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1、目 录1、概述11.1、编制依据11.2、工程概况11.3、标段隧道概况12、监控量测的目的23、监控量测人员机构及仪器的配置23.1、人员配置23.2、仪器配置34、监控量测方法与原则44.1、监控量测项目44.2、监控量测断面及测点布置原则54.3、监控量测的方法85、监控量测数据分析及信息反馈106、围岩量测的综合判定127、监控量测上报制度138、监控量测安全预警措施13附录A 开挖工作面地质状况记录表14附录B 拱顶下沉量测记录表14附录C 隧道净空变化记录表14附录D 隧道沉降观测点布置示意图14附录E 收敛沉降时间曲线图14隧道监控量测专项施工方案1、概述1.1、编制依据1.铁路
2、隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）2.铁路隧道施工质量验收标准（TB10417-2003）3.铁路工程测量规范（TB10101-2009）4. 依据设计图纸说明及其它相关设计文件5. 指导性施工组织设计1.2、工程概况宁西铁路西安至合肥段增建二线（西安局管段）NXZQ-2标段起讫里程为：砚川（含）孝义乡（含）（K113+400K163+196.15），正线长49.796km。隧道共11408延长米/9座，主要控制工期工程为新黄沙岭隧道（6901m），除此之外还有新陈家涧隧道（372m），新石涧川一号隧道（136m），新石涧川二号隧道（1569m），新两岔河隧道（214m），胭脂岭
3、隧道（789m），新东龙山隧道（572m），新夜村隧道（438m）新戴街隧道（417m）。其中级围岩1989m，级围岩4846m，级围岩4464m，明洞97m。砚川至商州段线路通过秦岭中山区，地形陡峻，岸坡高陡。主要的特殊岩土有湿陷性黄土、膨胀岩土等。存在断层破碎带、突泥涌水等不良地质。为了隧道安全正常顺利施工,有效地采取针对性措施,确定并选择有效的施工方案,为动态设计提供理论性指导,特制定隧道监控量测方案，监控量测作为隧道施工的关键工序，贯穿于整个隧道施工的全过程中。1.3、标段隧道概况表1-1 隧道概况统计表序号 隧道名称进口里程出口里程长度(m)不良地质、特殊岩土1新陈家涧隧道DyK11
4、9+082DyK119+454372 无不良地质2新石涧川一号隧道DyK119+522DyK119+658136 粉质粘土、岩体破碎、节理发育3新石涧川二号隧道DyK119+906DyK121+4751569 无不良地质4新两岔河隧道DyK123+808DyK124+022214 无不良地质5胭脂岭隧道DzK128+442DzK129+231789 膨胀土，具有弱膨胀性6新黄沙岭隧道DzK129+344DzK136+2456901 碎裂岩、F4、F9断层、膨胀土7新东龙山隧道DyK139+080DyK139+652572 无不良地质8新夜村隧道DzK157+347DzK157+785438 无
5、不良地质9新戴街隧道DzK160+481DzK160+898417 膨胀土2、监控量测的目的监控量测是隧道在施工过程中，对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，是确保隧道施工安全性和结构的长期稳定性、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。（1）、监视围岩应力和变形情况，掌握围岩的支护动态，了解支护构件的作用及效果，验证支护衬砌的设计参数，保证支护结构稳定。（2）、提供判断围岩和初期支护基本稳定的依据，确定二次衬砌的施作时间。（3）、通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，将监控量测结果反馈于设计及施工中，作为调整和修正支护设计及施
6、工方法的依据，提供和支护衬砌最终稳定的信息。（4）、了解隧道施工对周围建筑物的影响。（5）、确保隧道工程安全与经济。（6）、积累量测数据及资料，为今后同类隧道设计与施工提供工程类比依据。3、监控量测人员机构及仪器的配置3.1、人员配置鉴于本标段内隧道施工的特殊性，指挥部成立专门的监控量测督察组，由指挥部总工程师任组长，工程部长、安质部长及专业工程师任组员，定期对隧道监控量测工作进行检查监督，落实施工过程中本道工序的运行情况并给予指导。各分部监控量测小组人员见下表3-1：表3-1 监控量测小组人员配备表分部组长组员负责工点一分部赵博荣瑞勇、阴安化、杨俊超、周鲲新陈家涧隧道、新石涧川1#隧道、新石
7、涧川2#隧道、两岔河隧道、胭脂岭隧道、新黄沙岭隧道进口二分部李云王强波、宋佳林新黄沙岭隧道斜井、出口，新东龙山隧道四分部贺海峰李吉华、石浩新戴街隧道、新夜村隧道各分部应组建变形量测小组，必须配备一名专业工程师负责监控量测工作，实施整个施工过程中的量测工作及数据分析。各分部监控量测小组以分部技术负责人为组长，测量工程师及专业隧道工程师任组员，并抽调对隧道监控量测有丰富经验的人员组成量测小组。针对具体工点制定量测计划及量测具体实施工艺及步骤。 (2)分部技术负责人负责现场监控量测的实施管理，并定期组织召开相关会议，负责指导、监督、检查现场监控量测工作进行情况，测量小组负责组织监控量测工作的现场实施
8、和数据处理。图3-1 隧道监控量测监督检查组织机构图组长 杨斌副组长 杨积财副组长 亢亚峰副组长 裴志明 三分部测量小组二分部测量小组一分部测量小组序号设备名称型号规格数量主要技术性能监测项目生产地1断面仪BJSD-44检测半径0.260；检测精度1mm;检测时间：每个断面23分钟；检测方位角：30330；一次测量记录断面不少于100组。隧道断面的快速精确检测，获得断面数据，具备防潮抗烟尘功能；具备围岩变形量测（收敛量测）；光点（炮眼）指示功能，隧道轮廓放样；土石方计算。北京光电技术研究所2高精度水准仪DZS3-14最短视距，标准偏差；放大倍数；地表沉降及拱顶下沉量3收敛仪SWJ-IV（20m
