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1、 客运专线隧道监控量测作业指导书 客运专线隧道监控量测作业指导书 一、目的 一、目的 监控量测是隧道施工的重要组成部分之一，为了保证初期支护和隧道衬砌的时间合理，最大可能的利用围岩的自承能力，满足设计及规范要求，特编制本作业指导书。二、适用范围 二、适用范围 本作业指导书适用于隧道监控量测作业指导书。三、作业流程 三、作业流程 3.1 隧道监控量测 施工中的监控量测是施工安全的保障，在施工过程中按要求进行此项工作，并将结果做系统处理后及时反馈指导施工。监控量测工艺流程见“隧道监控量测工艺流程图”。3.1.1 监测量测内容、方法和仪器 3.1.1.1 地质和支护状况信息的观察 观察记录工作面的工
2、程地质与水文地质情况，作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。由各队技术主管组织技术人员进行。范围：工作面及初期支护后的地段进行观察。监测仪器：地质罗盘仪等。3.1.1.2 隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测 进口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。布点原则为：在级围岩且埋深小于 40m 的地段沿隧道轴向每隔 510m 布设。同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。监测仪器为：精密水准仪，铟钢尺等。3.1.1.3 拱顶下沉及收敛量测 拱顶下沉及净空
3、变位收敛量测,根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点，测点间距一般级围岩为 10m，级围岩为 2030m，级围岩为 50m，级围岩为 80100m。净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖 12 小时内且在下一循环开挖前读取，采用无尺量测法。浅埋地段洞内外量测点布设在同一横断面内。拱顶下沉及收敛量测测点布置见“拱顶下沉及收敛量测测点布置图”。监测仪器：全站仪。3.1.1.4 仰拱底部的监测 级围岩开挖地段在底部设测点，每 10m 设一点与拱顶下沉量测点同断面布设、水准仪测量。隧道监控量测工艺流程图 隧道监控量测工艺流程图 原施工设计 现场施工 监控量测 量测结果的微机
4、信息处理系统监测结果的综合评价 量测结果的综合处理及反分析 量测结果的形象化，具体化监测设计资料调研报送设计，监理单位 结构安全稳定经济性判断 经验类比 理论分析 甲方/规范要求等“围岩结构”体系动态及现态及现状分析说明，提交修正设计，施工建议 反馈设计施工 是否改变设计，施工方法 新设计施工方法 是调整设计参数，改变施工方法或辅助施工措施 否 A 项量测的回归分析 拱顶下沉及收敛量测测点布置图 拱顶下沉及收敛量测测点布置图 说明：本图为示意，无比例。以上布点为示意，实际施工过程中根据现场实际情况可酌情进行增减。浅埋和明洞量测未列入此图，在现场根据规范和实际情况进行布设。明暗洞交界面设变形缝并
5、设量测点。在必要时加底板上拱量测点。钢筋内力、初期支护与围岩间应力量测未示。下沉量测下沉量测位移量测位移量测拱顶下沉量测收敛量测三台阶临时仰拱法量测点布置示意图拱顶下沉量测收敛量测起拱线CRD法开挖量测点布置示意图位移量测位移量测位移量测双侧壁导坑法开挖量测点布置示意图收敛量测拱顶下沉量测CD法开挖量测点布置示意图200400起拱线收敛量测拱顶下沉量测100全断面开挖量测点布置示意图100拱顶下沉量测收敛量测起拱线100起拱线位移量测收敛量测拱顶下沉量测100 台阶法开挖量测点布置示意图 3.1.1.5 锚杆抗拔力量测 锚杆拉拔是锚杆施工过程控制中质量检验的常规项目，可检验锚杆锚固效果和锚杆强
6、度，每 300 根检查一组,每组做 3 根锚杆拉拔力检验；或根据实际情况及监理指令加设检验项目。监测仪器：电测锚杆、锚杆抗拔器等。3.1.1.6 锚杆轴力量测 锚杆轴力主要是量测锚杆的在不同时期的受力状况。方法：在软岩变形段及断层破碎带变形段各设置12组进行测试,每组设 5 根锚杆进行轴力测试。监测仪器：电测锚杆、锚杆轴力计等。3.1.1.7 围岩压力及支护拱架应力量测 主要量测围岩与初期支护结构之间的相互作用力及初支结构拱架主力筋受力情况，以此评价支护结构的受力状况及合理性。方法：在断层破碎带及其影响带和岩溶地段（级围岩中进行）510m 各设置断面，每断面上测点对称布置 24 个。同时初期支
7、护的格栅主筋应力量测点与围岩与初期支护的接触应力点设置在同一断面上，对称布置，每断面布设 1520 测点。监测仪器：采用土压力盒、钢筋应力计及频率接收仪量测。3.1.1.8 隧道涌水量及涌水含泥量与含砂量观察内容 在隧道排水沟内每 50200 米设置一个涌水量监测点，对隧道涌水量进行测试和评估，以此指导隧道结构防水堵排对策，从而达到隧道结构防水的“限量排放”的目的。同时为了保证隧道排水系统的畅 通，不定期的对隧道初期支护段涌水进行取样分析测试其含泥量和含砂量，根据其水质状况采取必要的堵排措施，防止排水导致隧道排水系统的堵塞和淤积现象发生。方法：涌水量采用三角形围堰法或浮标进行测试，而含泥量与含
8、砂量则采用烘干后秤取重量法进行测试。3.1.1.9 地表水力联系观察项目 为确切了解隧道涌水排水对地表水系的影响，进一步弄清隧道排水与地表水的水力联系，为制定隧道堵排水方案提供依据，在隧道内发生大的涌水和突水时，则有必要对地表水系进行观察。主要设置的项目有相关区域内的井泉水位状况的观察。3.1.2 量测频率与结束标准 3.1.2.1 量测频率 量测频率根据监测数据的变化情况而定，一般按“量测频率表”进行。量测频率表 量测频率表 量测时间间隔 项 目 量测仪器设备115 天1630 天13 月 3 月以上 围岩及支护状态观察 目测、数码相机、地质罗盘等 开挖面每次开挖后进行 已施工地段喷混凝土、
