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1、中铁十局集团有限公司新建云桂铁路广西段YGZQ-1 标方村隧道监控量测实施方案编制：复核：审核：日期：中铁十局云桂铁路YGZQ-1 标项目部第 3分部名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-1-目录1 编制目的和依据 .11.1 编制目的.11.2 编制依据.1 2 编制范围 .13 工程概况 .24 监控量测项目及人员组织.2 4.1 监控量测项目 .24.2 人员组织.25 监控量测断面及测点布臵原则.3 5.1 布臵原则.35.2 地表下沉量测点埋设 .35.3 净空水平收敛量测及拱顶下沉量测点埋设.55.4 监测频率.75.5
2、 监测量测精度要求.86 监控量测方法.8 6.1 洞内、外观察 .86.2 地表下沉量测 .86.3 净空水平收敛量测及拱顶下沉量测.96.4 具体实施措施 .97 监控量测数据分析及信息反馈.98 初期支护检测结果异常的处理.119 监控量测管理基准及工程对策.12名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-2-方村隧道监控量测实施方案1 编制目的和依据1.1 编制目的 确保施工安全及结构的长期稳定性；通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。研究监测工程状况的累计记录，积累量测数据，有助于修正工程设计，并通过观测数据与
3、理论上的工程特性指标进行比较，以便了解设计的合理程度，为信息化设计和施工提供依据；通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用；隧洞支护结构和周围岩体的变形及应力状态及其稳定情况密切相关，隧道支护结构和周围岩体的各种破坏形式产生之前通常有大的位移、变形、受力异常等，通过观测结果来验证施工方案的正确性；通过施工现场的监控量测，确定二次衬砌合理施作时间。验证支护结构效果，确定支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据。1.2 编制依据1、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技术规定的
4、通知铁建设（2010）120 号；2、时速250 公里客运专线铁路双线隧道复合式衬砌通隧（2008）0201；3、时速 250公里铁路双线隧道辅助施工措施及施工工法云桂隧参 08；4、施工图纸、设计要求和环境、地质条件。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-3-2 编制范围适用于方村隧道（DK73+980）。3 工程概况方村隧道进口里程：DK73+660，出口里程为：DK74+300，全长640m，最大埋深 39m。测段属溶蚀残丘地貌，绝对高程97137m，相对高差达 40m，山体地表自然坡度525。山体全部被土层覆盖，坡面上均为果
5、树。隧道进、出口端附近均有村庄分布，有乡村公路，交通较方便。上覆第四系全新统坡残积层(Q4dl+el)红黏土：褐红、褐黄色，硬塑状，局部夹有少量的灰岩、角砾。厚1230m；下伏基岩为泥盆系上统(D3)灰岩，浅灰、灰白色，隐晶质结构，中厚层状构造，质坚、性脆、致密，钙质胶结，含少量方解石脉，节理、裂隙较发育。隧区地震动峰值加速度为0.10g。隧道范围内未见明显地质构造，特殊岩土为红黏土，土层厚 1230m，具有高收缩性，易形成网状闭合微裂隙，破坏图的整体性，局部具有若膨胀。不良地质为岩溶，隧道洞身处于溶蚀基岩面附近，溶蚀裂隙及溶沟发育。环境水对混凝土结构无浸蚀性，本隧道最大用水量为6000m3/
6、d。全隧 V级围岩长度为 640m。4 监控量测项目及人员组织4.1 监控量测项目监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。具体监控量测项目见表4.1。表 4.1 序号监控量测项目量测仪器备注1 洞内、外观察现场观察、数码相机、罗盘2 拱顶下沉全站仪3 净空变化全站仪4 地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-4-4.2 人员组织监控量测工作必须紧接开挖、支护工作，应按设计要求进行布点和监测，并根据现场施工情况及时调整量测项目和内容。量测数据应及时分析处理，
7、并将结果反馈到施工过程中。监控量测应纳入施工工序，并贯穿施工的全过程，为施工管理及时提供以下信息：1、围岩稳定性、支护结构承载能力和安全信息。2、二次衬砌合理的施作时间。3、为施工中调整围岩级别、完善设计方案及参数、优化施工方案及施工工艺提供依据。因此，为确保施工监测质量，真正做到信息化指导施工，确保隧道施工安全、顺利进行，特成立监测管理小组，实行监测质量专人负责制。监控量测小组：组长忤宗耀；副组长李军亮；成员：程卫华、杨小伟、秦林、黄红尊、宋坤杰、郭佳恒。人员分工：程卫华、杨小伟、黄红尊、宋坤杰、郭佳恒负责布点、测量，邵海珠负责资料整理汇总，忤宗耀、李军亮审核把关。根据检测精度要求，减小系统
8、误差，控制偶然误差，避免人为错误。经常采用相关方法对误差进行检验分析。监控量测组负责测点的埋设、日常测量、数据处理和仪器保养维修及送检工作，并及时将监控量测信息反馈于施工和设计。5 监控量测断面及测点布臵原则5.1 布臵原则浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布臵在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按表 5.1-1 的要求布臵。表 5.1-1 隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2BH02.5B 2050 BH02B 1020 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-5-H0B 510 注:
9、H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。地表沉降测点横向间距25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧范围应不小于H0+B，地表有控制性建筑物时，量测范围应适当加宽。拱顶下沉测点和净空变化测点应布臵在同一断面上。拱顶下沉测点原则上设臵在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应在拱顶部位设臵三个测点。净空变化量测侧线数，参照表5.1-2。表 5.1-2 一般地段特殊地段全断面法一条水平侧线台阶法每台阶一条水平侧线每台阶一条水平侧线，两条斜侧线分部开挖法每分部一条水平侧线上部每分部一条水平侧线，两条斜测线，其余分部一条水平测线不同断面的测点应布臵在相同部位，测点应尽量对称布臵，以便数据的相互验证。5.