9、m）5重锤式，最小读数0.01mm,量测精度0.02mm；倾斜量测范围：垂直面8518；水平面20；采用LCD电子数字显示，可在滴水条件下使用。断面净空相对位移北京4地质罗盘DQY-1型4磁针阻尼时间为3060秒用于地质勘测，岩层产状（走向、倾向、倾角等）、地形草测。哈尔滨5红外线探水仪HW-3043红外激光瞄准，LCD液晶显示预报掘进前方、两边墙外方及顶板上方30m范围内有无含水断层和溶洞；底板下方有无含水构造，预防滞后突水。北京6全站仪TS084精度2mm； 用于困难地段地表沉降测量瑞士3.2、仪器配置表3-2 监控量测仪器设备配置表根据项目特点，隧道监控量测仪器设备，由各项目部根据实施性
10、量测计划，经监控量测小组评审提出“隧道监控量测仪器设备配置申请”，经指挥部总工程师审核批准，由指挥部物设部按采购程序进行统一招标采购，划归各项目经理部隧道量测使用。在使用前，由指挥部统一组织集中培训。所有量测仪器使用前必须经过具有相关资质的单位标定，量测仪器必须有专人保管使用。 测量仪器配置见表3-2测量仪器配置表。4、监控量测方法与原则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。必测项目在采用新奥法施工隧道中必须进行，选测项目应根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定。（1）、必测项目包括：洞内、洞外观察；水平相对净空变化量测；拱顶相对下沉量测；浅埋地段地表下沉量测。（2）
11、、选测项目包括：围岩压力；钢架内力；围岩压力量测；支护、衬砌应力量测；钢架内力及所承受的荷载量测；围岩弹性波动速度测试。根据宁西铁路增建二线工程特点结合我单位隧道变形量测工作实施的情况、技术人员的配备，选择只实施隧道监控量测中必测项目。具体见下表4-1。表4-1 隧道现场监控量测项目及量测方法 序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1洞内、洞外观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2净空变化收敛计（断面仪、收敛仪）每1050m一个断面，每断面23观测点12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱顶下沉精密水准仪、水准尺、钢尺或测杆每1050m一
12、个断面12次/天1次/2天12次/周13次/月4地表下沉精密水准仪、铟钢尺、全站仪每550m一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每520m一个测点开面距量测断面前后2B时，12次/天；开挖面距量测断面前后5B时，1次/2开；开挖面距量测断面前后5B时，1次/周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下表4-2。表4-2 监控量测必测项目序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内、外观察现场观察、数码相机罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段选测项目是满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项
13、目，具体监控量测项目见下表4-3选择。表4-3 监控量测选测项目 序号监控量测项目常用量测仪器适用情况1围岩内部位移多点位移计软岩变形段2隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪膨胀性围岩段3爆破震动震动传感器、记录仪滑坡、下穿段或临近既有线段4孔隙水压力水压计饱和黄土段5水量三角堰、流量计可能出现涌水地段6围岩压力压力盒7钢架内力钢筋计、应变计8喷混凝土内力混凝土应变计9二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计10初期支护与二次衬砌间接触力压力盒11锚杆轴力钢筋计12纵向位移多点位移计、全站仪4.2、监控量测断面及测点布置原则浅埋段地表沉降观测浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降观测点和隧道内测量
14、内测点在同一断面里程。地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设置在地表沉降影响范围以外。测点埋设采用地表挖孔40*40*80cm，测标采用16mm钢筋四周用混凝土固定。测标顶端高于混凝土面2cm并低于地平面5cm，不易碰触到的地方。当采用常规测量困难的地段用全站仪测量。地表沉降观测点纵向间距布置要求如下表。在施工中隧道埋深HB时纵向测点间距取5m，当Bh2B时，地表沉降纵向测点间距取10m，当2Bh时，隧道纵向测点间距取20m；表4-4 地表下沉量测断面间距表埋深h与隧道开挖宽度B测点间距备注2Bh2050mH为隧道埋深Bh2B1020mB为隧道开挖宽度HB510m表4-5 浅埋
