监控量测专项方案.doc

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1、中铁五局一公司永古高速公路YG7合同段监控量测 专 项 方 案 审批：中铁五局一公司永古高速公路YG7合同段项目经理部2009年4月25日安远隧道监控量测专项方案本标段隧道穿越断层破碎带、断层影响带规模大、地质构造复杂、多变的具体情况，施工中进行以下监控量测项目：对于台阶法开挖的IV、V级围岩、单侧壁导坑（CRD法）开挖的V级紧急停车带，必测项目：地质及支护状态观察、水平收敛、拱腰收敛及拱顶下沉测量、锚杆内力测量（拉拔力测试、电测锚杆）；断层破碎带需增设：围岩内部位移测量（洞内设点）、钢支撑内力量测、喷混泥土应力测量、二次衬砌压应力量测；选测项目：围岩内部位移量测（洞内设点）、钢支撑内力量测、

2、喷混泥土应力量测、二次衬砌压应力量测。以下为具体的量测措施：1、地表沉降监测1.1、洞口地表沉降监测点布置根据新奥法施工原理，在施工过程中，以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应，并充分发挥围岩的自承能力，使围岩与支护体系达到最佳受力状态。浅埋地段隧道地表下沉量测与洞内净空变化与拱顶下沉量测在同一横断面内，当地表有建筑物时应在建筑物周围增设地表下沉观测。横断面方向应在隧道中心及两侧间距23m处设地表下沉测点，每个断面711点，监测范围在隧道开挖影响范围之外。地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之与处开始量测点距，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时止。安远隧道进

3、口山体坡度较陡，浅埋段距离较短。隧道设计断面的最大开挖宽度为12.38m，计算时取15m，量测断面纵向距离取小值。地表监控量测断面按以下要求布置：地表监控量测断面布置表埋置深度H量测断面间距（m）H2B2050BH2B1020HB510根据现场地面线的测量，安远隧道左线布置5断面，右线布置4个断面。1.1、量测方法及监测频率采用水准仪、水准尺量测（最小读数0.1），在左右线线路上埋设测点，并进行联测。洞口开挖前进行初始数据两侧。开挖面前30m，1次/2天；开挖面前后30m，2次/1天；开挖面后3080m，1次/2天；开挖面后80m，1次/7天。实际量测频率应根据变形速度与距开挖工作面的距离选择

4、较高的一个量测频率。1.2、地表下沉量测范围、测点布置示意图、控制桩大样图1.3、量测数据的整理（1）绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图。（2）绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图。（3）绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图。（4）对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析。（5）对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析。（6）根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。（7）根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值。1.4、监测过程处理应急措施每一次量测后要对数据及时进行分析，根据分析结果采取以下措施：（1）若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时，对衬砌结构应采取补强

5、措施。1）增加喷混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加强钢筋网。2）提前施作二次衬砌，要求通过反分析校核二次衬砌强度。3）提前施作仰拱。（2）若发现地表下沉速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断。1.4、监测过程注意的事项（1）施工前作好监控量测的准备工作：如设置测点，引入高程控制点，配备必要的人员及仪器。（2）在布置测点时注意在移量较大的地段将测点布置密一点。（3）地表量测与地下洞室各项监测应同步进行，以利于资料的相关分系。（4）量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。2、洞内支护监控量测通过施工现场的监控量测信息实时掌握围岩与支护

6、体系在隧道开挖掘进过程中的动态力学变化过程，为保证施工安全、修正与优化初期支护设计参数、完善理论分析以及合理确定二次衬砌施作时机提供强有力的依据。2.1监控量测项目本标段安远隧道穿越F9断层及次一级断层破碎带、断层影响带规模大、地质构造发杂、多变的具体情况，施工中进行以下监控量测项目：对于台阶法（留核心土）开挖的IV、V级围岩、单侧壁导坑法（CRD法）开挖的V级紧急停车带，按照表1、监控量测项目及方法一览表中的必测项目、选测项目进行量测。级围岩全断面开挖按照表2、监控量测项目及方法一览表中的必测项目、选测项目进行量测。第 7 页1、监控量测项目及方法一览表项目名称方法及工具布置量测间隔时间必

