定的通知》（铁建设〔2010〕120号）要求，当隧道拱顶下沉、水平收敛速率达到5mm/d或位移累计达到100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。7、回归分析回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通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：(1)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。(2)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。7(3)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。(4)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。位移u-时间t的关系曲线图五、施工监测管理5.1施工监测管理的流程，施工监测的结果应尽快的反馈到施工和设计中。流程如下图；5.2测量人员配置成立由工区测量主管任组长，架子队技术主管和技术人员为组员的隧道监控量测小组，详细情况如下：序号姓名职称职务职责1朱党党助工测量主管组长、技术指导2梅雪峰助工技术主管副组长、组织实施3石玉光助工技术员外业观测、记录4张建功助工技术员内业整理u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲线反常曲线ab8YES5.3监控量测应满足下列要求：(1)掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；(2)了解支护构件的作用及效果；(3)确保隧道工程安全与经济；(4)将监控量测结果反馈于设计及施工中；(5)了解隧道施工对附近建筑物的影响；(6)积累资料，供以后设计、施工时参考。监测工作流程图N现场施工监控量测监测设计资料调研量测结果的微机信息处理系统量测结果的综合处理及反分析监测结果的综合评价报送设计、监理单位量测结果的形象化、具体化经验类比理论分析甲方、规范要求等地层支护结构安全稳定性判断地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议反馈设计施工是否改变设计、施工方法调整设计参数、改变施工方法新设计施工方法95.4对测试人员的要求量测工作是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障，因此项目部在隧道配置专职量测技术人员和量测工，进行隧道监控量测工作。(1)专职量测技术人员的职责：负责量测计划安排；负责量测资料的整理；及时向施工负责人汇报洞内围岩稳定状态，并定期提出围岩稳定性和支护可靠性的书面报告；当量测结果出现危险信息时，应立即向施工负责人报告，并协助施工负责人进行紧急处理。(2)量测工的条件和职责：量测工作要认真负责；在技术人员的指导下，负责测点的埋设和日常的量测工作，并做好量测记录；负责量测元件的准备、工地零星加工和量测仪表的保养工作。5.5测试工作中的注意事项(1)施工监测采用的机械式仪表和电子仪器，必须确保量测仪表具有良好的使用状态。(2)测试前应做到：检查仪表设备是否完好，如发现问题及时修理或更换；检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时方可进行测试工作。(3)测试工作中应做到：10按各项量测的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，若读数相差过大时应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确认无误时在进行测试。每次测试时都要做好记录，并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等，并保持原是记录的准确性。在现场进行粗略计算，若发现变形较大时，应及时通知现场施工负责人。(4)测试完毕后应做到：检查仪器、仪表，做好养护、保管工作；及时进行资料整理。5.6量测资料的整理(1)对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应在二小时内进行资料整理工作。(2)及时将资料填入有关图表，使能了解数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比。(3)量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求：每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图；对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度；数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。5.7围岩稳定性的综合判别，可根据量测结果按以下方法进行。(1)根据位移变化速度判别11净空变化速度持续5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，须加强初期支护。水平收敛速度0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.1mm/d，围岩基本达到稳定。在浅埋地段围岩情况下，应采用监控量测分析判别。(2)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，须加强支护；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，必须结合纸坊隧道工程情况采用上述三种判别准则进行综合评判。5.8按照兰渝公司下发的《关于进一步加强隧道监控量测工作的通知》（兰渝铁工管函〔2012〕46号）要求，各施工、监理单位需对兰渝铁路隧道监控量测施行“三测”制度。六、监控量测质量保证措施(1)监测管理及