15、及地表沉降观测部位统计表序号 隧道名称进口里程出口里程长度(m)浅埋、地表下沉沉降观测部位1新陈家涧隧道DyK119+082DyK119+454372 隧道进、出口2新石涧川一号隧道DyK119+522DyK119+658136 隧道进、出口3新石涧川二号隧道DyK119+906DyK121+4751569 隧道进、出口4新两岔河隧道DyK123+808DyK124+022214 隧道进、出口5胭脂岭隧道DzK128+442DzK129+231789 隧道进、出口6新黄沙岭隧道DzK129+344DzK136+2456901 隧道进、出口，隧道进口下穿公路段隧道中线量测各30m，DzK133+
16、569-904，DzK135+210- DzK136+2007新东龙山隧道DyK139+080DyK139+652572 无不良地质8新夜村隧道DzK157+347DzK157+785438 无不良地质9新戴街隧道DzK160+481DzK160+898417 膨胀土地表沉降测点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于h+B，地表有控制建筑物时，量测范围应适当加宽。在中线左右各10m范围呢，沉降观测点间距为3m，其余范围测点间距设为为5m。地表下沉的测点布置图；表4-6 地表下沉测点布置示意图 拱顶下沉与净空变形量测拱顶下沉测点和净空变形测点应布置在同一断面
17、上，监控量测断面与测线按照下表要求布置：表4-7 拱顶下沉及水平收断面间距表围岩级别量测断面间距（m）30501030510表4-8 净空收敛量测测线数开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜线净空变形量测测线的布置如下图:图4-1 隧道净空变形量测线布置示意图监控量测频率拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的测量频率，根据变形速度和距开挖工作面距离从下表选择一个较高的量测频率。地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基
18、本停止为止。表4-9 拱顶下沉及周边收敛量测频率表变形速度（mm/d）量测断面距开挖面距离（m）量测频率5（01）B12次/天15（12）B1次/天0.51（12）B1次/2天0.20.5（25）B1次/2天0.25B1次/周注：表中B表示隧道开挖宽度量测点的埋设与保护A、量测点埋设时间的要求.量测布点要及时，净空收敛、拱顶下沉量测要在初喷混凝土后或在每次开挖后12小时内（最迟不超过24小时）取得初读数，且在下一循环开挖前必须完成。.已衬砌地段要在衬砌脱模后24小时内进行设点，并进行初始读数。B、测点的构造加工要求根据收敛挂钩的要求，水平收敛和拱顶下沉量测点采用8mm的光圆钢筋加工成右图形状。
19、 C、地表下沉测点布设要求量测点采用16mm钢筋，周围采用砼包裹，量测标准高出砼2cm左右，地表下沉测点布设应超前于暗洞施工掌子面距离1020m，并加强监测。D、测点的标示与保护 .初期支护测点：测点不得焊接在钢格栅上，一定要埋设在土体或围岩内。埋设要牢固可靠、易于识别，用量测里程牌标明里程和测点的编号。.衬砌测点：采用反光材料在混凝土上做出统一标识，并注明里程；施工中注意保护，防止爆破和其他情况的破坏，量测点上不得悬挂其他任何物品。 图4-2 二次衬砌监控量测点埋设示意图4.3、监控量测的方法各分部在人员、仪器配备齐全及量测计划制定的前提下，严格按照设计及规范要求进行定期的监控量测工作，定期
20、对观测数据分析处理，及时反馈，指导施工。（1）洞内外观察洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察。开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并做好地质描述、数码成像，填写好工作面地质状况记录表并与勘查资料进行对比。对已施工地段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定要求。在观察过程中如果发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，详细
21、记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡的稳定状态、地表渗漏情况。拱顶下沉及水平相对净空变化量测净空变化量测在同一断面进行，每次开挖后尽早进行、初读数应在开挖后12h内读取，最迟不超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。并采取相同的量测频率。如位移出现异常情况，应加大量测频率。隧道净空变化量测采用收敛剂或全站仪进行，采用全站仪量测时测点图4-3 监控量测作业工序流程图监控量测项目制定管理基准的设定修改管理基准值人员、仪器设备隧道开挖初期支护施工修改设计支护参数测点埋设监测数据采集监测数据分析对照基准值施工建议安全分析不满足满足施工建议 监测总结结束采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘在
22、测勾上。量测方法采用自由设站或固定设站。拱顶下沉量测采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行。测点埋设在拱顶轴线附近的基岩内，并与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时测点采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘在测勾上。量测方法采用自由设站或固定设。地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行。基准点设在地表沉降影响范围以外。如果常规水准测量手段困难时，采用全站仪三角高程测量。（3）选测项目混凝土、喷射混凝土应变量测采用混凝土应变计。围岩与期支护间的接触压力、初期支护与二次衬砌间的接触压力用压力盒量测。爆破震动监控量测采用震动传感器、记录仪进行量测。将传感器固定在预埋件上，通过爆破震动记录仪
