监控量测方案

现场监控量测施工方案。

一、编制依据。

1、西安至安康增建二线隧道设计文件；

2、现行有关标准；

3、西安至安康增建二线工程动态施工的要求；

4、根据隧道的围岩条件、支护类型和参数、施工方法、隧道埋深以及其它特殊要求所确定的量测目的进行编制。

二、工程概况。

我项目部隧道共6.5座，包括：新寨子沟隧道1238米、马房子河隧道1344米、茨沟1号隧道138米、茨沟2号隧道131米、新三官庙隧道811米、姜家沟隧道335米、新渡船口隧道955米，共长4952米。

其中ⅱ级围岩847m，占隧道总长的17.1%，ⅲ级围岩1057m，占隧道总长的21.3%，ⅳ级围岩2055m，占隧道总长的41.

5%，v级围岩993m，占隧道总长的20.1%。

三、量测目的。

西安至安康增建二线围岩监控量测细则适应隧道工程动态施工的管理要求，是按照新奥法原理进行隧道施工的“眼睛”。通过施工现场的监控量测，来判断围岩的稳定性、支护（衬砌）的可靠性、二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全、施工质量以及工程工期。

四、监控量测内容、方法、仪器。

西安至安康增建二线监控量测按照《铁路隧道监控量测技术规程》（tb10121－2007）、《铁路隧道工程施工技术指南》相关要求和《铁路隧道工程施工质量验收标准》的要求，并结合工程规模、地质条件、隧道埋深、施工方法及其他特殊要求确定现场量测项目。量测项目主要包括洞内观察、水平净空收敛、拱顶下沉量观测、地表下沉，在断层破碎带增加隧底上鼓等量测项目。

必测项目。

1、洞内观察。

洞内观察分为开挖工作面地质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，以便及时掌握围岩的稳定情况，为施工安全提供直观的必要信息。每天安排专人进行观察，观察内容包括：地质描述，开挖工作面的稳定状态、顶板有无坍塌现象；涌水情况、涌水位置、涌水量、水压；是否有底板隆起现象等，并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。

初期支护状况观察。

应每天至少进行一次，主要观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架，观察是否发生锚杆松动、拉断或垫板脱离的现象；喷射砼是否发生裂纹、剥离或剪切破坏现象以及钢架支护工作状态等。观察范围在工作面及初期支护后的地段进行。

2、净空水平收敛量测。

该项目主要是用于围岩稳定性判别及位移分析，贯穿于隧洞施工的全过程，为**和反馈提供参数，为二次衬砌提供依据，是各项量测的重点。量测采用反射片配合全站仪无棱镜测距的方法，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前获取初读数。根据围岩情况每5～50m设一个断面，在围岩变化处（断层地带）要加设断面。

具体量测断面间距和每断面测点数量见表1。

测点埋设必须牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。测点采用φ22钢筋，长20厘米，端部焊接5×5cm钢板，将反射片贴上；观测时要保证反射片清洁，以保证观测精度。

3、拱顶下沉。

拱顶下沉量测应与净空水平收敛量测布置在同一量测断面进行。拱顶下沉量测采用反射片配合全站仪无棱镜测距的方法。其它注意事项同水平净空量测。具体量测断面间距和每断面测点数量见表1。

表1说明：在围岩变化及围岩破碎带加设测量断面。

净空量测测线数见表1-1

以上量测桩点埋设如图1

选测项目。

1、围岩内位移：观测围岩内部位移情况，从而获得围岩内部应力变化信息。量测方法为在断层破碎带地段处。我部配合科研单位进行量测。

其他项目如围岩压力、锚秆内力、支扩及衬砌的应力、钢支撑的应力等项目的量测，我部量测小组为配合人员。

量测仪器及精度（如表2）

五、量测频率、结束标准以及初期支护极度限相对位移。

量测频率。

量测频率根据位移速度和量测断面距开挖面距离而定，按表3和表4规定进行。

表2当按表3和表4选择量测频率出现较大差异时，宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。

按位移速度规定量测频率表表3

按开挖距离规定量测频率表表4

说明：b为隧道开挖宽度。

结束标准。

1、根据位移速度判别：

一般地段：位移变化速度持续》1.0mm／d时，围岩处于急剧变化状态，应加强初期支护系统：位移变化速度<0.2mm／d时，围岩基本达到稳定。

2、根据位移时态曲线的形态判别：

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(du2／d2t>0)，围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

3、断层带：除满足上述要求外，必要时加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。

4、各量测项目在持续变形基本稳定2周后结束，软弱围岩大变形地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间。

初期支护极限相对位移(按单线隧道进行)

如表。单线隧道初期支护极限相对位移表。

1、硬岩取下限、软岩取上限；

2、拱脚水平相对净空变化指两测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比；

3、墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.2一1.3后采用。

六、量测数据统计分析和信息反馈。

施工期间，监测人员在每次监测后根据监测数据绘制拱顶下沉、水平位移等随时间及工作面距离变化的时态曲线，了解其变化趋势，并对初期的时态曲线进行回归分析，**可能出现的最大值和变化速率。根据开挖面的状况，拱顶下沉、水平位移量大小和变化速率，综合判定围岩和支护结构的稳定性，并根据变形管理等级及时反馈于设计和施工。变形管理等级标准表见表6。

变形管理等级标准表6

数据统计和分析。

将量测记录及时记录入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位u-时间t的关系曲线见图2.

图2 位移u-时间t关系曲线图。

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，应加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。

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，从而推算最终位移和掌握位移变化规律。回归分析函数在下列函数中选择：

对数函数：u = a+b/lg（1+t）或u = a×lg（1+t）

指数函数：u = a×e-b/t 或 u= a×（1-e-b/t）

双曲函数：u =t/a+b×t 或 u= a×[1-（1/（1+b×t））2]

式中：a、b—回归常数；t—初读数后的时间（d）；u—位移值（mm）。各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，才能进行二次衬砌的施作。

监控量测与信息反馈程序框图3

七、量测管理。

成立监控量测小组。

在各隧道施工现场组织3人成立量测小组，受项目总工领导，组长负责测点埋设、日常量测和数据处理工作，并及时进行信息反馈。量测小组成员由熟悉量测工作的专业人员组成，严格按量测计划的内容及有关规范要求进行，测得的数据要及时计算并报告量测结果，以便实现信息管理，及时指导施工。量测记录要正规，资料要齐全，计算要准确，并为竣工文件积累资料。

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