隧道监控量测计划讲解

衡茶吉铁路HCJ-3标段测量工程

编号：hcjtl-clgc-007 隧道围岩监控量测作业指导书

单位：中铁电气化局集团

编制：曾智炫

审核：

批准：

2009年06月08日发布2009年06月10日实施

1、工程概述

本标段有3条隧道：排前2#隧道隧道，丑田1#隧道，丑田2#隧道。本线隧道地质构造复杂，不良地质和特殊地质多，特别是排前2号隧道Ⅴ级软弱围岩1217米，占隧道全长的38.3%，施工技术复杂，影响因素多，该隧道是关键的工期控制工程，为本标段的重难点工程。

2、现场监控量测手段

监控量测是隧道施工的一大关键，也是隧道施工的重要组成部分。现场监控量测，是在隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的。

围岩量测是施工安全和质量的保障，通过现场监控量测要达到以下四个目的：

2.1了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正设计支护参数，保证围岩稳定和施工安全；

2.2提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定模筑混凝土衬砌施作时间；

2.3通过对量测数据的分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，对原设计和施工的合理性进行评估；

2.4为信息反馈技术和其他类似工程积累可贵的量测数据和经验不断提高施工技术水平。

3、现场监控量测机构和量测仪表工具以及量测项目及方法的确定

3.1监控量测组织机构

本项目部监控量测工作总体由项目总工负责，下设隧道责任区监控量测组。由隧道责任区技术主管管理，具体由监控量测小组负责现场操作和资料整理、分析，测量队配合实施。

1、人员配备：两名隧道工程师，三名测量工程师，五名测量人员。

2、责任分工

总体负责项目总工张小东

数据分析隧道工程师程裕李俊

数据整理测量工程师曾智炫班利红徐向杰

现场监控量测测量队杨海飞秦凯凯张建南于景冰李洛东

测量队按照施工规范及设计文件在隧道内外进行布点，严格按要求频率量测监控，收

集量测数据，由测量工程师进行数据整理，上报隧道工程师进行数据分析、总结，并把分析结果上报总工。正常情况7天一汇报，如发现围岩变形超过正常范围，应立即向总工报告，并向业主、设计、监理单位审核报告。

3、监控量测设备配备：收敛变化量测采用BJS330型数显收敛计量测，拱顶下沉采用水准仪观测，洞外监控采用全站仪测距或测坐标高程进行观测。

2.2监控量测管理流程

施工监测管理流程见下图1。

根据业主项目部对监控量测的要求，分为必测项目与选测项目两大类，本项目部结合工程实际情况及其它要求，确定监控量测项目见表1

量测项目及内容

1

2.4、监测控制标准

2.4.1按隧道监控量测变形管理等级管理，见表2：

表2

注：U为实测位移值；Uo为最大允许位移值。

2.4.2按位移变化速度判定：

净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变形状态，加强初期支护系统；

水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d时，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。

在浅埋地段以及膨胀性、挤压性围岩等情况下，采用监控量测分析判别。

2.4.2按位移时态曲线的形态来判别：

将量测数据进行处理和分析，绘制时间--位移曲线。一般情况会出现如下两种时间──位移特征曲线见图2

(a)正常曲线(b)反常曲线

图2 时间—位移特征曲线

(a) 图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑砼衬砌。

(b) 图表示位移变化异常，反弯点喷锚支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。

3、量测断面间距和测点布置

3.1量测断面间距严格按照设计文件和相关规范要求，根据隧道实时地质条件、隧道埋置深度等条件确定。a、拱顶下沉观测点：Ⅴ级围岩地段按拱顶、两拱腰3点布设，其它地段按拱顶1点布设。b、水平变形量测点：按拱脚和断面最宽处左右各2点，共4点对称布设。c、地表和隧道洞口监控量测观测点：黄土地段、浅埋地段全部布置，其布点范围D=B+2（H+h）tg30°，从隧道中线向两边每5m设一观测点，有建筑物时酌情在建筑物上增加布点； D---布点宽度（H+h）tg30°---黄土内摩擦角对地表影响宽度。d、隧道衬砌结构不均匀下沉降观测点：在衬砌沉降缝两边边墙同一水平线上，每条沉降缝左右对称布设。e、洞内、外观察：主要目的测量检查初期支护结构物的明显变形和地表及建筑物的变形。具体要求见表3。

3.2测点布置参照设计资料和规范要求，根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置，拟制定以下两种布设方式：见图2。

拱顶下沉及周边收敛量测间距表

表3

注：浅

埋指隧道埋深小于2B。（B表示隧道开挖宽度）

4、量测频率

4.1、土质隧道第一次拱顶下沉、水平变形量测时间应在开挖完成后3～6小时内完成；石质隧道第一次拱顶下沉、水平变形量测时间应在开挖完成后12小时内完成。

4.2、洞内量测频率按日变形量和距开挖面距离双因素指标控制：

U=5mm／d 或（0～1）B：每日2次

5mm＞U＞0.2mm／d或（1～2）B：每日1次

0.2mm≥U 或距开挖面距离＞2B：每3日1次，5日后变为7日1次。

（U--日变形量 B—隧道开挖宽度）

4.3、地表和隧道洞口段监控量测观测频率：第一次观测必须在隧道开挖前5日内完成初始观测值，以后按洞内同频率进行地表观测。

4.4、地表布置的监控测点在开挖面前方不小于一倍洞径处取得初始值，地表进行的量测项目应测至二次衬砌施作后不小于一个月时间。洞内必测项目测至二次衬砌施作时。

4.5、洞内、外观察每日1次定时检查并记录。

4.6洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护观察两部分。开挖工作面观察在每次开挖后12小时内进行，以后每天一次。对初期支护的观察也是每天至少一次。

4.7净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。具体量测频率见表4。

4.8结束量测时间：当围岩达到基本稳定后，以一周一次的量测频率量测两周，若无明显变化可以结束量测。

4.9对于膨胀性围岩，位移长期不能收敛时，量测至变形速率小于每月1mm时，即可结束量测。

拱顶下沉及周边收敛量测频率表

表4

注：B表示隧道开挖宽度

5、沉降变形观测网布置

我项目部已于2009年6月1日完成了管段内复测调查工作，沉降观测网按三等变形测量等级技术要求建立，变形观测的水准测量采用二等变形观测测量技术，利用D1、D2、D3、I185、D4、D5、I187建立施工变形测量观测网，并根据四等水准点D1、D2、D3、I185、I187、D4、D5建立高程控制网。为满足沉降变形观测精度要求，在两水准基点之间沿线路方向按间距不大于200m、距中心小于100m布设工作基点。工作基点采用直径20mm长60cm顶端园滑的钢筋打入土中，桩周上部50cm用混凝土浇注固定并编号。