天桥隧道隧道监控量测专项施工方案711.docx

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天桥隧道隧道监控量测专项施工方案711

目录

1.编制目的1

2．编制依据2

3．工程概况2

4．监测项目3

5．测量组织及仪器设备7

5.1人员组织机构7

5.2仪器设备与仪器的精度要求8

5.3监控量测观测组职责8

6．监控量测项目及布设8

6.1隧道洞口浅埋段地表沉降监测9

6.2洞内监控量测点布设9

7.量测频率13

8.监控量测方法与要求14

9.测量资料的处理及应用15

10.监控量测系统管理17

11.安全保证措施23

天桥隧道监控量测专项施工方案

1.编制目的

（1）监控量测是隧道施工过程中，对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护参数的调整和二衬施工的时机提供依据，是确保施工安全和结构安全可靠、指导施工过程和施工安全监控的重要手段，是铁路隧道施工作业中关键的重要作业环节。

（2）通过对围岩变化情况及支护结构的观察和动态量测，对监测数据进行归纳整理，综合评价隧道在施工过程中的安全性，并提出注意事项和建议，以达到合理安排施工工序、进行日常施工管理、确保施工安全、修改设计参数和积累资料的目的。

（3）通过对围岩和支护的变位量测，对测量数据进行分析处理与必要的计算和判断后，及时进行预测和反馈，掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈给监理单位、设计单位、建设单位，以便指导施工作业和业主、设计作出决策等。

（4）经监测数据的分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和隧道围岩及支护衬砌结构的稳定。

（5）为加强铁路隧道施工质量安全管理，充分发挥监控量测在隧道安全质量管理中的作用，规范太焦铁路隧道施工监控量测工作，实现精品工程的目标，全面落实“六位一体”管理要求，进一步规范太焦铁路工程建设监理工作，充分发挥工程建设监理的作用，确保太焦铁路山西段TJQZ-8标隧道施工达到规范化、标准化的要求，增强质量意识、安全意识、文明施工意识，进一步提高工程管理水平，保证本项目既定目标的实现，根据国家有关法律、法规和铁道部、建设部的有关规定，大西铁路客运专线有限责任公司相关管理规定及《大西铁路客专公司工程管理类文件汇编管理手册》，结合太焦铁路实际情况，特编制本隧道监控量测方案。

2．编制依据

（1）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）

（2）《精密工程测量规范》（GB/T15314-94）

（3）《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR9218-2015）

（4）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）

（5）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）

（6）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）

（7）大西铁路客运专线有限责任公司下发大西铁工管【2016】34号文

（8）太焦城际铁路山西有限责任公司相关管理办法

（9）太焦铁路山西段标准化管理手册

（10）太焦铁路TJZQ-8标天桥隧道实施性施工组织设计。

（11）《企业安全生产应急管理九条规定》

3．工程概况

天桥隧道位于山西省长治市郊区。

隧道进口位于长治市郊区大天桥村北部，地势平坦，有一条东西走向的大冲沟，进口里程为DK217+577；隧道出口位于长治县苏店镇北天河村东部，有简易小路可到达，出口里程为DK224+095；隧道全长6518m，是本标段最长的隧道，最大埋深119.47m，位于DK220+628.5处，地面高程1128.5m。

天桥隧道，围岩等级为V级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级，其中V级1258m，Ⅳ级3020m，Ⅲ级1950m，Ⅱ级290m，进出口分别设置4m、69m明洞和17m、25m帽檐式洞门。

隧道进口DK217+577-DK218+199.82位于R=3500m的右偏曲线上，DK221+210.374-DK224+095出口位于R=4500m的右偏曲线上，其他段落位于直线上。