7、测 项 目地质及支护状态观测岩性，结构面产状地质罗盘及规尺等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行净空位移量测及拱顶下沉量测各种类型的收敛剂V级围岩每1520米一个级围岩每1520米一个爆破后24小时内018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周仰拱隆起量测水准仪、水准尺V级围岩每1520米一个级围岩每1520米一个仰拱开挖后12小时内进行015天16天1个月13个月3个月1次/天1次/2天12次/周天13次/月选测项目围岩内部位移量测（洞内设点）洞内钻孔安设多点杆式位移计每一类围岩段选一断面每断面311个测点爆破后24小时内进行018m1836m3690m90m12次

8、/天1次/天1次/2天1次/周锚杆内力量测各类电测锚杆，锚杆测力计及拉拔器每一类围岩段选一组每组35根锚杆施作后开始018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周钢拱架内力量测应变片及压力计每2030榀钢支撑中选1榀，每段钢支撑均测钢拱架施作后开始018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周喷射混凝土内力量测表面应力解除法每一类围岩段选一组每组35个测点二次衬砌施作前进行二次衬砌压应力量测各类型压力盒每一类围岩段选一组每组25个断面每断面711个测点二次衬砌施作后开始015天16天1个月13个月3个月1次/天1次/2天12次/周天13次/月2、

9、监控量测项目及方法一览表项目名称方法及工具布置量测间隔时间必 测 项 目地质及支护状态观测岩性，结构面产状地质罗盘及规尺等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行净空位移量测及拱顶下沉量测各种类型的收敛剂级围岩每4060米一个爆破后24小时内018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周选测项目围岩内部位移量测（洞内设点）洞内钻孔安设多点杆式位移计每一类围岩段选一断面每断面311个测点爆破后24小时内进行018m1836m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周锚杆内力量测各类电测锚杆，锚杆测力计及拉拔器每一类围岩段选一组每组35根锚杆施作后开始018m1836

10、m3690m90m12次/天1次/天1次/2天1次/周喷射混凝土内力量测表面应力解除法每一类围岩段选一组每组35个测点二次衬砌施作前进行二次衬砌压应力量测各类型压力盒每一类围岩段选一组每组25个断面每断面711个测点二次衬砌施作后开始015天16天1个月13个月3个月1次/天1次/2天12次/周天13次/月2.2围岩稳定性与支护效果分析通过现场监控量测获得围岩力学动态与支护工作状态的有关数据，再对这些数据进行回归分析，研究隧道围岩及衬砌支护结构的变形、受力规律，通过位移反分析方法，求出围岩初始应力场及围岩综合物理力学参数，并与实际结果对比分析，对围岩稳定性与支护效果进行评价，来预测与确定隧道围

11、岩最终稳定时间、指导施工顺序与施作二次衬砌、优化支护结构设计参数。2.3监控量测必测项目的具体布置及要求1）监控量测方法量测项目、量测仪器及量测方法表序号项目量测仪器精度量测方法与要求备注1洞内外观察地质罗盘对围岩与支护作以下观察:a.隧道每次放炮后一次喷砼支护前对地质进行观察，并绘制地质素描图;b.检查喷砼有无裂损及发展，锚杆有无松动，钢架支护工作状态等，并作相应记录.地质素描贯穿整个隧道施工全过程，以便及时掌握围岩的工程性质，核对围岩分级，观察支护受力情况，为安全施工提供直观、必要的信息.2隧道净空水平收敛量测隧道净空变化测定仪（收敛计、隧道激光断面仪、全站仪）0.1mm为保证量测精度及提

