关堰隧道监控量测方案.docx
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关堰隧道监控量测方案.docx
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关堰隧道监控量测方案
目录
1、编制说明及依据1
1.1编制说明1
1.2编制依据1
1.3采用的技术标准、规范1
2、工程概况1
2.1工程设计概况1
2.2自然条件2
2.3地质条件2
2.4气象条件2
2.5地震动峰值加速度2
3、进度计划2
4、监控量测目的2
5、量测技术3
5.1监控量测计划3
5.2监控量测应符合下列要求3
5.3监控量测的分类4
5.4洞内外观察4
5.5拱顶下沉及水平相对净空变化量测4
5.6地表下沉量测5
5.7暗挖隧道监控量测7
5.8量测点布置及测量方法9
5.9隧道施工中主要因素15
5.10量测警戒值的设定15
5.11监控量测反馈程序16
5.12监控量测控制标准17
6、主要人员及投入的仪器17
6.1主要监测人员17
6.2所用仪器17
7、施工安全保证措施18
8、质量保证措施18
关堰隧道监控量测方案
1、编制说明及依据
1.1编制说明
根据对设计图纸、地质勘察说明及对周边环境的调查,并对工程特点进行深入分析,结合考虑我公司的技术、装备、特长、管理水平,在总结以往同类工程施工经验的基础上,编写了本专项施工方案。
1.2编制依据
(1)国家、铁路总公司、交通部现行设计、施工规范、规程;质量检验标准及验收规范等。
(2)地方铁路公司对该项目的建设管理、标准化管理文件。
(3)新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前施工1标段工程施工总价承包招标文件、施工招标图纸、答疑等、指导性施组、设计图纸及工程量清单。
(4)本公司的施工技术能力、机械设备能力及相关工程的施工经验、装备、技术、资金、劳力和物资储备等方面的综合实力。
(5)施工现场调查获得的有关资料、数据以及现场实际情况。
1.3采用的技术标准、规范
(1)《建筑基坑支护技术规程》(JCJ120-99)
(2)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)
(3)《客运专线隧道施工技术指南》(TZ214-2005)
(4)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002J159-2002)
(5)《铁路隧道监控量测技术规范》(TB10121-2007)
(6)《新建铁路工程测量规范》(TB10101-2003)
(7)《铁路工程物理勘察规程》(TB-10013)
(8)《岩土工程勘察规范》(GB-50021)
(9)《环境管理体系》(GB/T24001-2004)
(10)《职业健康安全标准建立的质量、环境和职业健康管理体系》GB/T28001-2011
2、工程概况
2.1工程设计概况
本隧道全长304m,中心里程D4K3+078,进口里程D4K2+926,出口里程为D4K3+230。
隧道出口段D4K3+043.409~+230段位于R-1600的右偏曲线上,其余段均位于直线上。
其中Ⅳ级围岩90m采用台阶法开挖,Ⅴ级围岩214m采用台阶法+临时横撑发开挖,都采用超前支护方式。
2.2自然条件
贵阳地处云贵高原东斜坡上,属高原溶盆区,主要山峰、河谷走向与大的地质构造线一致,呈南北向展布。
宽坦的背斜形成山岭,向斜狭窄形成河谷,为典型的隔槽式褶皱山区。
岩溶地貌在测区占据主导地位,以溶丘洼地为主,次为构造剥蚀中低山、丘陵区。
海拔高程在1200~1300m间,溶丘低矮、浑圆,一般相对高差50~100m,在褶曲翼部,由于碳酸盐岩与碎屑岩相间分布,岩溶地貌呈带状展布,多为低缓的蜂丛谷地。
2.3地质条件
本隧道地质较为复杂,溶蚀峰从洼地貌,地形起伏较大,植被稀疏,进出口上覆盖红黏土,厚0~2m,下伏岩层为三叠系下统薄层灰岩、白云岩夹泥质白云岩,岩体完整性较差,竖向节理较为发育;单斜构造区岩层走向与洞轴走向夹角小,岩层倾角15~20度间,线路右侧顺层偏压;岩溶发育程度中等至强烈,D4K3+000~+020位于较大型岩溶漏斗边缘,下部岩溶强烈发育,但隧区周边无暗河出口、岩溶、大泉等出露;进出口线路右侧边坡顺层,地下水为岩溶溶隙管道水,洞身位于地下水垂直下渗带内,赋水量中等,地下水对砼无腐蚀性。
2.4气象条件
属亚热带湿润季风型气候。
境内夏无酷暑,冬无严寒。
降水主要集中于5月至8月,以大雨、暴雨为主要降水形式。
2.5地震动峰值加速度
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)及《中国地震动系数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度=0.05g,相当地震基本烈度Ⅵ度。
