蒙华铁路隧道监控量测实施方案

蒙华铁路隧道监控量测实施方案内容摘要：

面、两台阶、三台阶按图 65所示进行布置，其他特殊地段施工方法的测点布设根据现场实际情况进行布置。 （ a） 三台阶法 （ b） 两 台阶 法 图 65 拱顶下沉和水平收敛测 点 布置示意图 蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 8 2）拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上。 3）初支应与围岩密贴，测点埋设在钢架、格栅等初期支护上。 4）测点应 在初支支护后立即埋设。 5）初始读数应在测点埋设 12h内读取。 6）拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线附近，数值采用绝对高程，周期性复核后视点，保证其数据可靠性。 1）测点应在隧道开挖前布设，横向间距为 2～ 5m，按图 66所示进行布置，在隧道中线附近测点应适当加密。 图 66地表沉降横向测点布置示意图 2）隧道中线两侧监测范围不应小于 错误 !未找到引用源。 当对地表沉降有特殊要求时，监测间距应适当加密，范围应适当加宽。 3）基准点应设置在隧道施工影响范围以外稳定处，并设置复 核性测点，保证其数据可靠性。 监测频率 、外观察 每施工循环记录一次，必要时加大观察频率。 蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 9 1）一般为 1 次 /天。 2）台阶法施工，下部开挖过程中，频率为 2次 /天。 3）出现异常情况时，根据现场管理要求，加大监测频率。 4）当变形趋于稳定时，监测频率按表 67 进行。 变形趋于稳定时的监测频率 表 67 支护状态 平均变形速率 持续时间 监控频率 初支全环封闭 ＜ 2mm/d ＞ 3 天 1 次 /3 天 初支全环封闭 ＜ 1mm/d ＞ 7 天 1 次 /7 天 初支全环封闭 ＜ 1mm/d ＞ 15 天 1 次 /15 天 5）在初期支护稳定后，可停止该断面的监测。 初期支护稳定须同时满足以下条件： ①初期支护表观现象正常； ②拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于 1mm/d，且持续 1个 月以上； ③变形时态曲线已经收敛。 1）一般为 1 次 /天。 2）出现异常情况时，应加大监测频率。 3）在二次衬砌施工通过监测断面 错误 !未找到引用源。 距离后（ H0为该断面隧道埋深， B为该断面隧道开挖宽度），且地表沉降变形时态曲 线已经收敛，可停止该断面监测。 蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 10 洞内、外观察 主要是监测隧道开挖过程中围岩、初期支护、二次衬砌和地表的变化，确保周围建构筑物的安全，掌握隧道的安全状态。 地质罗盘、相机、目测等。 开挖工作面观察应在每次开挖后进行，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等。 (1)在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易引起坍塌的岩 块及时进行锚杆支护或喷射混凝土封闭； (2)对已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌等的工作状态。 (3)如喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、格栅支撑是否压屈。 (4)洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。 (5)观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。 蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 11 洞内拱顶沉降及边墙收敛监测 掌握隧道开挖过程中支护结构变形情况，保障施工安全及分析支护参数。 全站仪、断面仪、水准仪和收敛仪 各级围岩均应进行拱顶下沉、周边位移及收敛量测，软弱围岩也必须进行底板隆起量测，且原则上三者布设在同一断面内。 (1)断面布设的间距：按照设计要求， IV 级围岩 10～ 30m， V级围岩 5～ 10m，围岩变化处适当加密。 可在各级围岩起始地段增设 1~2 组。 (2)拱顶下沉量测测点布置在拱顶，周边位移量测以量测初期支护各点的绝对位移为目的，通过水平及斜向收敛量测，验 证周边位移结果，基线位置的高低可根据断面情况，选择在断面变化或者受力集中点处，便于和理论计算的结果进行对比。 拱顶下沉及收敛量测在全隧都必须进行，测点布设按照设计文件要求进行，如拱顶下沉量测，每个断面宜布置 13 个测点，地表沉降点的横向间距为 25 米。 测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。 拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立关联。 (3)点的埋设方式：测点埋设的位置在避免爆破作业破坏的前提下，应尽量靠近掌子面，并在下一次爆破循环前获得初始数据。 