XXX隧道监控量测实施方案.docx
《XXX隧道监控量测实施方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《XXX隧道监控量测实施方案.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
XXX隧道监控量测实施方案
XXX隧道施工监控量测方案
1编制依据
（1）设计文件；
（2）《铁路工程施工安全技术规程》TB10302-2009；
（3）铁路工程技术规范及国家行业标准、规则、规程；
（4）《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007；
（5）《铁路工程测量规范》TB10101-2009;
（6）《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设〔2010〕241号;
（7）《关于加强隧道工程监控量管理管理工作的通知》中铁二局股份有限公司〔2011〕103号。
2工程概况
2.1简介
⑴XXX隧道全长2945m，进口里程DK506+015，出口里程DK508+960。
隧道位于江油北～江油区间，双线隧道，线间距4.6～4.9m，设计为13.5‰的单面下坡。
全隧道除DK507+835.889～DK508+960段位于半径R=5500m左偏曲线上外，其余地段均为直线。
⑵隧道地表为低山丘陵地貌，地表高程600～700m。
隧道洞身最大埋深约为85m。
⑶隧道洞身主要岩性为侏罗系上统莲花口组泥岩夹砂岩；存在的主要不良地质为顺层偏压。
本隧道为低瓦斯隧道。
2.2主要技术标准
⑴铁路等级：
客运专线
⑵正线数目：
双线
⑶设计区段旅客列车速度目标值：
250km/h
⑷最小曲线半径：
一般最小3200m
⑸正线线间距：
4.6m
⑹最大坡度：
一般20‰，困难山区不大于25‰
⑺到发线有效长度：
650m
⑻牵引种类：
电力
⑼列车运行方式：
自动控制
⑽行车指挥方式：
综合调度集中
⑾轨道类型：
无砟轨道；
⑿结构型式：
CRTS-Ⅰ型双块式。
2.3自然特征
2.3.1地形、地貌
隧道区属低山丘陵地貌，地面高程600～700m，相对高差50～100m，自然横坡一般10°～30°，局部较陡。
隧道洞身最大埋深约85m。
丘坡上覆土层较薄，地表多为灌木、松树等植被覆盖，平缓处被垦为旱地。
隧道进口段仅有人行小道，交通条件较差，出口端有乡村公路通行，交通条件较好。
2.3.2工程地质
（1）地层岩性
隧区上覆第四系全新统坡洪积（Q4dl+pl）粉质黏土；坡残积（Q4dl+pl）粉质黏土；中更新统冰水堆积-冲积（Q2fgl+al）粉质黏土，下更新统冲洪积（Q1al+pl）粉质黏土;下伏基岩为侏罗系上统莲花口组（J2s）泥岩夹砂岩。
<1-28>松软土（Q4dl+pl）：
为粉质黏土，灰黄、棕黄色，软塑，质杂，夹20～30%的粉粒。
主要分布于测区水塘底部，厚度0～2m。
属Ⅱ级普通土。
<1-29>粉质黏土（Q4dl+pl）：
灰褐、暗黄色，硬塑状，土质较均匀，表层含少量植物根系。
分布于DK508+600～745段低洼沟槽内，厚1～3m。
属Ⅱ级普通土。
<1-42>粉质黏土（Q4dl+pl）：
紫红色，硬塑状，手捻略具砂感。
分布于DK505+965～992段斜坡地表，厚0～1m，局部稍厚，属Ⅱ级普通土。
<3-7>粉质黏土（Q2fgl+al）：
褐黄色，灰黄色，手捻略具砂感。
分布于DK508+000～806段斜坡地表，厚0～2m，属Ⅱ级普通土。
<4-1>粉质黏土（Q1al+pl）：
褐黄色，褐灰色，硬塑状，含少量砂岩、石英岩质卵石、漂石。
分布于DK507+180～550段斜坡地表，厚0～1m，属Ⅲ级硬土。
<5-1>泥岩夹砂岩（J2s）：
泥岩为紫红色，泥质结构，泥质胶结，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化、失水收缩开裂等特性;砂岩为细～粉细砂岩，浅灰、青灰色，紫红色，中-细粒结构，泥质胶结，部分为钙质胶结，中厚-厚层状，质较硬。
全风化带（W4）厚0～2m，可见原岩结构，岩体风化呈土状，属Ⅲ级硬土；强风化带（W3）厚2～8m，节理裂隙发育，质较软，钻探取出芯呈碎块状、块状，属Ⅳ级软石；以下为弱风化（W2）属Ⅳ级软石。
砂岩、砾岩多为Ⅴ级次坚石。
（2）地质构造