隧道内进口至DK218+500范围内纵坡为3‰的上坡，DK218+500-DK222+700范围内为15.5‰上坡，DK222+700至出口范围内为7‰下坡。

天桥隧道设置1座斜井，斜井与正洞相交于里程DK220+900，斜井长度为426m，为双车道无轨运输形式，正洞施工完成后作为紧急出口使用。

4．监测项目

必测项目：

洞内外观察、拱顶下沉、净空变形、地表、地层内部沉降。

必要时选测以下项目：

①围岩内部变形。

②锚杆轴力。

③围岩压力和两层衬砌间压力。

④衬砌、钢架应力。

⑤锚杆拉拔试验。

⑥底部鼓起量测。

⑦围岩弹性波测试。

根据天桥隧道围岩级别划分，制订监控量测测点（测线）布置实施计划，总体规划，合理配置人员及仪器设备资源。

监控量测小组根据施工进度，对照实施计划进行埋点和数据采集，做到实施有计划，操作按规程。

测点布置如表4.1。

表4.1测点布置

序号

施工段落

围岩等级

施工方法

周边收敛测线数（条）

拱顶下沉测点数（个）

起点里程

终点里程

长度

1

DK217+598

DK217+638

40

V

三台阶临时仰拱

689

77

2

DK217+638

DK217+680

42

V

三台阶临时仰拱

3

DK217+680

DK217+989

309

IV

三台阶临时仰拱

4

DK217+989

DK218+039

50

三台阶临时仰拱

5

DK218+039

DK218+076

37

三台阶临时仰拱

6

DK218+076

DK218+160

84

V

三台阶临时仰拱

7

DK218+160

DK218+230

70

III

台阶法

14

2

8

DK218+230

DK218+251

21

IV

三台阶临时仰拱

72

7

9

DK218+251

DK218+259

8

三台阶临时仰拱

10

DK218+259

DK218+300

41

三台阶临时仰拱

11

DK218+300

DK218+400

100

II

全断面法

6

2

12

DK218+400

DK218+491

91

IV

三台阶

270

30

13

DK218+491

DK218+499

8

三台阶

14

DK218+499

DK218+700

201

三台阶

15

DK218+700

DK218+860

160

III

台阶法

32

5

16

DK218+860

DK218+930

70

V

三台阶临时仰拱

315

35

17

DK218+930

DK218+990

60

III

台阶法

72

12

18

DK218+990

DK219+090

100

IV

台阶法

19

DK219+090

DK219+280

190

II

全断面法

11

4

21

DK219+280

DK219+351

71

Ⅳ

三台阶法

504

56

22

DK219+351

DK219+359

8

Ⅳ

三台阶法

23

DK219+359

DK219+591

232

Ⅳ

三台阶法

24

DK219+591

DK219+599

8

Ⅳ

三台阶法

25

DK219+599

DK219+840

241

Ⅳ

三台阶法

26

DK219+840

DK219+845

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

96

11

27

DK219+845

DK219+895

50

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

28

DK219+895

DK219+900

5

Ⅲ

三台阶临时仰拱法

29

DK219+900

DK220+120

220

Ⅲ

台阶法

44

7

30

DK220+120

DK220+125

5

Ⅲ

三台阶临时仰拱法

93

10

31

DK220+125

DK220+175

50

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

32

DK220+175

DK220+180

5

Ⅲ

三台阶临时仰拱法

33

DK220+180

DK220+451

271

Ⅲ

台阶法

138

23

34

DK220+451

DK220+459

8

Ⅲ

台阶法

35

DK220+459

DK220+691

232

Ⅲ

台阶法

36

DK220+691

DK220+699

8

Ⅲ

台阶法

37

DK220+699

DK220+870

171

Ⅲ

台阶法

38

DK220+870

DK220+900

30

Ⅲ

三台阶法

39

斜0+00

斜0+40

40

Ⅲ

台阶法

8

1

40

斜0+40

斜1+60

120

Ⅲ

全断面法

12

4

41

斜1+60

斜1+95

35

Ⅴ

短台阶法

63

7

42

斜1+95

斜2+60

65

Ⅲ

全断面法

7

2

43

斜2+60

斜3+00

40

Ⅳ

台阶法

24

4

44

斜3+00

斜3+55

55

Ⅴ

段台阶法

99

11

45

斜3+55

斜3+96

41

Ⅳ

台阶法

30

5

46

斜3+96

斜4+05

9

Ⅳ

台阶法

47

斜4+05

斜4+26

21

Ⅴ

短台阶法

38

4

48

DK220+900

DK220+930

30

Ⅲ

三台阶法

9

1

49

DK220+930

DK220+960

30

Ⅲ

台阶法

6

1

50

DK220+960

DK220+965

5

Ⅲ

三台阶临时仰拱法

132

15

51

DK220+965

DK221+035

70

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

52

DK221+035

DK221+040

