高速公路隧道监控实施方案(共49页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 高速公路隧道施工监测监控大纲 目 录 1 工程概况12 监测意义和目的61 监控量测工作的组织机构62 监控量测工作的内容、方法7 隧道监控量测的主要内容8 监控量测方法和手段8 4 断面布置95 监控量测信息的采集、整理、分析、处理及反馈系统12 5.1 数据采集 12 5.2 实测资料的整理 12 5.3 实测资料分析、处理 13 5.4 信息反馈与预测预报 13 5.5 监控量测计划工作量 13 6 监控量测工作质量的保证措施14 7 监控量测工作制度14 8 报警指标15 9 拟投入本监控量测项目使用的仪器设备表16四 隧道施工监控业绩 16五 拟派人员名单

2、及资质证明 18六 财务报价表311、工程概况1.2、本合同段地质概况本工程隧道主要穿越弱-微风化粉砂岩，弱-微风化粉砂岩和泥质粉砂岩互层，中风化灰岩，弱-微风化灰质页岩、粉砂岩，弱-微风化灰质页岩。其地质条件复杂多变，出现有6条断层。走向为北北东，北东向。倾角在500790度之间，宽度624m不等，断层附近岩体破碎，节理裂隙密集发育，伴随裂隙水与溶洞水，常影响隧道边坡与岩体的稳定。1.3、沿线自然地理条件1.3.1、地形、地貌本工程区地处云贵高原向江南丘陵的过渡地带，西北武陵山横垣，东南雪峰高耸，西枕云贵高原，东北遥望洞庭湖平原，地势北、西、南三面高，中间低并向东倾斜，实为一大型盆地。区内地

3、貌形态以山间盆地与山地为主，本项目经过吉（首）凤（凰）、沅（陵）麻（阳）、芷（江）怀（化）三个山间盆地，海拔在100500m之间；盆地之间为低山丘陵，海拔在4001000m之间。按成因、形态可分为侵蚀构造低中山、砂页岩低山丘陵、红岩丘陵、低山中台地低丘洼地、溶蚀构造峰脊谷地洼地、丘陵低台地残丘洼地，低山高台地低丘洼地，溶蚀洼地8种地貌类型。1.3.2、地质、地震项目区位于上扬子东南缘侏罗山式褶皱带与华南加里东期逆冲褶皱带的过渡带，以北北东-北东向构造为主。另外，前期构造不同部位在统一构造应力场不同边界条件下发生走滑、逆冲及拉张断陷，形成了主要沿主干断裂分布的小型新生代盆地。根据区域地质图及报告

4、和现场调查表明，路线走廊带内沿线区域稳定性好，线路多以大角度穿越陡倾角岩层及地质构造线。根据中国地震震参数区划图，项目区内50年超越概率10%的地震动峰值加速度90m12次/天1次/2天12次/周13次月3拱顶下沉量测精密水平仪、水准尺、钢尺或测杆爆破后2小时内开始0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月选测项目4地表下沉量测精密水平仪、水准尺开挖面距量测断面前后2B,12次/天开挖面距量测断面前后5B,1次/周5超前地质预报MALA地质雷达30-35m/次6围岩内部位移量测 (洞内设点)洞内钻孔安设单点、多点杆式位移计爆破后24小时内开始0-18m18-

5、36m36-90m90m12次/天1次/天12次/周13次月7喷砼应力量测喷层应力计二次衬砌施作前进行8钢支撑内力量测钢筋表面应变计钢筋应力计钢支撑施作后开始进行0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月9锚杆内力量测锚杆应力计锚杆施作后开始0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月4 量测测点布置原则1、快速埋设测点，在距离开挖工作面2m范围内，开挖后24h内，下次爆破 前。2、 地表沉降观测点，每个测点水平距离间隔为3m，并在预计下沉断面以外4倍洞径处设水准基点3、 每种围岩类别各选择若干个比较有代表性的断面布置选测项

6、目量测测点。4、 必测项目按围岩类别每隔一定距离布设测点，级围岩按510m间距布点，级围岩按1020m间距布点，级围岩按2050m间距布点，级围岩按50100m间距布点。5、 选测项目和必测项目测点尽可能的布在同一断面，为分析这一断面的受力情况及稳定状况提供精确度。6、 测点与基线的布置将视具体施工方案的变化进行修改和调整，及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段设置监控量测断面加设测点。5 各隧道测点、断面的布置 各隧道的测点和断面的布置严格按照规范和设计文件要求，及根据测点的布置原则，按以下方案布设。洞内外观察断面间距3m（隧道全长范围内）；洞周收敛位移和拱顶下沉量

