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1、隧道監控量測專項施工方案1 編制依據根據隧道的圍巖條件、支護類型和參數、施工方法以及所確定的量測目的進行編制。執行規范如下：（1）鐵路隧道監控量測技術規程（TB10121-2007）（2）鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）（3）高速鐵路隧道工程施工技術指南（鐵建設【2010】241號）（4）高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TB10753-2010）（5）新建鐵路成都至蘭州線施工圖安縣隧道設計圖（成蘭施隧-01）（6）新建鐵路成都至蘭州線施工圖柿子園隧道設計圖（成蘭施隧-02）（7）新建鐵路成都至蘭州線參考圖隧道施工工法及輔助措施（成蘭隧參（11）19）2 工程概況安縣隧道位于安2、縣-高川區間，為雙線隧道，單洞合修。進口里程D2K73+335，出口里程D2K76+350，全長3015m。隧道洞身位于半徑為3504.525的右偏曲線上，進出口均位于直線上，線路縱坡為17.8的單面上坡，內軌頂面高程為674.101727.768。隧道進口接路基工程，出口緊鄰睢水河雙線大橋，隧道最大埋深320m。柿子園隧道位于安縣-高川區間，為雙線隧道，高川車站伸入隧道出口端；進口D2K76+696D3K87+350段10654m為單洞合修隧道，其余段為雙洞分修隧道。除進出口均位于直線上外，隧道洞身有2處左偏曲線和2處右偏曲線，線路縱坡為17.8及6的單面上坡。進口里程D2K76+696，左3、線出口里程D2K90+765，右線出口里程YD2K90+758，單雙線分修起點里程D3K87+300=YD3K87+345.59，隧道左線全長14069m，分修段右線全長3412.41m。軌面高程為733.927980.048m。本標段施工里程D2K76+696D3K85+560，共8864m，單洞合修。3 量測目的 （1）為了掌握隧道施工中圍巖和支護的力學動態信息及穩定程度并及時反饋，以指導施工作業，保證施工安全。 （2） 經量測數據的分析處理與必要的計算判斷后，進行預測和反饋，及時修改支護系統設計，以保證施工安全和隧道穩定。4 作業準備4.1 內業技術準備編制監控量測作業指導書后，應在開工4、前組織技術人員認真學習實施性施工組織設計，閱讀施工圖紙，熟悉監控量測規范和技術標準。制定監控量測實施細則。對量測人員進行技術交底，進行上崗前技術培訓，熟悉量測方法和技術。4.2 外業技術準備施工作業層中所涉及的各種外部技術數據收集。配置監控量測所需要的儀器、設備，滿足監控量測人員工作需要。5 技術要求5.1 操作人員要熟練掌握收斂儀、水準儀的使用。5.2 操作人員要熟練對測量數據進行分析，得出結論，及時指導現場施工。 6 施工程序與工藝流程施工程序為：埋設監控量測點進行量測并記錄數據對數據進行分析指導施工 地質超前探測預報拱頂下沉和凈空收斂按設計頻率量測數 據 整 理 和 回 歸 分 析變形曲5、線出現反常采取措施圍巖變形趨于穩定施作二次襯砌開 挖開挖面巖性的判定初期支護支護狀態觀察埋入觀測元件初讀數圖1 監控量測流程圖7 監控量測方案7.1 監控量測布點方法級圍巖開挖完后直接在圍巖巖面打眼，埋設監控量測點；級圍巖無鋼架地段，開挖后在圍巖巖面打眼埋設監控量測點；、級圍巖有鋼架地段，開挖完成后，在巖體中預埋16倒三角鋼筋。7.2 監控量測項目隧道分為普通段落，洞口段、淺埋段，斷層、巖溶發育段，大變形段，根據不同段落的特點，監控量測項目及測點布置方式如下： 普通段落監控量測必測項目為洞內外觀察，拱頂下沉，凈空變化。洞口淺埋段監控量測必測項目為洞內外觀察、拱頂下沉、凈空變化、地表沉降、爆破振6、動（當隧道上方有重要建筑物或地下管線時）。巖溶、斷層發育地段、向斜核部監控量測必測項目為洞內外觀察、拱頂下沉、凈空變化、圍巖壓力、水量、水壓力。大變形段落監控量測必測項目為洞內外觀察、拱頂下沉、凈空變化、圍巖壓力、水量、水壓力、鋼架內力、二次襯砌內力、初期支護與二次襯砌間接觸壓力、隧底隆起、縱向位移、地應力。活動斷裂段落監控量測必測項目為洞內外觀察、拱頂下沉、凈空變化、圍巖壓力、二次襯砌內力、縱向位移、地應力。根據需要，增加一些必要的選測項目，指導施工，如錨桿軸力、孔隙水壓力等。