10、2 地表下沉量测点埋设方村隧道进出口土质均为红粘土，属于浅埋地段，埋深在1520 米，横向地表沉降观测点具体布臵见图5.2-1。并且测点与拱顶下沉及净空收敛量测点在同一断面上。地表下沉量测纵向在开挖面前方5 米处开始埋设，即DK74+247开始，以后每 5 米一个断面，例如 DK74+242、DK74+237 DK73+737，共计 103个断面。与洞内观测点布臵在同一断面里程，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。其量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-6-不动 点隧 道 中 线隧 道
11、 地 表 下 沉 量 测 点 布 置 示 意 图图 5.2-1 地表沉降点断面布臵图每个观测断面横向测点间隔25 米，即在拱顶部分间隔3 米，拱顶两侧间隔5米，以中线为基准向两侧间隔3 米共埋设 3 个点，之后间隔 5米共埋设 2 个点，共计埋设 11 个点。现场检测根据设计文件的要求进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。5.3 净空水平收敛量测及拱项下沉量测点埋设拱顶下沉量测测点应设臵在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。拱顶下沉量测，每断面宜布臵13 点，沿线路方向每5 米一个断面，与地表沉
12、降点埋设在同一断面，即DK74+247开始，以后每5米一个断面，例如DK74+242、DK74+237 DK73+737，共计 103 个断面。监控量测点开挖完成后立即埋设，用8 钢筋埋入至少 1 米，外露部分加焊钢板，以便挂设放光贴片，并在反光膜上刻画十字架作为观测点，拱顶下沉及周边收敛可采用全站仪测量，监控量测点挂钩名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-7-示意图见图 5.3-1 图 5.3-1 监控量测挂钩示意图监控量测点布臵示意图见图5.3-2 图 5.3-2 量测点布臵图拱顶测点和 1条水平测线示例拱 顶 测 点 和 2条
13、 水 平 测 线,2条 斜 测 线 示 例法 拱 顶 测 点 和 测 线 示 例监 控 量 测 挂 钩 加 工 示 意 图 (单位：cm）加 工 材 料 采 用 8钢 筋名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-8-水平相对净空变化量测线的布臵应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位臵、隧道埋设深度等条件确定，在地质条件良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线。当采用台阶开挖方式时，可在拱脚和边墙部位各设一条水平测线。图 5.3-3 净空水平收敛点布臵图5.4 监测频率必测项目的监测频率应根据测点的距离开挖面距离及位移速度分别按表5
14、.4-1 与 5.4-2 确定。表 5.4-1 监测断面距开挖面距离(m)监测频率（01）B 2 次/d（12）B 1 次/d（25）B 1 次/2 3d 5B 1 次/7d 表 5.4-2 位移速度（mm/d）监测频率5 2 次/d 15 1 次/d 0.5 1 1 次/2 3d 0.5 1 次/7d 说明：1、B表示隧道最大开挖宽度。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-9-2、出现异常情况或不良地质时，应增大监测频率。3、由位移速度决定的监测频率和由距开挖面的距离决定的监测频率两者比较，原则上采用较高的频率值。5.5 监控量测
15、精度要求测试仪器的精度应满足表5.5-1 的要求，测试仪器的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。表 5.5-1 序 号监测项目量测精度1 拱顶下沉0.5 1mm 2 净空收敛0.5 1mm 3 地表沉降0.5 1mm 6 监控量测方法6.1 洞内、外观察.工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括岩石名称、岩石产状、风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，岩石单轴抗压强度，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。.工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、
16、长度及深度，喷射混凝土的整体性，防水效果等，以表格和素描形式记录下来。6.2 地表下沉量测一般用精密水准仪量测，仪器精度0.1mm。测点沿纵向（隧道中线方向）布臵，其间距，当深埋时为2050m，埋深介于深、浅埋之间时为 1020m，浅埋时为 510m。在隧道进出口地段及破碎段埋设断面。横向间距范围为25m，每断面至少布臵11 个测点，隧道中线附近密些，远离中线处疏些。测点要在开挖形成的下沉之前埋设，一直测到下沉稳定。为了在开始下沉前进行量测，要从工作面前方H+h1处或 2D处开始量测（H：埋深，h1：上半断面高度，D：隧道开挖宽度）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，
17、共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-10-量测频率：开挖面距量测断面前后距离L2D时，每日 12 次；2DL5D时，每日一次；L5D时，每周一次。6.3 净空水平收敛量测及拱项下沉量测隧道净空收敛量测可采用收敛计或全站仪进行。采用全站仪量测时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。拱顶下沉量测可采用精密水准仪、铟瓦水准尺进行。几点应设臵在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。方村隧道围岩类型属于V级围岩，故采用台阶式开挖。6.4 具体实施措施1、按下