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

53

DK221+040

DK221+230

190

Ⅳ

三台阶法

171

19

54

DK221+230

DK221+270

40

Ⅲ

台阶法

48

8

55

DK221+270

DK221+516

246

Ⅳ

三台阶法

522

58

56

DK221+516

DK221+524

8

Ⅳ

三台阶法

57

DK221+524

DK221+540

16

Ⅳ

三台阶法

58

DK221+540

DK221+545

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

59

DK221+545

DK221+615

70

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

60

DK221+615

DK221+620

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

61

DK221+620

DK221+756

136

Ⅳ

三台阶法

62

DK221+756

DK221+764

8

Ⅳ

三台阶法

63

DK221+764

DK221+780

16

Ⅳ

三台阶法

64

DK221+780

DK221+900

120

Ⅲ

台阶法

24

4

65

DK221+900

DK222+080

180

Ⅳ

三台阶法

162

18

66

DK222+080

DK222+480

400

Ⅲ

台阶法

80

13

67

DK222+480

DK222+651

171

Ⅳ

三台阶法

198

22

68

DK222+651

DK222+659

8

Ⅳ

三台阶法

69

DK222+659

DK222+700

41

Ⅳ

三台阶法

70

DK222+700

DK222+760

60

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

171

19

71

DK222+760

DK222+765

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

73

DK222+765

DK222+825

60

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

74

DK222+825

DK222+830

5

Ⅳ

三台阶临时仰拱法

75

DK222+830

DK222+891

61

Ⅳ

三台阶法

81

9

76

DK222+891

DK222+899

8

Ⅳ

三台阶法

77

DK222+899

DK222+920

21

Ⅳ

三台阶法

78

DK222+920

DK223+000

80

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

522

58

79

DK223+000

DK223+095

95

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

80

DK223+095

DK223+150

55

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

81

DK223+150

DK223+155

5

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

82

DK223+155

DK223+215

60

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

83

DK223+215

DK223+220

5

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

84

DK223+220

DK223+290

70

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

85

DK223+290

DK223+340

50

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

86

DK223+340

DK223+595

255

Ⅳ

三台阶法

387

43

87

DK223+595

DK223+713

118

Ⅳ

三台阶法

88

DK223+713

DK223+721

8

Ⅳ

三台阶法

89

DK223+721

DK223+770

49

Ⅳ

三台阶法

90

DK223+770

DK223+835

65

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

416

46

91

DK223+835

DK223+880

45

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

92

DK223+880

DK223+953

73

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

93

DK223+953

DK223+961

8

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

94

DK223+961

DK224+001

40

Ⅴ

三台阶临时仰拱法

5．测量组织及仪器设备

5.1人员组织机构

承担天桥隧道的作业架子队组建监控量测领导小组，组长工区长袁俊国担任，实行领导负责制，副组长由总工程师杨春峰担任，作业队监控量测小组服从工区项目部的领导安排，负责监控量测数据的采集，通过大量的量测数据进行回归分析，即时信息反馈，指导施工，并对原始数据进行归档，同时对人员必须做到相对稳定，工区领导加强监控量测管理工作，使监控量测落实到实处。

