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1、鐵路改造工程隧道圍巖監(jiān)控量測施工作業(yè)指導(dǎo)書編 制： 審 核： 批 準(zhǔn)： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準(zhǔn)： 發(fā) 布： 二XX年X月圍巖監(jiān)控量測施工作業(yè)指導(dǎo)書1 、目的現(xiàn)場監(jiān)控量測是隧道施工管理的重要組成部分，它不僅能指導(dǎo)施工，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，確保安全，而且通過現(xiàn)場監(jiān)測獲得圍巖動(dòng)態(tài)的信息（數(shù)據(jù)），為修正和確定初期支護(hù)參數(shù)，混凝土襯砌支護(hù)時(shí)間提供信息依據(jù)，為完善隧道工程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)施工提供可靠的足夠的數(shù)據(jù)。2 、適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于中國路橋改建鐵路xx至xx段擴(kuò)能改造工程xx標(biāo)第六項(xiàng)管段石頭崗隧道量測。3、 量測項(xiàng)目隧道監(jiān)控量測的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求2、綜合選定。量測項(xiàng)目可分為必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目兩大類。選測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其他要求，有選擇地進(jìn)行。監(jiān)控量測工作必須緊跟開挖、支護(hù)作業(yè)。按設(shè)計(jì)要求布設(shè)測點(diǎn)，并根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整或增加量測的內(nèi)容。根據(jù)本線隧道的特點(diǎn)，必測項(xiàng)目包括：洞內(nèi)、外觀察；二次襯砌前凈空變化；拱頂下沉；地表下沉（淺埋隧道必測，H02b時(shí)）；二次襯砌后凈空變化；沉降縫兩側(cè)底板不均勻沉降；洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測。選測項(xiàng)目應(yīng)包括：地表下沉（H02b時(shí)）；隧底隆起。4、 量測方法和要求根據(jù)設(shè)計(jì)文件、結(jié)合客運(yùn)專線施工指南，制定本線隧道圍巖量測方案。拱頂下沉、收斂量測起始讀數(shù)宜在36h內(nèi)完成，其他3、量測應(yīng)在每次開挖后12h內(nèi)取得起始讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點(diǎn)應(yīng)牢固可靠、易于識(shí)別，并注意保護(hù)，嚴(yán)禁爆破損壞。基底處理完畢經(jīng)檢測符合各項(xiàng)指標(biāo)后，在仰拱回填頂面橫斷面上設(shè)3個(gè)測點(diǎn)，縱向每10m設(shè)一排，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測。觀測周期及觀測時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。觀測計(jì)劃及觀測方案應(yīng)征得監(jiān)理批準(zhǔn)，觀測結(jié)果異常時(shí)應(yīng)立即報(bào)設(shè)計(jì)單位拿出處理意見，情況緊急時(shí)，應(yīng)果斷采取措施，確保施工安全。隧道淺埋地段地表下沉的量測宜與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內(nèi)。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測點(diǎn)。測試中按各項(xiàng)量測操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測點(diǎn)一般測讀三次，4、取算術(shù)平均值作為觀測值；每次測試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開挖里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。各項(xiàng)量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后23周后結(jié)束。對于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長量測時(shí)間。具體方法和要求見表1。5 、測點(diǎn)布置洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y斷面布置見圖1。表1 量測項(xiàng)目及要求表測試時(shí)間3個(gè)月以上每次機(jī)械或人工開挖后及初期支護(hù)后。13次/月13次/月13個(gè)月12次/周12次/周15天1個(gè)月1次/2天1次/2天115天12次/天12次/天觀測點(diǎn)布置全長度開挖及初期支護(hù)進(jìn)行中。隧道周邊共設(shè)三條監(jiān)測基線，沿縱向每1030米設(shè)一組，如圖所示，測點(diǎn)布置5、位置盡可能與地面觀測點(diǎn)相一致。拱頂和隧底各設(shè)一測點(diǎn)，沿縱向每1030米設(shè)一組，如圖所示，測點(diǎn)布置位置盡可能與地面觀測點(diǎn)相一致。填充面每30米設(shè)一組。方法、要求及工具巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察和描述、地質(zhì)羅盤。采用隧道周邊位移計(jì)（或全站儀非接觸觀測法）量測。開挖后按圖安設(shè)收斂桿件并進(jìn)行編號，收斂桿件埋入土體深度不小于40cm。各測點(diǎn)設(shè)固定樁，其設(shè)置應(yīng)在開挖或第一次噴射混凝土完成后迅速完成，采用水平儀、水準(zhǔn)尺抄平測量。盡可能和地面相應(yīng)位置點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行。填充面固定樁在填充混凝土完成后設(shè)置。項(xiàng)目名稱地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察洞內(nèi)周邊水平收斂位移量測拱頂下沉及底部上鼓、仰拱填充面高程量測應(yīng)測項(xiàng)目 表1 量測項(xiàng)6、目及要求表 續(xù)前表測試時(shí)間3個(gè)月以上1次/天1次/15天13個(gè)月15天1個(gè)月115天觀測點(diǎn)布置縱向沿隧道中線每1020米左右設(shè)一個(gè)混凝土樁，橫向按圖所示布點(diǎn)安設(shè)混凝土樁。橫斷面位置依據(jù)襯砌類型并結(jié)合實(shí)際地形選擇在橫向地形變化較小和不受仰坡開挖影響的部位。并在洞頂山體變形范圍以外設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，供洞頂測點(diǎn)抄平使用。洞內(nèi)沉降縫每側(cè)布設(shè)四個(gè)以上觀測點(diǎn)，洞口布點(diǎn)視過渡段的情況而定，根據(jù)沉降曲線確定道床施作時(shí)間。方法、要求及工具采用精密水準(zhǔn)儀，混凝土樁及水準(zhǔn)基點(diǎn)要求按“鐵路測量技術(shù)規(guī)則”辦理，樁底應(yīng)埋設(shè)于凍結(jié)線以下3050cm。沉陷抄平應(yīng)按以下幾個(gè)階段進(jìn)行：進(jìn)洞前應(yīng)將所有縱、橫斷面方向樁全部抄平一次。開挖7、至量測斷面20m、 10m 、5m時(shí)、開挖至量測斷面時(shí)、開挖超過量測斷面5m、10m、20m時(shí)、至襯砌前每天測量一次。