石桥头隧道监测方案

铁程管-04a施工组织设计（方案）报审表（二）龙厦铁路LX-III标工程（DK2+450～DK4+036）石桥头隧道监控量测方案第一册共一册中铁二局龙厦铁路LX-III标工程指挥部二○○八年五月目录第一部分监测方案 (1)1 前言 (1)2 编制依据 (1)3 监测准备 (1)3.1 现场调查 (1)3.2 重点监测区段分析 (2)4 监测范围 (2)4.1 监测对象 (2)4.2 监测范围 (2)5 监测内容及方法 (2)5.1 监测内容 (2)5.2 监测断面布置 (3)5.3 监测方法 (3)5.3.1 地表下沉监测 (3)5.3.2 隧道拱顶下沉及周边收敛监测 (3)5.3.3 建筑物沉降监测 (3)5.3.4 建筑物倾斜监测 (4)5.3.5 地层水平位移监测 (4)5.3.6 建筑物开裂监测 (4)5.3.7 爆破震动监测 (4)5.3.8 掌子面及支护状态观测 (4)6 量测频率 (4)7 监测数据分析处理 (5)8 监测成果应用 (6)8.1 建筑稳定评价 (6)8.2 爆破安全性评价 (6)8.3 设计及施工优化 (6)9 监测组织与管理 (7)第二部分监测总工作量 (8)1 测试工作量 (8)1.1 测试断面数量 (8)1.2 测点数量 (8)1.2.1 地表下沉、隧道收敛及拱顶下沉 (8)1.2.2 建筑沉降、倾斜及地层水平位移 (8)1.3 量测工作量 (9)附件: (9)石桥头隧道地面房屋调查记录表（重点监控） (9)石桥头隧道监控量测方案第一部分监测方案1 前言监控量测作为新奥法的重要内容之一,在隧道施工中起着非常重要的作用。

新建龙厦铁路石桥头隧道（DK2+450～DK4+036）地处龙岩闹市区，具有埋深浅、地表建筑密集、地下管线众多、围岩破碎、施工对地表建筑及地下管线影响大等诸多施工不利因素。

在施工期间对地表位移、建筑变形及爆破震动等进行监测，监测成果除了为评价施工对建筑的影响服务外，监测成果还可反馈施工，为施工方案及爆破设计参数等的优化提供重要依据。

测试成果对确保施工安全、加快施工进度、降低施工成本具有重要意义。

2 编制依据（1）铁道第四勘察设计院新建工程龙岩至厦门铁路龙岩至漳州段石桥头隧道施工图(以下简称施工图)；（2）《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）；（3）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）；（4）《铁路隧道设计规范》（TTB10003-2001）；（5）《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）。

3 监测准备3.1 现场调查在地表放出隧道中线的位置，在此基础上对隧道施工影响范围内的地面建筑及地下管线进行详细调查。

调查内容主要包括：保留建筑：①建筑结构(土坯、砖混、钢筋混凝土框架结构)；②层数；③地面标高；④距隧道边界距离；⑤基础类型、埋深；⑥用途、荷载大小；⑦建筑年限及变形、破坏现状。

地下管线：①平面位置及埋深；②用途；③管径、管材及接头连接方式；④单节管道长度、接头位置。

3.2 重点监测区段分析在上述调查的基础上，计算地面建筑作用在隧道拱顶的竖向附加应力及作用在边墙上的水平附加应力，作出拱顶竖向附加应力沿隧道径向、深度的分布图；作出边墙水平附加应力沿深度及径向的分布图。

在上述工作的基础上结合隧址的地层分布，分析隧道施工对地表建筑及地下管线影响的重点地段及关键部位，确定需重点进行监测的地段、部位及各地段宜进行的监测项目。

4 监测范围4.1 监测对象隧道附近的地面建筑、地下管线及其它施工期间需保护的建筑或设施。

4.2 监测范围监测范围为隧道施工可能产生影响的范围。

根据隧址区岩土体的物理力学性质，本项目初定的监测范围见表1，监测期间再根据地表变形的实测结果进行相应调整。

5 监测内容及方法5.1 监测内容监测内容包括：地表下沉、建筑物沉降、倾斜和开裂、地层水平位移、隧道拱顶下沉及周边收敛、施工爆破震动等。

5.2 监测断面布置监测断面的布置根据施工设计图(铁四院新建龙厦铁路施工图—石桥头隧道设计说明)及隧道施工技术的要求布置，监测断面按表2的要求进行布设，重要地段适当加密。

