隧道施工监控量测作业指导书.docx
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隧道施工监控量测作业指导书
隧道施工监控量测作业指导书
1.1.监控量测的目的
在隧道施工过程中,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,是确保施工及结构运营安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段,是采用新奥法原理设计、施工的隧道施工过程中必不可少的施工程序。
在施工过程中,将按照设计文件和客运专线有关规范、规程、规定的要求进行监控量测,以量测资料为基础及时修正支护参数,使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力,围岩与支护体系达到最佳受力状态,并在施工中进行信息化动态管理,达到确保工程质量、施工安全和进度,合理控制投资的目的。
在隧道正洞洞身支护完成后,尤其是仰拱施工完毕后,喷锚支护已闭合成环,及时进行全断面监控量测,随时掌握初期支护的工作状态,指导和确定二次衬砌施作时间。
1.2.监控量测项目
根据隧道浅埋、围岩破碎、地质条件差的特点,选择以下监控量测项目:
洞内外观察(包括地质观察、支护状况观察)、净空水平收敛量测、拱顶下沉量测、地表下沉量测,必要时进行同时进行拱腰下沉和基底隆起量测。
1.3.量测项目间距和量测频率
(1)量测断面间距
量测断面间距详见表9-1、2。
表9-1拱顶下沉及周边收敛量测间距表
围岩级别
量测断面间距(m)
Ⅴ(浅埋)
10
Ⅴ(深埋)
20
表9-2地表下沉量测断面间距表
埋置深度H
量测断面间距(m)
H>2B
30
B<H<2B
10
H<B
10
注:
B表示隧道开挖宽度
地表下沉量测、拱顶下沉量测与净空水平收敛量测在同一断面内进行。
需要进行横断面方向地表下沉量测时,其测点间距为2~5m,在同一断面内部设7~11个测点。
地表下沉量测在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)初开始,直至衬砌结构封闭、下沉基本稳定时为止。
拱顶下沉量测在每一个断面布设2点。
(2)量测频率
洞内观察分为开挖工作面地质观察和支护状况观察两部分,在每个工作面、每次开挖后进行。
对支护的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的表面外观状况等。
洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透等观察。
净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。
量测频率见表9-3。
地表下沉量测频率和拱顶下沉量测及净空水平收敛量测频率相同。
表9-3拱顶下沉及周边收敛量测频率表
变形速度(mm/d)
量测断面距开挖工作面距离(m)
量测频率
≥5
(0~1)B
1~2次/天
1~5
(1~2)B
1次/天
0.5~1
(1~2)B
1次/2天
0.2~0.5
(2~5)B
1次/2天
<0.2
>5B
1次/周
注:
B表示隧道开挖宽度。
(3)测点设置
将拱顶下沉及净空水平收敛量测布置在同一断面,断面间距为Ⅱ级为50m,Ⅲ级为30m,Ⅳ级20m,Ⅴ级为10m。
拱顶下沉量测测点布置在拱顶。
净空不平收敛量测以量测初期支护上各点绝对位移为目的,通过水平及斜向收敛量测,验证周边位移结果。
隧底上鼓量测同拱顶下沉量测布置在同一断面。
地表下沉量测在浅埋地段进行,量测断面布置与洞内一致,每个量测断面上测点间距为2~5m。
隧道采用CRD法施工时,每个量测断面各布置2个拱顶下沉测点和4条水平净空收敛量测基线。
测点布置见“图9-1CRD法测点布置示意图”。
测点布置要求:
测点安装应能保证在开挖后12小时内在下一循环开挖前侧道出此读数。
(4)量测工具
隧道内监控量测采用激光隧道断面检测仪和收敛计进行。
地表下沉采用精密水准仪、水准尺进行。
1.4.监控量测方法
监测方法与要求见“表9-4监控量测方法及要求表”。
图9-1CRD法测点布置示意图
表9-4监控量测方法及要求表
序号
监测项目
测点布置
监测方法及要求
仪器
1
洞内外观察
开挖及支护后进行
目测:
地质观察在爆破后初喷前进行,绘制地质素描图,填写开挖工作面地质调查记录表;
检查喷射混凝土有无开裂及发展,锚杆有无松动,钢架支护状态等,并做好相应记录;
查看边仰坡有无开裂、起壳,地表有无裂纹;地表水位有无异常变化。
地质罗盘
2
地表沉降监测
隧道洞口进行地表沉降量测,横断面方向沿隧道中心及两侧间距2~5m处设地表下沉测点,监测范围在隧道开挖影响范围以外。
地表下沉量测在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。
精密水准仪、铟瓦尺
3
水平收敛量测
内轨顶面以上2.5m,左右两侧对称布置量测点,量测断面间距根据围岩级别确定
采用激光断面仪或收敛计进行量测,开挖后按要求迅速安装测点并编号,初读数应在开挖后12h内读取,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护。
激光断面仪、收敛计
4
拱顶下沉量测
与水平收敛断面对应拱顶设量测点
喷射混凝土后迅速在拱顶设点,采用激光断面和仪精密水准仪和收敛计铟瓦尺进行量测
精密水准仪和收敛计、铟瓦尺
1.5.监控量测管理
(1)监测控制标准
根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验,制定本工程监控量测变形管理等级见“表9-5变形管理等级表”,据此指导施工。
表9-5变形管理等级表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0 可正常施工 Ⅱ Un/3≤U0≤2Un/3 应加强支护 Ⅰ U0>2Un/3 停工,采取特殊措施后方可施工 注: U0为实测位移值;Un为最大允许位移值。 观察及量测发现异常时,及时修改支护参数。 每次量测后应及时进行数据整理,并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图;对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化速度;数据异常时,则根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。 观察及量测发现异常时,应及时修改支护参数。 正常状态须同时满足以下条件: 净空变化速度小于0.2mm/d时,喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝,围岩基本稳定;位移速度除在最初1~2天允许有加速外,应逐渐减少;净空变化速度持续大于5.0mm/d时,加强初期支护。 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,围岩趋于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时,围岩不稳定,应加强支护;当围岩位移速率不断上升时,围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,加强支护。 (2)监控量测管理 施工监测管理程序见图9-2。 图9-2施工监测管理程序图 监控量测计划: 工程施工前,根据现场实际情况及施工进度,编制详细的监测实施计划,并确定监测技术标准,报监理工程师及业主批准。 监控量测小组: 为了真实反映监测结果,本施工监测由工程管理部测量检测室具体负责各项监测工作。 监测管理: 积极配合监理工程师做好对监测工作的检查、监督和指导,工程完成后,根据监测资料整理出隧道的监测分析总报告纳入竣工资料中。 现场量测要求: 拱顶下沉、收敛量测初读数应在3~6h内完成,其他量测应在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不得大于24h,且在下循环开挖前必须完成。 测试前检查仪表设备是否完好,发现故障及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏,当测点状态良好时方可进行测试工作。 测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。 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。 (3)保证措施 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。 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。 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。 监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。 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。 各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则,量测数据均要经现场检查、室内两级复核后方可上报。 量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。 针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动,及时分析、反馈信息,指导设计和施工。
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