监控量测作业指导书.docx

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监控量测作业指导书

监控量测作业指导书

1.适用范围

适用于玉磨铁路站前1标段隧道监控量测。

2．作业准备

2.1开工前应根据隧道规模、地形、地质条件、施工方

法、支护类型和参数、工期安排以及所确定的量测目的等编制量测计划。

编制内容应包括量测项目、量测仪器选择、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法及组织机构、管理体系等。

同时还应考虑量测方法的经济性，并注意与施工的进程相适应。

2.2现场量测仪器应根据量测项目及测试精度来选用，

一般应尽量选择简单适用，稳定可靠，操作方便，量程合理，便于进行结果处理和分析的测试仪器。

2.3现场成立专门监控量测小组，负责测点埋设、日常监测、数据处理和仪器维修保养工作，并及时将量测信息反馈于设计和施工。

3．技术要求

3.1熟练掌握收敛仪、水准仪的使用。

3.2熟练掌握监测点布设方法。

3.3熟练对测量数据进行分析，得出结论，及时指导现场施工。

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为：

埋设监控量测点→进行量测并记录数据→对数据进行分析→指导施工

监控量测工艺流程图

5.监控量测量测的项目、方法及工具

5.1监控量测布点

5.1.1Ⅲ级围岩开挖完后直接在围岩岩面打眼，埋设监控量测点。

5.1.2Ⅳ级围岩无钢架地段，开挖后在围岩岩面打眼埋设监控量测点。

5.1.3Ⅳ、Ⅴ级围岩有钢架地段，开挖完成后，在岩面预埋两根Φ16钢筋，将监控量测点的钢板焊接在钢筋上，然后喷射砼。

预埋件示意图如下：

5.2监控量测项目

5.2.1必测项目是隧道施工中必须进行的监控量测项目，包括：

⑴洞内外观察；

⑵水平收敛量测；

⑶拱顶下沉量测。

5.2.2选测项目是根据需要自行确定的监控量测项目，作为必测项目的验证和补充，包括：

⑴地表下沉量测；

⑵围岩内部变形量测；

⑶锚杆轴力量测；

⑷围岩压力量测；

⑸支护、衬砌应力量测；

⑹钢架内力及所承受的荷载量测；

洞内外观察、水平收敛量测和拱顶下沉量测、洞口段与浅埋段地表下沉量测为现场施工中必测项目。

监控量测必测项目表

序号

监测项目

测试方法和仪表

测试精度

备注

1

洞内、外观察

现场观察、地质罗盘，数码相机

/

2

水平收敛

隧道净空变化测定仪（收敛仪）、全站仪

0.01mm

3

拱顶下沉

水准测量的方法，水准仪、铟钢尺

1mm

4

地表下沉

水准测量的方法，水准仪、塔尺

1mm

浅埋段

5.3监控量测方法

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。

5.3.1洞内外观察

⑴洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察：

开挖工作面观察应在每次开挖后进行，内容包括围岩岩性、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、有无剥落掉块现象、有无渗漏水、工作面稳定状态等；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描及数码成像图，填写工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。

⑵对已施工段观察每天至少一次，应记录初期支护状态，包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢架是否变形及二次衬砌效果等。

⑶洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，记录地表沉陷、开裂、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。

⑷在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应及时通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不断观测。