5.3 监测方法5.3.1 地表下沉监测采用高精度水准仪进行监测。

监测断面垂直隧道中心线，断面间距按表2的要求进行布设，重要地段适当加密；对于地下管线，测试断面则沿管线纵向布设。

测点根据距隧道中心的距离呈梯度布置，间距4-6m。

5.3.2 隧道拱顶下沉及周边收敛监测拱顶下沉及周边收敛量测布置在同一个断面上。

测试断面根据隧道埋深、围岩条件及地面建(构)筑物的分布情况布设。

断面间距一般地段按表2的要求进行布设，重要地段测试断面适当加密。

每个断面布置3 个拱顶下沉观测点、4 个水平收敛观测点(即2条水平收敛测线,分别布置在拱腰和拱脚)。

当隧道掘进至监测断面时,立即埋点进行量测。

拱顶下沉采用精密水准仪量测,水平收敛采用专用隧道收敛仪进行量测。

5.3.3 建筑物沉降监测测点布设在被测建筑物角点的基础或墙角上,埋设高度应方便观测。

建筑沉降采用精密水准仪,按照二级变形测量精度要求(即将测量误差控制在±0.15mm以内)进行观测。

5.3.4 建筑物倾斜监测在待测建筑物不同高度(应大于1/2建筑高度)布置两个观测点,在大于两倍观测点距离的位置建立观测站,采用TCA1800 型(角度误差为1″,距离误差为1mm +2ppm)全站仪测定两观测点的坐标,根据两次观测坐标差值计算建筑物的倾斜量。

5.3.5 地层水平位移监测在每幢待测建筑物附近靠近隧道的一侧布设一个地层水平位移监测孔，采用测斜仪进行地层水平位移监测。

5.3.6 建筑物开裂监测在建筑已开裂的部位和在不均匀沉降影响下易出现裂纹的部位设置灰标，施工期间对裂纹的发展情况进行观察、量测、拍照或素描，分析裂纹产生或发展的原因。

5.3.7 爆破震动监测此项监测仅在采用钻爆法开挖的地段。

测点布置在重要建筑物的基础、立柱和地面上。

采用三分量拾振器、EXP2850型测振仪及计算机等测震装置进行监测。

测试内容主要包括：①爆破震动速度；②最大震动速度发生的位置及方向；③爆破地震效应及地震波衰减规律。

5.3.8 掌子面及支护状态观测施工期间对掌子面出现局部坍塌、挤出，初期支护出现喷层开裂，钢筋网鼓出的部位、规模及发展情况进行认真观察和记录。

6 量测频率(1) 地表下沉、地层水平位移、建筑物沉降、倾斜、开裂的量测频率见表3。

注：上表中D为隧道开挖宽度。

(2) 隧道拱顶下沉及周边收敛的量测频率见表4。

(3) 在爆破设计参数改变(如单段爆破用药量增加、段差减少、爆源距地表距离减少等)或爆破工艺改变时均需进行爆破震动测试。

此外，为了对爆破震动的动力特性进行研究,选择3～5次规模较大、并且有代表性的爆破进行多点爆破震动测试,以确定爆破震动的传播特性。

7 监测数据分析处理(1) 上述5.3.1- 5.3.5的监测内容，每次观测后及时对原始数据进行校核和整理（包括原始观测值的检验、计算,测量平差计算等）,求出每个观测点的当期变化量、累计变化量、变化速率和地表沉降曲率。