5.2仪器设备与仪器的精度要求

表5.2.1仪器设备及精度要求

序号

监控量测项目

量测仪器

测试精度

备注

1

洞内外观察

数码相机

0.1mm

2

拱顶下沉

徕卡TS09

0.1mm

3

净空变化

徕卡TS09

0.1mm

4

地表沉降

徕卡TS09

0.1mm

隧道浅埋段

5

拱脚下沉

徕卡TS09

0.1mm

6

拱脚位移

徕卡TS09

0.1mm

5.3监控量测观测组职责

（1）监控量测观测组是项目监控量测观测的责任主体，量测数据保证要真实可靠，详细地做好观测记录，建立数据审核制度。

积累量测数据，以真实的信息化数据正确指导施工，保障安全风险。

（2）负责监测网的建立，定制每月对监控量测基点复核制度。

（3）及时整理观测资料，并及时提交观测数据及初步成果资料。

为观测数据的真实、可靠性负责。

（4）负责观测设施的保护，尽量确保施工过程中不受扰动或破坏。

6．监控量测项目及布设

监控量测必测项目是隧道工程进行的日常监控量测项目，具体监控量测见表6.1.1所列。

6.1.1隧道监控量测必测项目

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

2

拱顶下沉

全站仪

3

净空变化

全站仪

4

地表沉降

全站仪

隧道浅埋段

5

拱脚下沉

全站仪

6

拱脚位移

全站仪

开挖工作面的地质素描和数码成像对于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件是十分重要的，必要时进行物理力学实验，获得围岩的具体力学参数，为施工阶段围岩分级和科学的信息化施工提供有效的参考依据。

在进行地质素描及数码成像的时候，工作面应有良好的照明和通风条件，以保证地质素描及数码成像的效果。

6.1隧道洞口浅埋段地表沉降监测

天桥隧道出口埋深16m，斜井进口埋深3m，洞口段覆盖层均较薄，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，需要进行地表沉降监测。

浅埋地表沉降观测点应在隧道开挖前布设，地表沉降观测点和隧道内监测点应布置在同一断面里程，地表沉降观测点纵向间距5m，横向间距5m，隧道顶端加密间距为2.5m布置图见图6.1.2。

图6.1.2洞口浅埋段地表沉降观测点位布置图

地表下沉观测点应在边、仰坡开挖后12h内取得初始读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。

6.2洞内监控量测点布设

净空变位量测在开挖后尽早进行，监控量测工作应随施工工序及时进行，测点应及时埋设，支护后2h内读取初始读数并根据现场实际情况及时调整监控量测项目和内容。

根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和边墙中布设测点，测点断面间距可参照表6.2.1所列，测点点位布置见图6.2.2、6.2.3、6.2.4。

表6.2.1洞内监控量测断面间距

序号

围岩等级

断面间距（m）

1

Ⅴ

5

2

Ⅳ

10

3

Ⅲ

30

（1）采用全断面开挖时，水平收敛量测线布置在隧道最大开挖线处，测点布置见图6.2.2。

图6.2.2全断面法施工测点布置示意图（拱顶测点和一条水平测线）

（2）采用上、下台阶法开挖时，在上台阶的拱脚以上50cm处增加一条水平收敛量测线，下台阶施工时在内轨顶面以上50cm处再布设一条水平收敛量测线。

（DK222+800~DK223+400、DK223+823~224+095为隧道浅埋段，加设四条斜向收敛测线）。

测点布置见图6.2.3。

图6.2.3台阶法施工测点布置示意图（拱顶测点和两条水平测线、四条斜向测线）

（3）采用三台阶法开挖时，每一台阶拱脚上50cm设一条水平测线，（DK222+800~DK223+400、DK223+823~224+095为隧道浅埋段，加设六条斜向收敛测线）。