隧区属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与龙门山构造带边缘区。
测段属单斜岩层，岩层产状N80~75°E/10~35°SE。
⑶不良地质
隧区不良地质主要为顺层偏压、有害气体、无特殊岩土。
顺层偏压：
段内地层产状N75~80°E/10~35°SE，地层走向与线路夹角约26~31°，在线路横断面视倾角约10~35°，倾向线路左侧，右侧边坡顺层，隧道进出口段埋深小于50m段右侧存在顺层偏压。
隧道进口段路堑右侧边坡岩体顺层，堑坡稳定性影响较大。
有害气体：
测区属川西北含天然气地质构造环境，隧道施工中应加强瓦斯等有害气体监测。
2.3.3水文地质
（1）地表水
隧区地表水为山间冲沟及鱼塘水。
沟水受大气降雨补给，流量季节性变化较大，雨季降水集中，地表径流突出，旱季流量小。
（2）地下水
地下水主要为基岩裂隙水。
基岩为泥岩夹砂岩，产状较为平缓，构造节理缝隙发育，但连通性较差，基岩裂缝水总体含量不大。
泥岩地下水含量微弱，砂岩、砾岩储水条件较好，地下水含量相对丰富，由于泥岩为相对隔水层，砂岩、砾岩层地下水局部会形成承压水。
浅部含少量风化裂隙潜水。
基岩裂隙水主要受大气降水补给。
（3）水化学特征
据定测在DK505+942.70中心处取井水（试验编号2009-西成水-288）分析，水质属HCO3--Ca2+型水，根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010），在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中SO42+、Mg2+、侵蚀性CO2、Cl-对混凝土无侵蚀性。
2.3.4地震动参数
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），“5.12汶川地震”后国家相关部门发布的《四川甘肃山峡部分地区地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001一号修改单）以及《新建铁路西安至成都客运专线川陕省界至江油段工程场地地震安全性评估报告》，隧址地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期值为0.40s。
2.3.5气象特征
隧址属北亚热带湿润季风气候，气候湿润温和，雨量充沛，具有春早、夏长、秋短、冬温，四季分明，雨热同季的特点。
6～9月为雨季。
2.4隧道围岩级别、长度及施工方法
表1围岩级别、长度及施工方法
施工段落
段落长度（m）
围岩级别
开挖方法
DK506+015～DK506+036
21
Ⅴ
明挖法
DK506+036～DK506+076
40
Ⅴ
CRD法
DK506+076～DK506+100
24
Ⅴ
三台阶临时仰拱法
DK506+100～DK506+600
500
Ⅳ
三台阶法
DK506+600～DK506+920
320
Ⅲ
台阶法
DK506+920～DK507+700
780
Ⅳ
三台阶法
DK507+700～DK507+920
220
Ⅲ
台阶法
DK507+920～DK508+440
520
Ⅳ
三台阶法
DK508+440～DK508+638
198
Ⅴ
三台阶临时仰拱法
DK508+638～DK508+918
280
Ⅴ
CRD法
DK508+918～DK508+960
42
Ⅴ
明挖法
隧道全长2945m，其中Ⅲ级围岩540m，Ⅳ级围岩1800m，Ⅴ级围岩605m。
3监控量测组织与管理
3.1监控量测组织
监控量测工作是专业化较强的工作，为了确保监控量测数据的准确可靠，达到应有的精度，对XXX隧道的监控量测总体工作由二项目部总工袁胜彬负责，具体监控量测由测量主管曾荣任负责，现场由技术主管监督，实施由隧道进、出口分别由各洞口测量小组负责，组长2人，成员6人。
进口组长：
郑群喜，成员：
周亚东、李阳、武玉奎；出口组长：
高伟，成员：
罗炽钦、谭云波、唐欧。
3.2监控量测管理
为保证监控量测数据的真实可靠及连续性，采取以下措施：
3.2.1量测人员相对固定；
3.2.2仪器的管理使用、保养、检验及资料整理由测量组长负责；
3.2.3量测仪器、设备在使用前均经检查校准合格后方可投入使用；
3.2.4量测数据均经总工检查、复核后方可上报；
3.2.5量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行；