7、测断面间距定V级围岩10m，IV级20m，III级50m；浅埋地表下沉量测面间距。洞口30m范围内10m一个断面，洞口平缓、埋深较浅处可加密至5m，其余地段根据现场情况需要每50m选测一次；其余五项选测项目断面量测间距按以下标准执行；V级围岩及紧停、汽通地段10m-个断面，其余地段根据现场情况需要每200m选测一次6 信息处理与及时反馈方案 6.1 数据采集任何现场量测都不可避免地存在误差。为得到更为真实、可靠的量测数据，在监控量测、采集数据时，应尽量减少各种误差。（1）在隧道开挖后，尽可能早的埋设测点，并及时进行初次量测，以尽量测得变形与应力的初始数据。（2）做到量测、采集数据专人专项负责，

8、以减少随机误差。（3）在使用精密水准仪进行洞内周边收敛位移量测时，通过左右尺读数控制系统误差。（4）专项量测需制定专项记录表。对于手工记录资料要保存好原始记录表，对于智能式记录器要及时将量测数据导入电脑，以防丢失。（5）各项数据采集频度与相应量测频度(表1所列)同步。6.2量测数据的处理现场量测数据应及时进行处理，绘制成位移、应力、内力和时间的关系曲线(或散点图)，曲线的时间横座标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离，以便更准确的进行数据的回归分析，并对隧道的受力状态作出判断。在进行数据处理过程中，对一些异常数据应根据测量误差的处理原则进行剔除，并及时进行复测校正。6.3量测数据的分析

9、及预测预报在已有监测数据的基础上，必须对位移和应力的进一步发展进行分析，并作出较为准确的预测，才能及时对下一步的支护措施提出指导性意见。对监测信息的分析和预测预报主要通过两个途径来实现。（1）回归分析法是最常用的位移数据分析方法，根据实际监测信息，对位移可选用下列函数之一进行回归分析。 1）对数函数，例如： 2）指数函数，例如： 3）双曲函数，例如： 式中 、回归常数； 测点初读数后的时间(d)； 位移值(mm)。根据回归曲线(如图17)，可以掌握位移的变化规律，推算出某时刻的位移值及最终的位移值，当位移时间曲线趋于平缓时，隧道即趋于稳定。图17 量测结果分析预测示意图对于应力和内力量测信息，

10、同样可以采用回归分析的方法，建立回归曲线，从而对应力和内力的进一步发展作出预测，其具体的回归函数可根据实测数据拟合得到。（2）灰色预测分析法灰色预测分析法同样是根据已有的量测数据对进一步的位移和内力的发展作出预测，并据此对隧道和围岩的受力状态和稳定性作出判断。在预测分析中，该方法通过不断的数据更新，只根据最新测得的数据对下一步的变化作出预测，从而使预测更为准确。在实际数据分析和预测中，以上两种方法将联合使用，以互相验证。6.4 信息反馈与监控在复杂多变的隧道施工条件如何进行准确的信息反馈与监控是监控量测的主要目的和内容之一。迄今为止，信息反馈与监控主要通过两个途径来实现。（1）力学计算法支护系

11、统是确保隧道施工安全与进度的关键。可以通过力学计算来调整和确定支护系统。力学计算所需的输入数据则采用反分析技术根据现场量测数据推算得知，如塑性区半径、初始地应力、岩体变形模量、岩体流变参数、二次支护荷载分布等。这些数据是对支护系统进行计算所需要的。关于应力计算，已有专门计算机分析软件供使用。（2）经验法此法也是建立在现场量测的基础之上的，其核心是根据经验建立一些判断标准，而后根据前述的回归函数可以预测最终的位移值()：以及、来直接判断围岩的稳定性和支护系统的工作状态。在施工监测过程中，数据“异常”现象的出现可以作为调整支护参数和采取相应的施工技术措施的依据。何为“异常”，这就需针对不同的工程条

12、件（围岩地层，埋深，隧道断面，支护，施工方法等）建立一些根据量测数据对围岩稳定性和支护系统的工作条件进行判断的准则。1）根据极限位移值判断隧道周边任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的最终位移值均应小于表3所列数值。该表所列数值是在统计和分析了国内许多隧道的量测数据后得到的，可作为应用中的依据，同时在使用过程中应根据对现场实测数据的分析及相应的数值计算等进行修正。当位移速度无明显下降，而此时实测相对位移值已接近表中规定的数值，或者支护混凝土表面已出现明显裂缝时，必须立即采取补强措施，并改变施工方法或设计参数。表3 隧道周边允许相对位移值(%) 覆盖层厚度(m)允许相对位移值(%)围岩级别50