a)周边位移及收敛量测：埋设测点时，先在测点 处用人工挖孔或蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 12 凿岩机开挖孔径为 40~80mm，深为 25mm 的孔。 在孔中填满水泥砂浆后插入收敛带弯钩膨胀螺栓预埋件。 当采用无尺观测方式采集数据时，在弯钩上贴激光反射贴片，待砂浆凝固后即可量测。 b)拱顶下沉测点布设：拱顶下沉主要用于确认围岩的稳定性。 在每个量测断面的拱顶中心埋设一自制的钢筋预埋件。 埋设前，先用小型钻机在待测部位成孔，然后将预埋件放入，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量测。 当采用无尺观测方式采集数据时，在预埋件上贴激光反射贴片。 (4)量测：用高精度全站仪、水平仪进行观测。 要求 a）观测应在仪器 检验合格后方可进行，且避免在测站和标尺有振动时进行； b）尽量选择在每一天同一时间内进行观测；观测坚持四固定原则，即：施测人员固定，测站位置固定，测量延续时间固定，施测顺序固定，且应每隔 30 天用精密水准测量的方法进行基点与水准点的联测，其误差不得超过（ +√ n） mm（ n为测站数）。 (5)沉降、计算 求得各点高程。 施工前，由基点通过水准量测出沉降测点的初始高程 H0，在施工过程中测出的高程为 Hn。 则高差Δ H=HnHO即为沉降值。 采用全站仪时，调用其对边测量功能求得其动态值。 收敛值：采用收敛计时，初始值与 施工过程中动态值之差。 采用全站仪时，调用其对边测量功能求得其动态值。 (6)数据分析与处理 a、利用软件绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 13 根据沉降规律判断围岩稳定状态和施工措施的有效性。 曲线正常则说明位移随施工的进行渐趋稳定。 如果出现反常，出现反弯点，说明地表下沉出现点骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状况，应立即采取措施。 b、当位移 —— 时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数进行回归分析。 预测最大沉降量。 隧道重难点 隧道进、出口段浅埋岩体破碎、断裂、岩层风化，采用不 同的开挖进行施工。 埋深浅，洞身风化差异大，砂岩风化呈砂土状，断层破碎带宽度较大，且侵入岩蚀变作用明显，洞顶及洞壁易发生坍塌。 针对性措施 (1)进、出口浅埋段开展地表观测，观测点在隧道开挖前布设，幷与洞内观测点布置在同一断面里程，要求观测点纵向间距不大于 20m，布点观测断面不小于 4 个，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。 不同断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证。 洞内观测拱顶下沉、水平相对净空变化量测 . (2)施工中对当地原状进行详细调查，幷做好记录；施 工前、中、后应对隧道施工造成的地表环境影响以及地下水水压、渗漏水量、水质等进行监控，如有异常，及时采取措施处理。 施工中应加强初期支护变形的监控量测频率，根据实际情况必要蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 14 时调整支护参数。 (3)全隧施工期间开展监控量测，将监控量测作为关键工序列入现场组织，幷对支护体系的稳定性进行判别。 设置变形缝处变形缝两侧设置不少于一组的沉降观测点，记录施工阶段至铺轨前的沉降差异数据。 重点措施 (1)拱顶下沉、收敛量测初始读数宜在 3～ 6h 内完成，其它量测应在每次开挖后 12h 内取得初读数，最迟不得大于 24h，且在下一 循环开挖前必须完成。 初始读数对监控量测数据分析非常重要，必须在规定的时间内对观测点进行初始观测。 (2)拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。 (3)采用无尺量测（全站仪）埋设反射膜片时，锚固反射片的锚杆端头宜切割为 45～ 50 度斜角，以便测量视线尽量与反射片垂直，增加反射信号强度； (4)反射片应不定期清除粉尘，防止粉尘覆盖反射片造成目标不清晰并且影响回光信号的强度； (5)采用全站仪对边测量观测时，每条测线至少应观测 3次读数，取平均值为观测结果，可以有效地提高观测值的精度。 (6)观测过 程中必须认真仔细，确保采集的量测数据真实、可靠。 根据各个量测项目的观测频率，及时采集量测数据，需要增加观测次数的应及时增加观测次数。 隧道开挖过程中遇到“双控”值超限，严蒙西华中铁路隧道施工监控量测实施方案（试行） 15 格按照本方案的预警措施实施预警。 (7)每次施工工序转换前，对前期工程施工影响范围内的风险工程监测数据做出整理并绘图，分析下步工序施工过程中可能会造成的影响。 (8)加强对地表的监测和安全巡视，如发现地表出现细微的裂缝和有明显变形时立即上报项目部以及相关单位，及时采取必要的辅助措施。 量测数据的整理、分析与流程 (1)现场量测所取得的原始数据，应进行数学处理，将各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性，去掉测试错误的数据。 (2)每次量测后应及时进行数据整理，并将监测数据输入计算机，用专门程序进行计算处理，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。