18、月施工计划制定下月的监控量测计划，包括布点、埋点、量测时间、量测方法。工作细分到人，各负其责。2、编制监控量测点位埋设里程表，跟测量组配合，在到达埋设里程时测量组提醒量测组埋设监控量测点。具体安排如下：在初喷结束后，下次开挖前，通知施工员及开挖班在埋设位臵钻不小于100cm深钻孔，在钻好孔后马上将点位埋设完毕，必须埋入基岩内，以确保埋设的挂钩能准确的反映出围岩变化。埋设位臵：拱顶位臵预埋一钢筋插入基岩内，在钢筋头上固定一反光片，钢筋位臵用红油漆涂满，使其较醒目便于寻找，拱顶用站仪量测高程，测量组尽量配合。3、每个工作面制定固定的量测时间，量测组严格按照制定的量测时间进行量测，量测时如需要则要求
19、施工员尽量配合。量测记录要有专门的量测记录本，或者编制适合自己使用的现场记录表，记录数据清楚准确，原始记录及时归档收集，方便日后查阅。4、现场量测完毕后，及时将数据录入现场记录表5、按量测要求及时处理并分析量测数据。6、结合量测分析结论及位移要求评定位移安全等级，适时通知现场，以指导现场安全工作及施工。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-11-7 监控量测数据分析及信息反馈监控量测数据的分析处理应包括监测资料的整理、计算和分析。每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的校验、物理量的计算、填表制图，误差处理、
20、异常值的剔除、初步分析等，并将校验过的数据输入数据库管理系统。监控量测数据的计算分析主要包括以下内容：1、拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制动态曲线。2、地表沉降值，绘制横向和纵向时态曲线。在分析检测数据时，根据散点图进行回归分析，可采用如下指数模型：U=A(e-B/T-e-B/At0)式中 U 变形值；A、B回归系数 t0测点的初始观测时间(d)；t测点的观测时间(d)。根据位移变化速率判断围岩稳定状况：净空变化速率持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；净空变化速率小于 0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。根据现场量测数据绘制位移时间曲线或散点图，在位移时间曲线趋
21、平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当实测最大位移值或预测最大位移值不大于下表所列极限值的2/3，可认根据回归后位移时态曲线的形态，当围岩位移速度不断下降时，表示围岩处于稳定状态；当位移速度保持不变时，表示围岩不稳定；当位移速度不断上升时，表示围岩进入危险状态。衬砌施作时间：各测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定；各项位移已达到预计位移量的8090（预计位移量可通过回归分析得到），位移速度小于 0.100.2mm/d；在膨胀性围岩和地应力大的围岩中初期支护变化时间长，必要时,可提前施作衬砌砼；测量过程中如发现异名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，
22、共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-12-常现象或与设计不符时，及时提出，以便修改支护参数；测点埋设情况和量测资料纳入竣工文件，以备运营中查考或继续观察，为初期支护达到基本稳定。监控量测信息反馈方法可采用经验类比法或理论分析法。施工现场以经验类比法为主，重要工程应综合应用以上两类方法。监控量测信息反馈程序见图7.1。开 始施 工 设 计施 工 方 案相 关 参 数衬 砌 类 型相 关 参 数隧 道 施 工监 控 量 测修 改 施 工 方 法量 测 数 据 分 析 处 理回 归 分 析动 态 分 析综 合 分 析结 构 安 全 和 经 济 性 判 断经 济 类 比理 论 分 析标 准 评
23、判结 构 是 否 安 全结 构 是 否 经 济正常施工循环否否是是结 束反馈结构修正意见图 7.1 监控量测信息反馈程序图8 初期支护检测结果异常的处理隧道监控量测结果出现异常时，按以下方法处理：1、如果是由于基底下沉引起的，尽快仰拱封闭，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷砼并在基底钻孔注浆加固。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 14 页 -方村隧道监控量测施工方案-13-2、如果是由于偏压引起的，复喷砼，加设锚杆。3、如果是由于围岩压力引起的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率；再及时施作二次
24、衬砌，必要时采用加强衬砌。9 监控量测管理基准及工程对策采用铁路隧道喷锚构筑法技术规范的级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准。即将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和基准值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限。实测值落在基准值以下，说明围岩是稳定的。监测项目变形管理等级详见下表9-1。表 9-1 变形管理等级表管理等级管理位移施工方法U U0/3 可正常施工U0/3 U U02/3 应加强支护UU02/3 应采取特殊措施注：U-实测位移值；U0-最大允许位移值现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般级管理阶段监测频率可放宽些；级管理阶段则注意加密监测次数；级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为1-2 次/天或更多。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 14 页 -