當(dāng)出現(xiàn)沉陷值突然變大時(shí)，應(yīng)酌情增加量測次數(shù)，進(jìn)行監(jiān)視。襯砌后，應(yīng)根據(jù)沉陷情況繼續(xù)量測一段時(shí)間。三等水準(zhǔn)測量項(xiàng)目名稱洞口及淺埋段、下穿高速公路段、洞頂?shù)乇沓料萘繙y沉降縫兩側(cè)底板不均勻沉降，洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測。應(yīng)測項(xiàng)目洞內(nèi)周邊收斂量測布置見圖2。拱部下沉、底部上拱、填充面下沉量測布置見圖3。根據(jù)開挖方法不同，拱頂下沉和底部上鼓點(diǎn)應(yīng)采用不同的布置方式，圖3中1、2點(diǎn)的布置為采用CD、CRD法施工時(shí)左側(cè)導(dǎo)坑開挖后的測點(diǎn)布置方式，3、4點(diǎn)為右側(cè)分部開挖后的測點(diǎn)布置方式，中部8、點(diǎn)代表中隔壁拆除后的布點(diǎn)方式。采用其它開挖方法時(shí)，測點(diǎn)應(yīng)根據(jù)施工情況進(jìn)行合理布置，并能反映圍巖、支護(hù)穩(wěn)定狀態(tài)，以指導(dǎo)施工。凈空變化，拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等監(jiān)控必測項(xiàng)目，應(yīng)設(shè)置在同一斷面。圖1 洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y斷面布置圖Hb=H地面線n5m24m42m42m24mn5m地面下沉線內(nèi)軌頂面隧道中線最大跨度線起拱線1米右2右1左1左2右3左3圖2-1 洞內(nèi)周邊收斂量測布置圖隧道中線7 、監(jiān)測資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋現(xiàn)場量測所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會(huì)具有一定的離散性，其中包含著測量誤差。因此，應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的目的是：將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比、相互9、印證，以確定量測數(shù)據(jù)的可靠性；探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時(shí)間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測數(shù)據(jù)后，及時(shí)由專業(yè)監(jiān)測人員整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實(shí)測值與允許值進(jìn)行比較，及時(shí)繪制各種變形或應(yīng)力時(shí)間關(guān)系曲線，預(yù)測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工。目前，回歸分析是量測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過對量測數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：(1)將量測記錄及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測點(diǎn)的位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線，見圖4。u(10、mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖4 位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線圖(2)若位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開挖并進(jìn)行施工處理。 (3)當(dāng)位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中a所示趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。(4)各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。8 、監(jiān)控量測管理圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果按以下方法進(jìn)行。按變形管理等級指導(dǎo)施工，見表2。表2 變形管理等級管理等級管理位移施工狀態(tài)U2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實(shí)測位移值；Uo11、為最大允許位移值。根據(jù)位移變化速度判別凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用監(jiān)控量測分析判別。根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來判別當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/d2t0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)（du2/d2t=0），圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)（du2/d2t0），圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停止掘進(jìn)，加強(qiáng)支護(hù)。圍巖穩(wěn)定性判別是一項(xiàng)很復(fù)雜的也是非常重要的工作，必須結(jié)合具體工程情況12、采用上述幾種判別準(zhǔn)則進(jìn)行綜合評判。9、 監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施將監(jiān)測管理及監(jiān)測實(shí)施計(jì)劃納入施工生產(chǎn)計(jì)劃中，作為一個(gè)重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時(shí)間和空間。各施工單位應(yīng)由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負(fù)責(zé)各項(xiàng)監(jiān)測工作。制定切實(shí)可行的監(jiān)測實(shí)施方案和相應(yīng)的測點(diǎn)埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃。施工監(jiān)測緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。積極配合監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位做好對監(jiān)測工作的檢查、監(jiān)督和指導(dǎo)，及時(shí)向監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位報(bào)告情況和問題，并提供有關(guān)切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)記錄，工程完成后，根據(jù)監(jiān)測資料整理出標(biāo)段的監(jiān)測分析總報(bào)告納入竣工資料中。量測項(xiàng)目人員要相對固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。量測儀器專人使用、專業(yè)機(jī)構(gòu)保養(yǎng)、專業(yè)機(jī)構(gòu)檢校。量測設(shè)備、元器件等在使用前均經(jīng)過檢校，合格后方可使用。測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護(hù)、保管工作，及時(shí)進(jìn)行資料整理及信息反饋。