13、503003000.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.30根据量测结果进行综合判断，确定变形管理等级，据以指导施工。变形管理等级见表4。变形管理等级 表4管理等级管理位移施工状态U。（Un/3）可正常施工（Un/3）U。（2Un/3）应加强支护U。（2Un/3）应采取特殊措施注：U。：实测变形值Un：允许变形值。2）根据位移速率判断工程实践表明：各项位移达到基本稳定的时间一般是在一个月以内，且回归值与实测值很接近。从其位移速度与时间关系曲线显示出，位移的发展具有明显的阶段性。因此，可在实测资料

14、的基础上，可依据位移速度划分为三个阶段，即急剧变位、缓慢变位、基本稳定三个阶段，其围岩稳定性判据如表5所示。表5 围岩稳定性判据急剧变位缓慢变位基本稳定收敛位移1.0mm/d1.00.2mm/d0.5mm/d0.50.1mm/d1.0mm/d1.00.2mm/d0.2mm/d注： 相对位移值系指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。 脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 、级围岩可按工程类比原则选定允许值范围。3）根据位移时间曲线判断如果位移时态曲线始终保持，说明位移速率不断下降，这是稳定的标志。当位移时间曲线出现反弯点(如图17所示)，也即位移出现反常的急剧增

15、长现象时()，表明围岩和支护已呈不稳定状态或危险状态，应加密监测，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。对于支护结构中的应力、内力以及接触压力等，目前还没有相对可靠的经验公式用以判断，通常通过实测数据同支护结构的极限承载力进行比较，并结合必要的理论计算来综合进行分析判断，并以此为依据对支护参数和施工方法进行优化。为确保监测质量，加快信息反馈速度，全部监测数据由计算机管理，并绘制测点位移变化曲线图。监测数据的反馈程序见监测结果反馈程序图（图18）。根据量测资料，及时以书面报告形式反馈与施工、监理、设计单位，以调整或加强支护措施，保证施工的安全。书面报告内容包括量测数据的处理分析结果

16、、隧道与围岩稳定性的评价，各类围岩地段二次衬砌合理施作时间的建议，以及进一步的施工方案的优化完善等。 原设计单位现场施工监测设计资料调研监控量测量测结果的微机信息处理系统量测的回归分析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和施工单位量测结果的形象化、具体化结构安全性、经济性判断“围岩-结构”体系动态及现状分析说明、提交修正意见、建议理论分析甲方规范要求经济类比反馈设计施工是否改变设计、施工方法否是调整设计参数改变施工方法或辅助施工措施设计新方案原施工设计图18 隧道监控量测反馈程序图7 质量保证体系及措施7.1项目管理隧道施工现场监控量测，要按照量测计划认真组织实施，并且与其他施

17、工环节紧密配合，不能中断工作。特别是各预埋测点应当牢固可靠，并且要易于识别和妥善保护，不得任意拆除和人为破坏。监测过程中，按照技术专长，分成三个监控量测小组，分别负责不同内容的监测、分析和监测数据的反馈及对设计和施工提出合理的建议。项目量测管理的示意如图19。项目启动，项目进度将与合同段各隧道施工同步；根据项目进度和工程实际情况，控制监控量测进度。图19 监控量测管理示意图7.2 监控量测工作的注意事项（1）、确保量测仪器具有良好使用状态。（2）、现场测试前要检查仪器准备数量、质量，检查设备是否完好，如发现问题应当及时修理、更换或补充，检查测点是否松动或人为破坏，确认测点状态良好时方可进行测试

18、。（3）、测试工作中的基本要求： 按照各项量测的操作规程安装好仪器、仪表，每测点一般测读3次，3次读数相差不大时，可取算术平均值；如果读数相差过大，应当检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误后再进行测试。 每次测试都要做好记录，并且记录环境温度、掘进里程及其施工情况等，保持原始记录的准确性。 在现场进行初步计算，发现围岩与支护变形较大时，应当及时通知现场施工负责人。 测试收尾工作，包括检查仪器、仪表，作好保养和保管工作，及时进行资料整理。7.3质量保证措施施工监控量测严格按照有关规范、标准以及施工图设计文件进行，以确保隧道工程施工的安全，并根据量测信息进行及时反馈，优化设计。具体

19、保证隧道施工监控量测质量的措施有：（1）施工前应对现场进行调查，并做详细记录，必要时可拍照、摄影作为施工前档案资料；在施工前应进行初始观测，初始观测不少于二次；各种传感器应在埋设安装之前都应进行重新标定。（2）经纬仪、全站仪初精度应满足要求，同时每年应由国家法定计量单位进行检验、校正，并出具合格证；在安装过程中应对仪器、传感器、材料、传输导线进行连续性检验，以保证仪器质量的稳定性；做好仪器安装过程的原始记录。（3）监测工作应固定观测人员和仪器，采用相同的观测方法和观测路线，在基本相同的情况下施测；监测期间应定期对基准点进行联测以检验其稳定性；在整个施工期内，采取有效保护措施，确保其在整个施工期