9、锚杆、钢架 1 次/天 地表沉降 精密水准仪，铟钢尺开挖面离量测面2B 时，2 次/天 开挖面离量测面5B，1 次/2 天 开挖面离量测面5B 时，1 次/周 拱顶下沉 水准仪，挂尺2 次/天 1 次/2 天 12次/周 2 次/月 周边收敛 坑道收敛计 同上 围岩与支护间压力 压力盒，频率接收仪1 次/天 1 次/2 天 12次/周 2 次/月 格栅主筋内力 钢筋应力计，频率接收仪 1 次/天 1 次/2 天 12次/周 2 次/月 结构混凝土裂缝观察 读数显微镜，钢尺 根据需要进行 锚杆轴力 锚杆轴力计 根据需要进行 其它 根据实际情况和要求进行 3.1.2.2 监测结束标准 根据收敛速度
10、判别：一般地段：收敛速度5mm/d 时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度0.2mm/d 时，围岩基本达到稳定。特殊地质地段：加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。各量测项目持续到变形基本稳定后 2 周结束，断层破碎带地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间并采取加强措施。3.1.3 监测数据的统计分析与信息反馈 工程监控量测作为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。3.1.3.1 量测数据的整理、分析 数据整理：把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算
11、以及离群数据的取舍。回归分析和曲线拟合：绘制量测数据的时态变化曲线图（即“时 时间（t）0 态散点图”所示）和距开挖面关系图。时态散点示意图 时态散点示意图 在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况，防患于未然。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。3.1.3.2 建立监测管理等级基准 建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见“变形管理等级标准表”。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全
12、性，并指导施工。变形管理等级标准表 变形管理等级标准表 管理等管 理 位 移 施工状态 U0Un3 正常施工 Un3U02Un3 加强支护 U02Un3 采取特殊措施 注：U0 为实测变形值，Un 允许变形值见“结构允许相对位移表”。Un 的确定：Un 的确定考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。结构允许相对位移表（%）结构允许相对位移表（%）注：硬岩取下限，软岩取上限。拱脚水平相对净空变化指两侧点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以 1.21.3 后采用。3.1.3
13、.3 建立快速信息反馈渠道 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。监控量测设置洞内和地表两个监测小组，每个小组的监测数据均由计算机管理，并与项目总工计算机通过局域网进行内部快速传递，从而作到每日监测结果的及时上报。如有变形超过管理标准，则由总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达到工区执行，并同时通过电话及其它方式通知监理及设计单位。周报、月报则通过书面形式上报项目总工，由项目部按期向施工监理、设计单位和业主单位埋深 围岩级别 50m 50300m 300m500m 拱脚水平相对静空变化值 0.290.72 0.582.88 2.594.32 0.140.43 0
14、.291.15 1.001.73 0.040.14 0.120.58 0.430.86 0.010.04 0.010.12 拱脚水平相对静空变化值 0.120.23 0.201.58 1.152.02 0.090.14 0.060.12 0.431.15 0.040.09 0.060.22 0.170.43 0.040.09 0.070.17 提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工情况进行评价并提出施工建议。3.1.3.4 监测信息反馈程序 监控量测与信息反馈程序见“监控量测与信息反馈程序图”。3.1.3.5 信息反馈设计的主要内容 施工方法变更的建议；施工工序的更改；
15、预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。3.2 隧道测量 施工测量是开挖成形、路面平顺和隧道净空控制至关重要的环节，施工中设专职的测量组，有经验的测量工程师任组长。施工设计 监控量测 现场施工 监测设计 资料调研 量测结果的计算机信息分析处理必测项目的回归分析 监测结果的综合评价 量测结果的形象化、具体化报送设计和监理单位 结构安全性、经济性判断 经济类比 理论分析 设计、规范要求选测项目的 动态分析 量测结果的综合处理及反馈分析“围岩结构”体系动态及现状分析说明、提交修正设计意见、建议 反馈设计施工 是否改变设计、施工方法新设计方案 调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施 监控量测与信息反馈程序图 监控量测与信息反馈程序图