12、高效率，采用隧道收敛计量测.开挖后迅速安装收敛桩并编号，开挖后12h测初始值(最迟不得迟于下一循环放炮前)，测点牢固可靠，易于识别并专人妥善保管.本项量测是研究洞室变形规律、判断施工安全与否及确定二次衬砌施工作时间的主要信息，是各项目量测工作的重点.3拱部位移量测水准仪、钢尺1mm喷射砼后迅速在测点处设固定桩，采用精密水准仪与收敛计进行，并设专用水准点供拱顶下沉量测用，量测频率同水平净空收敛量测.本量测的是了解围岩与结构共同作用情况，与水平净空收敛量测结果有同等重要的意义与作用.4周边位移量测收敛计、隧道激光断面仪、全站仪0.1mm采用隧道收敛计量测.开挖后迅速安装收敛桩并编号，开挖后12h测

13、水平与斜向收敛值主要在IV、V级围岩中进行。量测初期支护上各点的绝对位移，通过水平、斜向收敛量测，验证周边位移结果。5仰拱隆起位移量测水准尺1mm采用精密水准仪与收敛计进行，仰拱开挖后12小时内进行测量。本量测是了解仰拱开挖后，隧道上部是否下沉对仰拱的挤压。2）测点布设(1)监控量测断面的布置隧道监控量测的断面的选择应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程的实际情况而定，以便尽可能完整地获得围岩开挖后及初期支护的变化情况。隧道收敛位移与拱顶下沉量测项目应尽量布置在同一断面上，以使量测结果能互助对照，相互检验。设定断面按照监控量测项目及方法一览表中间距小的布置。(2)量测测点布设要求根据隧道

14、自身的地质特征、围岩变形情况、洞室高跨比与施工实际需要，拱下沉测点设在隧道拱顶，且与同一里程的水平收敛测点位于同一断面内；周边位移量测以量测初期支护上各点的绝对位移为目的，通过水平收敛与斜向收敛量测，验证周边位移结果。周边位移量测主要在、IV、V级围岩中进行，每个断面布置约10个测点，拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行。拱底隆起量测主要在软弱围岩中进行，测点设隧底正中处，与同一里程的水平收敛测点、拱顶下沉测点位于同一断面内。(3)测点的加工要求及标识隧道量测测点前部采用一根68园形钢筋冷加工而成直径为45cm半圆，尾部采用22的螺纹钢，这样能减小量测中的误差，增加量测精度。初期支护测点制作标明

15、里程的2030cm的小木牌，悬挂于测点旁，并采用红油漆醒目标示；衬砌测点采用反光材料在衬砌混凝土上做出标识，并注明里程；隧底隆起测点采用红油漆在同一里程断面上的混凝土上做出标识，并注明里程。量测测点布置见下 “监控量测布置图”。 监控量测布置图3）量测频率量测频率主要根据位移速率与测点距开挖面距离而定，即隧道开挖或支护初期，测试频率按照监控量测项目及方法一览表进行，随着围岩逐渐稳定，量测次数可以逐渐减少，当出现异常情况时，应及时增加量测次数。4）测数据整理、分析、围岩稳定性判识(1)依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉等。(2)围岩稳定性判识以位移时间曲线为基础，根据位移、位移速率等分析、评

16、定围岩与支护的稳定性：当位移急剧增加，每天的相对净空变化超过10mm时，应重点加强观测，并密切注意支护结构的变化;当位移时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时应尽快采取补强措施以防坍方;当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预测值的8090%，收敛速度小于0.10.2mm/d时，拱顶下沉速率小于0.1mm/天，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌。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/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t0），围岩不稳定，应加强支护；按变形管理等级进行控制通过对隧道量测资料定期绘制时态曲线，空间曲线图与进行回归分析，以

17、及结合隧道施工中变形的实际情况，提出了三级变形管理等级，如“监控量测变形管理等级表”。监控量测变形管理等级表管理等级管理位移施工状态U0Un/3可正常施工 Un/3U02Un/3应加强支护U02Un/3考虑采取特殊措施注：U为实测位移值；U0为最大允许位移值。2.4监测过程处理应急措施每一次量测后要对数据及时进行分析，根据分析结果采取以下措施：（1）若发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时，对衬砌结构应采取补强措施。1）增加喷混凝土厚度，或加密锚杆，或加挂钢筋网。2）提前施作二次衬砌，要求通过反分析校核二次衬砌强度。3）按更低一级围岩类别施作衬砌。（2）若发现净空位移速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断。