地震动反应谱特征周期值为0.35s。
3、进度计划
根据合同工期要求,结合项目特点和施工组织设计,和年度施工进度方案,预计2014年6月1日开工、12月30日完成
4、监控量测目的
1、确保施工安全及结构的长期稳定性;
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;
3、确定二衬施做时间;
4、监控工程对周围环境影响;
5、积累量测数据,为信息设计和施工提供依据。
5、量测技术
5.1监控量测计划
监控量测计划应根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式等制定。
本监控量测内容是根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》中双线隧道进行设计。
可根据隧道所处的地形地质情况确定监控量测内容,并根据实测资料对有关标准进行修正。
监控量测作业应根据下图(图5-1)所示的监控量测流程图进行:
图5-1监控量测流程图
监控量测计划的内容包括:
量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。
施工中,当地质条件发生显著变化时,应及时修改量测计划。
5.2监控量测应符合下列要求
掌握围岩和支护动态,进行日常施工管理;了解支护结构的作用及效果;
了解隧道工程的安全性、经济性;将监控量测结果反馈于设计及施工中;了解隧道施工对附近建筑物的影响;积累资料,作为以后设计,施工参考。
5.3监控量测的分类
监控量测可分为必测项目和选测项目两类。
必测项目在采用新奥法修建的隧道中必须进行,选测项目应根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定。
5.4.1必测项目包括下列项目
(1)洞内、外观察;
(2)二衬前初支净空量测;
(3)拱顶相对沉降量测;
(4)浅埋地段地表下沉量测;
(5)二衬净空量测;
(6)沉降缝两侧底板沉降量测;
(7)隧道与路基、桥梁过度段沉降观测。
5.4.2选测项目应包括下列项目
(1)围岩内部变形量测
5.4洞内外观察
洞内外观察分开挖工作面、已施工区段观察以及地表观察,开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次,内容包括节理裂缝隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等,观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描,填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。
对已施工区段的观察每天至少一次,观察内容包括拱顶下沉、周边收敛、喷射砼、锚杆、钢架的状况,以及施工质量是否符合规定的要求。
洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水、渗透的观察。
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,应立即通知施工负责人采取应急措施,并派专人进行不间断观察。
5.5拱顶下沉及水平相对净空变化量测
拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行,并采取相同的量测频率。
如位移出现异常情况,则加大量测频率。
净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定,宜为5~30m,在Ⅲ级围岩的隧道中可适当加大测点间距。
净空变形量测应在每次开挖后尽早进行,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,必须完成初读数。
测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护。
拱顶量测,后视测点必须埋设在稳定的土层上,并应和洞内的点联系起来。
水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
在地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线。
拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一断面内进行,本管段采用DSZ2水准仪等测定下沉量。
当地条件复杂,下沉量。
当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。
拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的量测频率,应从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率:
量测频率
变形速度(mm/d)
量测断面距开挖工作面的距离(m)
量测频率
≥5
(0~1)B
2次/d
1~5
(1~2)B
1次/d
0.5~1
(1~2)B
1次/2d
0.2~0.5
(2~5)B
1次/(2~3d)
<0.2
>5B
1次/周
5.6地表下沉量测
地表下沉量测应根据隧道埋深、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。
地表下沉量测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面,沿隧道中线,地表下沉量测断面的间距可按表5-2采用:
表5-2地表下沉量测断面间距
隧道埋深H(m)
量测断面间距(m)
H>2D
20~50
D<H<2D
10~20
H<D
5~10
注:
无地表建筑时取表内上限值;D表示隧道开挖宽度。
由于浅埋隧道距地表较近,地质条件复杂,岩(土)性差,施工时多用台阶分部开挖。
因此,纵向断面布置测点的超前距离为隧道距地表的深度h与上台阶高度h1之和(即h+h1)。
于是整个纵向测定区间的长度为(h+h1)+(2~5)D+h/(h/为上台阶开挖超前下台阶的距离),具体见下图(图5-3)。
图5-3地表下沉量测区间
横断面方向地表下沉量测的测点间隔应取2~5m,在一个量测断面内应设7~11个测点。
具体见下图(图5-4):
图5-4地表下沉测点在横断面上的布置
地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的频率相对。
5.7暗挖隧道监控量测
序号
量测项目
初测时间
监测频率
量测方法或仪器
1
掌子面地质观察
掌子面开挖后立即进行
1次/循环
现场观测、地质罗盘
2
施工结构情况观察
衬砌浇注后立即进行
随时进行
目测
3
地面沉降
超前工作面20-30m
开挖一周内,2次/天;
一周至两周,1次/天;
二周至四周,1次/2天;
四周之后,1次/7天
水准测量方法,DSZ2水准仪、水准尺
4
结构顶下沉
距开挖面5-10m
开挖一周内,2次/天;
一周至两周,1次/天;
二周至四周,1次/2天;四周之后,1次/7天
DSZ2水准仪、水准尺
5
结构边墙收敛
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
收敛仪
6
结构底隆起
距开挖面5-10m
同结构顶下沉
DSZ2水准仪、水准尺
5.7.1监控量测项目、方法与频率
监控量测项目、方法与频率见表5-5。
表5-5
5.7.2监控量测控制标准
根据招标文件及有关施工规范,设立三级管理制度作为量测管理方式。
见表5-6
表5-6
序号
量测项目
控制标准
1
地表沉降及建筑物沉降
30mm
2
地表上拱
20mm
3
地下管线位移
一般管线
≤30mm
污水
≤10mm
4
建筑物倾斜
2.0‰H
5
结构顶下沉
45mm
6
净空收敛
0.005B
5.8量测点布置及测量方法
5.8.1点位埋设要求
必测项目监控量测断面间距见表5-7
表5-7
围岩等级
断面间距(m)
Ⅴ~Ⅳ
5~10
Ⅳ
10~30
Ⅲ
30~50
5.8.2测点布置
1必测项目断面设置
(1)D4K2+926~D4K2+941段:
该段长15m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K2+926
布置
布置
D4K2+931
布置
D4K2+933
布置
布置
D4K2+938
布置
D4K2+943
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(2)D4K2+941~D4K3+000段:
该段长59m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K2+948
布置
D4K2+953
布置
布置
D4K2+958
布置
D4K2+963
布置
布置
D4K2+968
布置
D4K2+973
布置
布置
D4K2+978
布置
D4K2+983
布置
布置
D4K2+988
布置
D4K2+993
布置
布置
D4K2+998
布置
D4K3+003
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(
(3)D4K3+000~D4K3+030段:
该段长30m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+003
布置
D4K3+008
布置
布置
D4K3+013
布置
D4K3+018
布置
布置