图6.2.4三台阶法施工测点布置示意图（拱顶测点和三条水平测线、六条斜向测线）

（4）岩石地段地表沉降观测标志埋设入岩深度不小于0.5m，黄土地段地表沉降观测标志埋设深度不小于1.0m。

采用钻孔的方式进行埋设并用混凝土进行加固，观测标直径不小于20mm。

顶拱下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。

拱顶下沉测点应布置在隧道轴线上，偏差不大于3cm。

洞内监控量测标使用5cmX5cm钢板连接直径2cm的钢筋制作，钢筋与钢板焊接牢固，标准见下图：

图2.3.1观测标埋设示意图

洞内观测标埋设必须深入基岩不小于20cm，使用钻机钻孔后插入观测标并使用锚固剂进行固定，观测标禁止与钢拱架及钢筋网片焊接固定。

初支混凝土喷射完成后，及时将反射片粘贴到观测标志钢板上，确保粘贴牢固可靠。

洞内观测标反射片均面向洞口，以便测量数据采集。

监控量测点位统一标识牌子尺寸为30cm*40cm。

如图6.2.6所示。

图6.2.5监控量测标识牌

测点如果被破坏，应在被破坏测点附近补埋。

如果测点出现松动，则应及时加固，加固当天的量测数据无效，待测点加固后重新读取初读数。

地表下沉和拱顶下沉量测基点应与洞内、水准基点建立联系。

监控量测点采用反射贴片配合全站仪直接测量，起始读数宜在2小时内完成。

测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。

洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状况观察两部分。

开挖工作面观察应在每次开挖后进行，此时围岩基本无变化，可每天进行一次。

对初期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的现况。

洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透、地表裂隙等观察。

地表下沉量测频率与拱顶下沉和净空收敛的量测频率相同。

地表下沉量测应在隧道边、仰坡开挖时同步布设与量测，直至二次衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

7.量测频率

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7.1.1和7.1.2。

出现异常情况或不良地质时，应加大监控量测频率。

表7.1.1按距开挖面距离确定的监控量测频率

监控量测断面距开挖工作面距离（m）

监控量测频率

（0～1）B

2次/d

（1～2）B

1次/d

（2～5）B

1次/（2d-3d）

﹥5B

1次/7d

注:

B为隧道开挖宽度，杨家岭隧道的开挖宽度按14.5米计算。

表7.1.2按位移速度确定的监控量测频率

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/（2d～3d）

0.2～0.5

1次/（3d）

＜0.2

1次/（7d）

净空变化速度大于5.0mm/d时，水平收敛速度大于100mm/d时围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统及报警。

8.监控量测方法与要求

表8.1.1监控测量方法与要求

序号

量测

项目

测点布置

量测方法与要求

备注

1

洞内观察

无

目视观察方法，对围岩和支护作以下观察：

1.地质观察：

隧道在放炮后一次喷混凝土前进行，每天开挖后均应绘制地址素描图，用以核对围岩类别及判断支护对围岩稳定性。

2.检查喷射混凝土有无裂损及发展，锚杆有无松动，钢架支护工作状态等，并做好相应记录。

地质描述应贯穿整个隧道施工全过程，以便及时掌握围岩的工程地质，核对围岩分类，观察支护系统受力情况，为安全施工提供直观的、必要的信息。

2

净空水平收敛测量

按设计要求

采用全站仪进行量测,开挖后按要求迅速埋设监测点并编号,初读数应在开挖后12h内读取,最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成初使读数，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。

以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的主要信息。

3

拱顶下沉测量

按设计要求

采用全站仪进行量测,开挖后按要求迅速埋设监测点并编号,初读数应在开挖后2h内读取,最迟不得大于6h，而且在下一循环开挖前必须完成初使读数，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护

以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的主要信息。

4

浅埋隧道地表下沉量测

按设计要求

采用全站仪进行量测，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护

以量测结果判断施工安全与否及确定二衬砌施工时间的主要信息。

9.测量资料的处理及应用

（1）根据现场监控量测数据，绘制水平相对净空变化，拱顶下沉时态曲线进行分析。

（2）观测及量测发现异常时，应及时修改支护参数。

一般正常状态必须同时满足以下条件:

1）喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝。

2）位移速度除最初1-2天允许有加速外，应迅速减少。

3）围岩量测频率根据现场围岩变化速率进行确定，各项量测工作均应持续到