3.2.6在监测过程中遇到监测数据异常或观察到围岩或支护出现不稳定迹象时，应立即口头汇报给驻地监理工程师，并在12小时内提出书面报告和相应建议报送项目经理部。
3.2.7在施工过程中，除按规定及时提交观测成果外，还应实时综合分析量测数据，结合量测成果对隧道设计、施工提出合理的建议。
3.2.8周报于每周四上午10:
00点前，月报于每月25日10：
00前将监测原始数据及分析资料按要求形成周（月）报形式报项目分部测量主管，测量主管将监控量测小组资料收集、整理后经总工审核后于当日向局指挥部报送。
3.3监控量测流程
监测数据分析为达到预定的监测目的，要进行科学合理的组织安排，监测需严格按照流程进行。
图1监控测量流程图
4监控量测目的
4.1确保施工安全及结构的长期稳定性；
4.2验证支护结构效果，确认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；
4.3确定二次衬砌施做时间；
4.4监控工程对周围环境影响；
4.5积累监控量测数据，为信息化设计与施工提供依据；
4.6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。
5监控量测内容
监控量测分为必测项目和选测项目，根据隧道地层地质情况、周围环境以及隧道施工方法，必须进行下列项目的监测，必要时根据设计要求增加选测项目。
根据设计文件和《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007J721-2007）规定，XXX隧道监控量测项目如下:
5.1必测项目
⑴洞内、外观察；⑵地表沉降量测；⑶净空收敛量测；⑷拱顶下沉量测。
5.2选测项目
⑴围岩压力；⑵钢架内力；⑶喷混凝土内力；⑷二次衬砌内力；⑸初期支护与二次衬砌间接触压力；⑹锚杆轴力；⑺围岩内部位移；⑻隧道隆起；⑼爆破震动；⑽孔隙水压力；⑾水量；⑿纵向位移。
6监控量测主要设备
表2监控量测设备配置表
序号
监测项目
监测仪器
1
洞内、外观察
数码相机、罗盘仪
2
地表沉降
精密水准仪、铟瓦尺
3
隧道拱顶下沉
全站仪、反射片
4
隧道净空收敛
全站仪、反射片
5
数据处理
电脑
7监控量测测点布置及埋设
监控量测测点应埋设牢固，不易被破坏。
现场施工过程中经常发生测点被破坏的现象，使得监控量测数据不连续，影响监控量测结果的准确分析。
如测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋。
如果出现测点松动应及时加固，并且当天量测的数据无效，待测点加固后重新读取初读数。
7.1地表沉降监测点布置及埋设
暗挖段测点宜与拱顶下沉测点设在同一断面上。
为掌握地表沉降范围，在与隧道中线垂直的横断面上布置测点,间距2～5m，靠近中线的地方测点布置密些，外侧渐稀，必要时可扩大监测范围及加密测点布置。
量测范围为中线两侧不小于HO+B,纵向范围为埋深≤2.5B。
地表有控制性建筑物时，测量范围应适当加宽。
其测点布置如图2所示。
测点埋设里程如下：
⑴Ⅴ级围岩（每5m一个断面，共13个断面）：
DK506+040、DK506+045、DK506+050、DK506+055、DK506+060、DK506+065、DK506+070、DK506+075、DK506+080、DK506+085、DK506+090、DK506+095、DK506+100。
⑵Ⅵ级围岩（每10m一个断面，共31个断面）：
DK506+110、DK506+120、DK506+130、DK506+140、DK506+150、DK506+160、DK506+170、DK506+180、DK506+190、DK506+200、DK506+210、DK506+220、DK506+230、DK506+240、DK506+250、DK506+260、DK506+270、DK506+280、DK506+290、DK506+300、DK506+310、DK506+320、DK506+330、DK506+340、DK506+350、DK506+360、DK506+370、DK506+380、DK506+390、DK506+400、DK506+410。
图2地表沉降横向测点布置示意图
测点埋设方法：
在地表钻孔，然后放入长300mm，直径22mm的圆头钢筋，外露5mm，四周用混凝土填实。