D4K3+023
布置
D4K3+028
布置
布置
D4K3+033
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(
(4)D4K3+030~D4K3+055段:
该段长25m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+033
布置
布置
D4K3+038
布置
D4K3+043
布置
布置
D4K3+048
布置
D4K3+053
布置
布置
D4K3+058
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(5)D4K3+055~D4K3+140段:
该段长85m,围岩级别为Ⅳ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+063
布置
D4K3+068
布置
布置
D4K3+073
布置
D4K3+078
布置
D4K3+083
布置
布置
D4K3+088
布置
D4K3+093
布置
D4K3+098
布置
布置
D4K3+103
布置
D4K3+108
布置
D4K3+113
布置
布置
D4K3+118
布置
D4K3+123
布置
D4K3+128
布置
布置
D4K3+133
布置
D4K3+138
布置
D4K3+143
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(
(
(6)D4K3+140~D4K3+145段:
该段长5m,围岩级别为Ⅳ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+148
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(7)D4K3+145~D4K3+215段:
该段长70m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+153
布置
布置
D4K3+158
布置
D4K3+163
布置
D4K3+168
布置
布置
D4K3+173
布置
D4K3+178
布置
布置
D4K3+183
布置
D4K3+188
布置
布置
D4K3+193
布置
D4K3+198
布置
布置
D4K3+203
布置
D4K3+208
布置
布置
D4K3+213
布置
D4K3+218
布置
布置
地质状况观察每次开挖后进行,支护状况观察每天至少一次
(8)D4K3+215~D4K3+230段:
该段长15m,围岩级别为Ⅴ级,采用合阶法+临时横撑,计划布置监测项目如下:
项目
断面里程
拱顶下沉及周边收敛
地表下沉
D4K3+223
布置
布置
D4K3+228
布置
D4K3+230
布置
布置
5.8.3断面内测点具体埋设位置
根据现场情况,对于不同的隧道围岩类别在施工中采用与围岩类别相对应的施工工艺。
对Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法进行施工;针对不同的施工工艺,在量测断面中采用不同的测点埋设形式。
不同围岩类别中的测点埋设情况如下所述:
(1)Ⅳ、Ⅴ级围岩:
在隧道拱顶、两侧拱腰及两侧边墙处布置测线,确定具体的埋设测点及测线如图一所示。
在上台阶进行初期支护后,对测点3进行拱顶下沉及测线1、2、3的内空收敛进行量测;在下台阶施工后,再对如图5-8所示的拱顶下沉及所有测线的内空收敛进行量测。
图5-8测点及测线布置图
(2)量测方法:
在初支钢架立好后,按图5-9所示位置分别将拱顶下沉及内空收敛的预埋件焊在其上。
在现场焊预埋件时,要保证测点1、2、3、4、5位于同一横断面,要求测点1、5及测点2、4在分别位于同一水平面并保证预埋件水平方向;测点3位于拱顶位置并保证预埋件竖直方向。
并及时对其进行初测。
量测方法如下:
①拱顶下沉
由洞外水准点起测量内空临时水准点高程,再由内空临时水准点起测量拱顶下沉预埋件高程,通过计算后、前两次拱顶下沉预埋件高程的变化值即可算得拱顶下沉值。
图5-9拱顶下沉量测方法示意图
②内空收敛
通过测量两个预埋件的距离,计算后、前两次所测距离的差值即为该对测点在这一段时间内净空收敛值,其累计值即为该对测点的净空收敛值。
监测仪器:
收敛仪、水准仪等,使用收敛仪量测隧道围岩在不同施工阶段下内空收敛状况及其变化规律,使用水准仪量测隧道围岩在不同施工阶段下的拱顶下沉状况。
(3)量测资料整理:
每次量测后,将原始记录及时整理成正式记录,对每一量测断面内的每一条测线,整理后的量测资料如下:
①原始记录及实际测点布置图;
②位移随时间以及开挖面距离的变化图;
③位移速度、位移加速度随时间以及开挖面距离的变化图。
在上述图表中应同时记入开挖、喷射混凝土、锚杆施工工序和时间,并将位移警戒线和极限值算出来。