在此基础上，进行下列处理：①作出不同测试断面地表累计下沉量、下沉速率随时间变化的曲线；②作出不同测试断面最大下沉量、下沉速率随时间变化的曲线；③作出地表下沉最大曲率点至隧道中心水平距离随时间变化的曲线；④作出地表下沉最大曲率随时间的变化曲线；⑤作出隧道拱顶下沉、周边收敛量及其变化速率随时间变化的曲线；⑥作出地层水平位移及其变化速率随时间变化的曲线；⑦建筑物沉降、倾斜值及其变化速率随时间变化的曲线；⑧对监测结果进行回归分析，预测变形发展趋势。

(2) 对爆破震动测试数据检验、滤波后作如下处理：①得出各测点震动速度、频率及震动持续时间；②在多个测点测试的基础上，对震动速度V、测点距爆源点距离r及炸药用量Q 之间的关系按下式进行统计分析，得出适宜于本场地的场地及岩性影响系数k 、α。

α⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=r Q k v 3 ③ 在上述工作的基础上得出符合本场地的爆破安全距离与用药量的关系式。

8 监测成果应用8.1 建筑稳定评价根据铁道第四勘察设计院新建龙岩至厦门铁路石桥头隧道施工图设计说明。

隧道周边房屋稳定的标准如表5所示。

在现场实测的基础上，对照表5的稳定标准，可对隧道附近地面建筑的稳定状况进行分析和评价。

8.2 爆破安全性评价我国《爆破安全规程》(GB6722-86)规定的爆破安全标准见表6。

在现场爆破震动测试分析的基础上，对照表6的稳定标准，可对隧道爆破施工的安全性进行分析和评价。

8.3 设计及施工优化(1) 根据地表下沉、建筑物沉降、倾斜、开裂、地层水平位移、隧道拱顶下沉及周边收敛的大小和变化速率，综合判断建筑、围岩和支护结构的稳定性，并根据变形管理等级(表7)及时反馈给指挥部和项目决策层，为修改施工方案和优化设计参数提供依据。

0n(2) 根据爆破震动测试结果优化爆破设计参数。

如果实测爆破震动速度大于安全爆破速度可采取如下措施减震：①微台阶分部开挖,每部分又分多次爆破；②短进尺，控制单段爆破用药量；③多打眼、少装药，掏槽眼增加减震孔、周边眼增加导向孔, 隔孔装药；④增加导爆管段别、降低单响药量；⑤增大爆破延迟时间，避免爆破叠加；⑥用楔型掏槽,掏槽部分应尽量位于底部,以增大爆源距地面的距离。

9 监测组织与管理（1）为保证监测工作顺利进行和高质量完成，根据工地的实际情况，本项目拟组建由5名从事岩土工程测试、研究人员组成的监测小组进场进行监控量测。

（2）为保证测试结果的可靠性，所有测试仪器进场前必须进行检校，经检校无误后方可进场进行测试。

（3）测点的埋设严格按测试元件的埋设方法和要求进行。

测点应牢靠可靠、做好易于识别的标志，并妥善保护，避免施工及人为破坏，以确保量测工作顺利进行。

（4）量测期间，设立值班记录本，详细记录值班期间的一切情况。

记录内容主要包括：①施工方法、部位、工艺流程以及施工进展情况；②量测时气候环境情况；③地表变形及爆破震感等。

第二部分监测总工作量1 测试工作量1.1 测试断面数量石桥头隧道全长1586m（DK2+450～DK4+036），其中Ⅴ级围岩1071m（含明挖段159m），Ⅳ级围岩80m，Ⅲ级围岩435m。

按照表2的断面间距，隧道测试断面数量如表8所示。

1.2 测点数量1.2.1 地表下沉、隧道收敛及拱顶下沉根据表8的测试断面数量及地表下沉、隧道收敛及拱顶下沉每断面的测点数量可计算出上述测试项目的测点总数，如表9所示。

1.2.2 建筑沉降、倾斜及地层水平位移项目部前期对隧道沿线地面建筑物进行了调查，根据隧道埋深、房屋以前的开裂情况、房屋的结构类型，拟对36幢建筑进行重点监测，重点监测的内容包括地表及房屋沉降、倾斜及其附近地层的水平位移进行监测；其余房屋只进行一般监测，共有86幢，一般监测只测量房屋的沉降情况。