23、自动记录爆破震动速度和加速度，分析振动波形和震动衰减规律。孔隙水压力监控量测采用孔隙水压计进行量测，水压计埋入带刻槽的测点位置，保证水压计与水直接接触。通过数据采集各测点的读数换算出相应的孔隙水压力值。水量监控量测采用三角堰、流量计进行量测。5、监控量测数据分析及信息反馈监控量测数据取得后，及时进行校对和整理，同时注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。监控量测数据分析采用散点图和回归分析方法。信息反馈以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及
24、数据分析。每次观测后立即对观测数据进行校核，如有异常及时补测。每次观测后及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。监控量测数据的分析包括以下主要内容：根据量测值绘制时态曲线； 选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策建议。监控量测信息反馈按下图4-3规定的程序进行。施工过程中进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。阶段分析：按
25、周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。工程安全性评价后采用表13相应的工程对策。工程安全性评价流程见下图4-4所示。根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。工程对策主要应包括下列内容：一般措施a、稳定开挖工作面措施；b、调整开挖方法；c、调整初期支护强度和刚度并及时支护；d、降低爆破振动影响；e、围岩与支护结构间回填注浆。图5-1 监控量测信息反馈图理论分析经验类别特殊要求判定基准现场调查与资料调研监控量测环境及工程安全性评价隧道施工监控量测实施细则隧道设计环境及安全是否满足要求 报监
26、理、设计、建设单位变更设计调整设计参数，提出变更设计建议是 否辅助施工措施a、地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；b、超前支护，包括超前锚杆（管）、大管棚等。 图5-2 工程安全性评价流程图表5-1 工程安全性评价分级及相应应对措施 管理等级应 对 措 施正常施工综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应的工程对策暂停施工，采取相应工程对策6、围岩量测的综合判定根据量测结果按下列指标进行:变形管理等级见下表表6-1 变形管理等级表管理等级管理位移施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U2U0/3应采取特殊支护注：U为实测位移值，U0最大允许位移值。根据围岩变
27、化速度判别：净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。水平收敛（拱脚附近）速度速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。根据位移时态曲线来判定：当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率不断不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。7、监控量测上报制度（1）、现场监控量测小组每天应向分部技术负责人上报前一日监控量测日报表（含5天围岩分析报告）；技术负责人应结合现场分析数据情况判断隧道施工过
28、程中的变形控制情况，并把所有原始测量资料归档，作为后续施工的指导；技术负责人要定期的组织分析会，对一周内量测结果定性分析，以便指导隧道施工；（2）、根据量测数据分析评定，若变形管理等级为级及I级时，应立即向指挥部工程部及现场监理工程师上报，由指挥部工程部及时与西安铁路局第二工程指挥部工程部联系，由西二指挥部工程部组织设计、监理、施工现场踏勘，确定相关工程措施。变形管理等级为I级时，还要及时采取特殊措施，确保施工人员、机械设备以及工程结构的安全。（3）、所报资料要求内容齐全、数据准确、打印清晰、签认有效（观测人、记录人、复核人、技术负责人均应签字确认），上报及时。（4）、指挥部监控量测督察组每一
29、个月由总工带队，工程部部长、安质部长及专业工程师定期对各项目部进行监控量测实施检查考核，每次检查过程中，分部技术负责人要对管段内上个月量测工作做详细汇报。（5）、每月3日前将上月度的监控量测数据及分析结果上报监理站。8、监控量测安全预警措施施工过程中如发生监测数据突变或监测结果超出预警值时应采取如下措施：（1）、立即停止开挖掘进，对掘进面采取加强支护措施；（2）、立即上报指挥部，由指挥总工组织技术人员进行分析，制定相关措施，并将情况及时上报业主和监理、设计单位，由监理主持召开会议进行分析，确定处理措施；（3）、对发生突变地表、道路等实施24小时监控；（4）、如涉及地表安全，立即请相关部门协助，采取疏散交通等有效措施；请业主组织设计、施工、监理等部门共同制定应对措施。附录A 开挖工作面地质状况记录表附录B 拱顶下沉量测记录表附录C 隧道净空变化记录表附录D 隧道沉降观测点布置示意图附录E 收敛沉降时间曲线图