每日的记录汇入日报表,将整理的图表及时进行数据处理并指导施工。
5.9隧道施工中主要因素
对暗挖隧道实际应力变化情况与设计应力值的对比也随时掌握,以确保结构本身的安全和施工安全。
引起结构本身应力变化的主要因素有:
①施工方法、步骤的确定与改变;
②地质及围岩情况的改变;
③地表沉陷及地下水活动的异常情况出现;
④外部荷载的异常变化。
5.10量测警戒值的设定
(1)地表最大沉降量δm≤0.2%H(H为基坑开挖深度),速率≤2mm/12小时,不报警。
(2)围护结构最大水平位移≤0.3%H(H为基坑开挖深度),速率控制在2mm/12小时;如果在原本光滑变化的曲线上出现明显的拐点变化,也要作报警处理。
(3)刚性管线的允许张开值≤6mm,因此,管线的局部最大沉降量≤10mm,变化速率≤2mm/12小时。
管线变形警戒值由累计变化量与变化速率二个量控制,根据以往同类工程的经验,本管段工程累计变化量大于8mm或日变化量大于2mm作为警戒值。
(4)建筑物沉降警戒值为δ/h<1/1000(δ为差异沉降值h为建筑物长度),允许最大倾斜为1/2500,根据测点之间的距离来控制差异沉降值的警戒值或根据设计要求确定警戒值。
(5)如实测轴力大于设计轴力的80%时要报警。
(6)天气正常情况下,水位日变化下降值0.5米,要报警。
5.11监控量测反馈程序
量测数据应及时进行整理,绘制位移或应力的时态变化图,适时进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移或应力值,掌握位移及应力变化规律,评价施工、结构及可能影响的构筑物的安全度,通常采用的回归函数有:
μ=Alog(1+t)+B
μ=t/(A+Bt)
μ=A•e-B/t
μ=A(e-Bt-e-Bt0)
μ=Alog[(B+t)/(B+t0)]
式中:
μ:
变形值(或应力值)
A、B:
回归系数
t、t0:
测点的观测时间(天)
量测数据的整理及回归分析均由计算机管理完成,以确保量测成果的质量,加快信息反馈速度,每次量测必须有量测成果整理报告,及时上报量测日报表,并按期向监理、设计单位提交量测报告,以及对施工情况的评价报告和下步施工建议。
如发现异常现象,立即复测核实,明确无误后及时反馈施工管理部门和报送监理及设计单位,发出警界报告,分析原因,并立即采取相应措施。
量测反馈程序见图5-10。
图5-10量测反馈程序框图
5.12监控量测控制标准
根据招标文件及有关施工规范,设立Ⅲ级管理制度作为量测管理方式。
量测管理表见表5-11。
表5-11量测管理
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U0<Un/3
可正常施工
Ⅱ
Un/3≤U0≤2Un/3
发出警告、加强量测
Ⅰ
U0>2Un/3
应采取加强支护等措施
U0:
实测位移值、Un允许位移值
允许位移值Un的取值,也就是量测控制标准。
根据有关规范规定、招标文件“技术规范”的要求以及类似工程经验,提出控制基准见表5-12。
表5-12量测控制标准
序号
量测项目
控制标准
1
地表沉降及建筑物沉降
30mm
2
围护结构水平位移
≤0.2%H,即≤32mm
3
地下管线位移
一般管线
≤30mm
污水
≤10mm
4
建筑物倾斜
2.0‰H
6、主要人员及投入的仪器
6.1主要监测人员
针对隧道的实际情况,投入隧道现场监控量测的人员是能熟练对现场进行量测且能及时处理各类数据的专业人员,测量队长1人,测量主管1人,技术员3人。
现场监控量测人员主要由项目部工程部和安质部相关人员组成。
6.2所用仪器
隧道现场监控量测所用的仪器如表6-1所示。
表6-1现场量测仪器表
仪器名称
型号
数量(台)
备注
全站仪
莱卡TS06
1
水准仪
苏光DSZ2
2
收敛仪
ZW型(数显)
1
测频仪
JMEX-300
1
7、施工安全保证措施
1)贯彻落实上级安全生产方面的指示、决定及规章;
2)研究、布置项目安全工作,及时解决存在的问题,制定安全措施;
3)所有量测人员必须进行安全教育和安全培训,进洞测量相关的安全防护设备;
4)量测组长督促开展安全活动,参加定期和不定期安全检查,落实整改措施。
8、质量保证措施
1)测点布置力求合理,应能反映出隧道施工过程中围岩和支护结构的实际变形情况。
2)监测仪器必须满足精度要求,而且要定期校核。
3)测点埋设应达到设计要求的质量,并做到位置准确,安全稳固,设立醒目的保护标志,由施工队分派专人进行保护,保证每回测点数据的准确性。
基准点埋设于施工影响范围外,数量为2个。
4)监测工作由项目部专门成立的量
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- 隧道 监控 方案
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