5.3.2拱顶下沉、水平收敛量测

拱顶下沉及水平收敛位移量测布置在同一断面。

量测断面间距和每断面测点数量

围岩级别

断面间距（m）

每断面测点数量

净空变化

拱顶下沉

Ⅴ

5～10

1～2条基线

1～3点

Ⅳ

10～30

1条基线

1点

Ⅲ

30～50

1条基线

1点

拱顶下沉量测点布置在拱顶,水平收敛量测点在隧道左右两侧对称布置4个测点。

净空变化、拱顶下沉量测在每次开挖12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。

拱顶下沉及水平收敛变形量测点布置图（见下图）

5.3.3浅埋地段地表沉降量测

洞口段开挖前，在洞顶浅埋地段纵向沿隧道走向埋设地表沉降量测断面，其断面布置与洞内拱顶下沉、净空水平收敛断面布置一致，每个地表量测断面上测点横向间距为2～5m。

横断面点应充分结合实地地形。

隧道开挖时及时根据量测数据绘制地表沉降位移－时间的关系曲线，绘制地表沉降位移值－距开挖面距离的关系曲线，地表沉降量测用精密水准仪观测。

注：

H0为隧道埋置深度，B为隧道开挖宽度

6.量测频率、量测断面间距、位移管理、数据处理及应用

6.1量测频率、量测断面间距、位移控制基准详见下表

拱顶下沉及水平收敛量测频率表

序号

变形速度（mm/d）

量测断面距开挖面距离（m）

量测频率

1

≥5

（0～1）B

2次/天

2

1～5

（1～2）B

1次/天

3

0.5～1

（2～5）B

1次/2～3天

4

0.2～0.5

/

1次/3天

5

＜0.2

＞5B

1次/7天

说明

B表示隧道开挖宽度

地表下沉量测断面间距表

序号

埋置深度H

量测断面间距（m）

1

2B＜H＜2.5B

20～50

2

B＜H≤2B

10～20

3

H≤B

5～10

注

地表无建筑物时取表中上限值，B表示隧道开挖宽度

6.2量测数据的处理与应用

6.2.1根据现场量测数据绘制水平收敛、拱顶下沉时态曲线,水平收敛、拱顶下沉与距开挖工作面的关系图等。

6.2.2根据量测结果及《铁道隧道喷锚构筑法技术规范》中规定的变形管理等级指导施工。

变形管理等级

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

Uo﹤Un/3

可正常施工

Ⅱ

Un/3≤Uo≤2Un/3

应加强支护

Ⅰ

Uo﹥2Un/3

考虑采取特殊措施

注:

Uo—实测位移值;Un—允许位移值

6.2.3根据位移变化速度判别

净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。

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

在浅埋隧道中，拱顶下沉需和地表下沉量测结果一起进行分析判别。

6.2.4根据位移时态曲线的形态来判别

当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态。

当围岩位移速率保持不变时（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/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。

在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。

结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。

目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。

具体方法如下：

（1）将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，见下图4。

位移u-时间t的关系曲线图

（2）若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。

（3）当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。

（4）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。

7.劳动组织

7.1劳动力组织方式：

采用架子队组织模式。

7.2量测人员配备表

每个作业工地人员配备表

负责人

1人

技术主管

1人

测量工

3～5人

8.设备机具配置

监控量测设备配置表

编号

名称

测试精度

主要特点

1

JSS30A型数显收敛仪

0.01mm

可靠、方便、精度高

2

DS3200水准仪

1mm

可靠、方便、稳定

3

铟钢尺

1mm

可靠、方便、稳定

9.监控量测质量及安全保证措施

9.1质量保证措施

9.1.1将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。

各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。

9.1.2制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。

9.1.3施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。

9.1.4积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

9.1.5量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。

量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。

9.1.6测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。

9.2安全监测预报

采用地质超前和工程类比相结合的方法，对各项数据资料进行综合对比分析，从而对工程的不同位置的稳定性进行分区分类，如分为稳定、基本稳定、暂时稳定、不稳定、危险等。

9.3安全监测反馈

9.3.1反馈优化设计

根据观察和监控量测结果，调整修改支护参数，使之符合工程实际。

9.3.2反馈指导施工

⑴在安全预警和安全警戒阶段，根据监控量测数据和观察资料，对施工项目、支护参数及工序进行调整修改。

⑵正常监控阶段对施工设计方案进行优化调整，减少支护，提高工效，简化施工工艺和施工方法，变更简化支护参数等。

⑶地表及周围（构）建筑物的安全监控及防护措施反馈，确保地表（构）建筑物安全。