在开挖影响范围以外设置水平基准点，基准点从既有水准点引至DK506+410附近，DK506+040～DK506+410之间加密基准点，基准点加密应把二等水准引测上去并形成附合水准路线，基准点的埋设以能覆盖每个断面为原则,水平基准点埋设方法见"基准点布置示意图"。
图3基准点埋设示意图（单位：
cm）
7.2拱顶下沉及净空收敛监控量测点布置及埋设
7.2.1根据XXX隧道设计图及《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007），隧道洞内拱顶下沉和净空变化测点布置方式示意图如下：
图4隧道洞内拱顶下沉和净空变化测点布置方式示意图
注：
（a）为拱顶测点和1条水平测线示例；（b）为拱顶测点和2条水平测线、2条斜测线示例；（c）CD或CRD法拱顶测点和测线示例；（d）为双侧壁导坑法拱顶测点测线示例。
7.2.2拱顶下沉及净空收敛监测断面布置见表3：
表3洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置
围岩级别
量测断面间距（m）
Ⅴ
5
Ⅳ
10
Ⅲ
30
7.2.3拱顶下沉测点和净空收敛测点埋设方法：
7.2.3.1有钢架的隧道断面，在开挖、架立钢架、安装钢筋网片后，在喷射砼之前，按设计位置在岩层上钻孔，将加工好的观测点后端钢筋插入，并采用锚固剂锚固，测点外露长度为喷射砼加5cm，喷射砼应注意保护其位置的正确性和稳定性。
监控量测点的初始读数在开挖后12h内且在下一次开挖之前读取。
7.2.3.2无钢架的隧道断面，开挖后在施工锚杆时按设计位置在岩层上钻孔，将加工好的观测点后端钢筋插入，并采用锚固剂锚固，测点外露长度为喷射砼加5cm，喷射砼应注意保护其位置的正确性和稳定性。
监控量测点的初始读数在开挖后12h内且在下一次开挖之前读取。
7.2.3.3拱顶下沉测点、净空收敛测点的钢筋均径向埋设，在喷射砼施工完成后，将钢筋斜面擦拭干净，用双面胶贴上反射片，反射片面向洞口。
7.2.3.4拱顶下沉及净空收敛测点加工及埋设方法参照图5、6所示：
7.3测点标识
由于隧道内施工机械、设备、人员较多，若不注意很容易碰撞或损坏监测点，作业队监控量测小组不定期向现场管理人员以及作业人员说明并采取有效的保护措施，同时监控量测点埋设后及时进行标
识，标识牌长30cm,宽21cm,白底红字。
标识牌大样如图7所示：
图7测点标识牌
8监控量测监测频率
8.1洞内外观察量测频率
洞内观察分为开挖工作面观察和已施工段观察两部分。
开挖工作观察在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态，每天最少观察1次，必要时增大观察频率。
洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。
每天最少观察1次，必要时增大观察频率。
8.2地表沉降量测频率
地表沉降监测点在仰坡开挖后，立即布设，正常情况下每天观测1次，出现异常时，必须加大监测频率，一天必须观测2次以上。
8.3洞内拱顶下沉和净空收敛量测频率
洞内拱顶下沉和净空收敛监测频率按照位移速度决定，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。
其量测频率具体参照下表：
表4按距开挖面距离确定监控量测频率表
监控量测断面距开挖面距离（m）
监控量测频率
（0～1）B
2次/d
（1～2）B
1次/d
（2～5）B
1次/2～3d
＞5B
1次/7d
表5按位移速度确定监控量测频率表
位移速度（mm/d）
监控量测频率
≥5
2次/d
1～5
1次/d
0.5～1
1次/2～3d
0.2～0.5
1次/3d
＜0.2
1次/7d
注：
B为隧道开挖宽度。
8.4监控量测控制基准
8.4.1监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。
8.4.2位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表6要求确定。
表6位移控制基准
类别
距开挖面1B（U1B）
距开挖面2B（U2B）
距开挖面较远
允许值
65%U0
90%U0
100%U0
注：
B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。
8.4.3根据位移控制基准，可按表7分为三个管理等级。
表7位移控制基准
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