20、间正常使用。（4）在测点周围设置明显的标志并进行编号，注意保护测点，严防施工时破坏；并在每次观测前检查测点是否松动；确认测点状态良好时方可进行测试。（5）及时埋设测点，测点应距开挖面2m范围内尽快埋设，并应保证爆破后24h或下一次爆破前初次读数。（6）观测时，应按仪器的操作规程和仪器生产厂家说明书的要求进行观测，根据观测设计对仪器进行基准读数和定期读数，确保与观测仪器相应的最高精度和观测资料的可靠性，每测点一般测读3次；每开始观测一组新读数前，应对观测仪表进行检验，以确保其良好的工作性能。（7）观测数据应记录在相应的表格中，并随时和上次观测的数据进行对比；当出现读数异常或可疑现象时，应进行重读

21、，并检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误后再进行测试，并和上次观测数据同时记录下来；在记录中应有环境温度、掘进里程及其施工情况等，保持原始记录的准确性。（8）在现场对观测数据进行初步计算，发现围岩与支护变形较大时，应当及时通知现场施工负责人；当监测值达到报警指标时，及时签发报警通知；对所有的不正常影响因素都应作文字记录。（9）观测数据应认真计算整理、仔细校核，及时提交当日报表及阶段性报告；在报表和报告中，应结合施工情况、掘进里程、天气情况、周围环境温度等进行综合分析判断，及时提出工程建议。（10）每次测试完成后，应检查仪器、仪表，作好保养和保管工作。8 针对本项目特点，可能发生

22、的问题的处理措施8.1对可能发生的如下问题采取相应的措施1、开挖后目测到的地质情况与开挖前勘测结果有很大不同，则应根据目测的情况重新修改设计方案。变更后的围岩类别、地下水情况以及围岩稳定性状态等，由设计单位和监理组确认，报主管部门审批后，对原设计进行修改，以便选择可行的施工方法与合理地调整有关设计参数。2、当出现开挖工作面自稳时间少于1h的情况时，则可采取下列措施；（1）采用拱部留核心土环形开挖法，先使核心部残留、支护后再开挖核心部；（2）采用分部开挖法；（3）对开挖工作面做喷射混凝土或锚杆防护后再开挖；（4）用水平超前锚杆或玻璃纤维束锚杆对开挖工作面加固后再开挖；（5）对围岩进行注浆加固后再

23、开挖。3、开挖后没有支护前，发现顶板剥落现象时，可采用下列措施；（1）开挖后尽快施做喷射混凝土层，缩短掘进进尺及作业时间；（2）采用分部开挖法；（3）增设钢拱架加强支护；（4）对围岩进行注浆加固后再开挖。4、开挖工作面有涌水时，可根据涌水量大小，由小到大依次选取下列措施中的一项或几顶：（1）增加喷射混凝土中的速凝剂含量，加快凝结速度；（2）张挂钢筋网改善喷射混凝土的附着条件；（3）对岩面进行排水处理；（4）打排水孔或设排水导坑；（5）对围岩进行注浆堵水。5、发现有锚杆拉断或垫板陷入围岩壁面内的情况时，可采取下列措施；（1）加密锚杆；（2）加大锚杆长度；（3）使用有弹簧垫圈的垫板；（4）使用高强

24、度锚杆。6、发现有喷混凝土与岩面粘结不好的悬空现象时，可采取下列措施；（1）开挖后尽早进行喷射混凝土作业；（2）在喷射混凝土层中加设钢筋网；（3）在喷射混凝土背后注浆；（4）增设短锚杆。7、发现钢拱架有压曲现象时，可采取下列措施；（1）适当放松钢拱架的连接螺栓；（2）使用可缩性U型钢拱架；（3）喷混凝土层留出变形缝；（4）加大锚杆长度；（5）适当增加钢拱架的密度。8、发现喷射混凝土层有剪切破坏时，可采取下列措施：（1）在喷射混凝土层增设钢筋网；（2）施作喷射混凝土时留出伸缩缝。（3）增加锚杆长度；（4）使用钢拱架或U型可缩性钢性架。9、发现有底鼓现象或侧墙有向内滑移现象时，可采取下列措施；（1）在仰拱打设锚杆；（2）尽快施作喷射混凝土仰供，使断面尽早闭合；（3）原设计方案采用全断面开挖时，可用台阶法开挖，原设计方案采用长台阶或短台阶开挖时，可缩短台阶长度或改用微台阶法开挖，以缩短支护结构形成闭合断面的时间。8.2针对本项目公路隧道地质条件复