Ⅲ
U＜U1B/3
U＜U2B/3
Ⅱ
U1B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
Ⅰ
U＞2U1B/3
U＞2U2B/3
8.4.4采用分部开挖施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的相互影响。
8.4.5围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。
8.4.6一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行：
⑴隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
⑵隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。
对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施做时间。
9监控量测方法
9.1现场监控量测应由施工单位组织实施。
9.2现场监控量测应根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设、日常测量和数据处理，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。
9.3现场监控量测方法应简单、可靠、经济、实用。
9.1洞内、外观察量测方法
9.1.1洞内外观察分为开挖工作面观察和已施工地段观察两个部分，
9.1.2开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。
9.1.3洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等等，同时还应对附近地面建筑物进行观察。
9.2变形监控量测（地表沉降、拱顶下沉、净空变化）量测方法
9.2.1地表沉降测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定；基准点设置在地表沉降影响范围之外，量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，前后视的；
9.2.2拱顶下沉、净空收敛采用全站仪进行测量，全站仪采用自由设站，后视完成后即对监测点进行测量读数，在测量时应对准反射片的十字中心，每个点测回数不得小于3次。
9.2.3受隧道施工影响，为提高工作效率，同一测试断面设站次数可控制在2次以内。
拱顶沉降、净空收敛监测示意图如下：
图8拱顶沉降、净空收敛监测示意图
9.2.4监控量测记录表
隧道非接触量测拱顶沉降原始记录表
第页共页
工程名称
围岩级别
断面里程
测点编号
埋设日期
环境条件
量测依据
《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007
《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008
仪器设备/
设备管理号
量测日期
量测读数（mm）
沉降值（mm）
备注
后视
转点
前视
高程
增量
累计
测量：
复核：
审核：
隧道非接触收敛量测原始记录表
工程名称
围岩级别
断面里程
测点编号
埋设日期
环境条件
量测依据
仪器设备/
设备管理号
量测日期
时间
时间
间隔
累计量测
时间
测点绝对
三维坐标（m）
测点绝对
三维坐标（m）
测线长度（mm）
测线长度变化量
（mm）
测线长度变化量累积值（mm）
测线长度变化
速率（mm/d）
距掌
子面
距离
（m）
掌子
面围
岩级
别
年月日
时分
（d）
（d）
测点编号（i）
测点编号（j）
测线编号
测线编号
测线编号
测点编号
X
Y
Z
X
Y
Z
Dij
△Dij
∑△Dij
VDij
测量：
复核：
审核：
隧道净空收敛测量记录表
桩号
施工方法
施工部位
埋设日期
测线编号
量测时间
观测值
平均值
温度修正值
修正后观测值
相对初次收敛值（Δu）
相对上次收敛值
时间间隔
收敛速率
备注
年
月
日
时
温度
第一次
第二次
第三次
（℃）
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
d
mm/d
升级会员 