表1 監控量測必測項目表序號監測項目測試方法和儀表測試精度備注1洞內、外觀察現場觀察、地質羅盤，數碼相機/2凈空變化7、隧道凈空變化測定儀（收斂儀）、全站儀0.01mm3拱頂下沉水準測量的方法，水準儀、銦鋼尺1mm4地表下沉水準測量的方法，水準儀、塔尺1mm淺埋段5爆破振動振動傳感器、記錄儀量測。必要時6圍巖壓力壓力盒量測7初期支護與二次襯砌之間的接觸壓力壓力盒量測8水量、水壓力三角堰、流量計、水壓計量測9隧底隆起水準儀、銦鋼尺或全站儀測定10縱向位移多點位移計、全站儀測定11地應力應變計測定12鋼架內力鋼筋計、應變計測定7.3監控量測方法現場監控量測應根據已批準的監控量測實施細則進行測點埋設、日常量測和數據處理，及時反饋信息，并根據地質條件的變化和施工異常情況，及時調整監控量測計劃。7.3.1洞內外觀察 洞內8、觀察包括開挖工作面觀察和已施工段觀察：開挖工作面觀察應在每次開挖后進行，內容包括圍巖巖性、巖質、斷層破碎帶、節理裂隙發育程度和方向、有無松散坍塌、有無剝落掉塊現象、有無滲漏水、工作面穩定狀態、圍巖變形等；觀察后應及時繪制開挖工作面地質素描及數碼成像圖，填寫工作面地質狀態記錄表及圍巖級別判定卡。 對已施工段觀察每天至少一次，應記錄初期支護狀態，包括噴層是否產生裂縫、剝離和剪切破壞、鋼架是否變形及二次襯砌效果等。 洞外觀察重點在洞口段和洞身淺埋段，記錄地表沉陷、開裂、變形、邊坡及仰坡穩定狀態、地表水滲漏情況等，同時還應對地面建（構）筑物進行觀察。 在觀察過程中如發現地質條件惡化，初期支護發生異常現9、象，應及時通知施工負責人采取應急措施，并派專人進行不斷觀測。觀察手段：現場觀察、數碼相機、羅盤儀。7.3.2 拱頂下沉、凈空變化收斂量測拱頂下沉及凈空變化收斂量測布置在同一斷面。表2 必測項目量測斷面間距和每斷面測點數量圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點數量凈空變化拱頂下沉5-10采用臺階法開挖時，每臺階布置一條水平測線，在拱腰和邊墻部位各設一條水平測線。全斷面開挖時，布置一條水平測線。原則上布設在拱頂軸線附近1個，隧道跨度較大時，在拱部增設測點。10-3030-50拱頂下沉量測測點布置在拱頂,使用儀器：精密水平儀，銦鋼塔尺。凈空量測以量測初期支護上各點的相對位移為目的，采用收斂儀通過水平或斜向10、收斂量測，量測隧道凈空相對位移。凈空量測在隧道最大跨處及以上3m處，左右兩側對稱布置4個測點。凈空變化、拱頂下沉量測在每次開挖12h內取得初讀數，最遲不得大于24h，且在下一循環開挖前必須完成。拱頂下沉及水平收斂變形量測點布置圖（見下圖）：圖2 測點布置示意圖7.3.3淺埋地段地表沉降量測洞口段開挖前，在洞頂淺埋地段縱向沿隧道走向埋設混凝土樁及水平基準點，其斷面布置與洞內拱頂下沉、凈空水平收斂斷面布置一致，每個地表下沉量測斷面上測點橫向間距為25m，隧道中線處適當加密。橫向布點埋設砼樁（見下圖），橫斷面點應充分結合實地地形。隧道開挖時及時根據量測數據繪制地表下沉位移時間的關系曲線，繪制地表下沉11、位移值距開挖面距離的關系曲線，地表沉降量測用精密水準儀觀測。圖3 地表沉降橫向測點布置示意圖45H0基準點B45H0基準點B45H0基準點B45H基準點B25m量測范圍 注：H0為隧道埋置深度，B為隧道開挖寬度量測斷面間距：2BH02.5B，間距20-50m， BH02B，間距10-20m， H0B，間距10m。（H0為隧道埋深，隧道B為開挖寬度）量測范圍：不小于H+B，地表有控制性建筑物時，量測范圍適當加寬。量測點間距：2-5m，隧道中線附近測點適當加密。量測儀器：水準尺、銦鋼尺或全站儀。7.3.4爆破振動觀測在結構物或地表布置傳感器，爆破時通過記錄儀監測振動數據。7.3.5圍巖壓力、二次襯12、砌與初期支護之間的接觸壓力采用能經受支撐屈服強度的壓力盒觀測。將壓力盒布置在初期支護與圍巖、二次襯砌與初期支護之間的部位。量測圍巖壓力的主要為壓力盒及頻率計。初期測試頻率和同一斷面的變形量測頻率相同，當量測值變化不大時，可降低量測頻率，直到無變化為止。測試前檢查儀表設備是否完好，如發現故障應及時修理或更換；確認測點是否松動或認為損壞，只有測點狀態良好時方可進行測試工作。 測試中按各項量測操作規程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次；三次讀數相差不大時，取算數平均值作為觀測值，若讀數相差過大則應先檢查儀器儀表安裝是否正確、測點是否松動，當確認無誤后再按隧道施工監控量測要求進行復測。每次測試都要認真13、做好原始數據記錄，并記錄掘進里程、支護施工情況以及環境溫度等，保持原始記錄的準確性。量測數據應在現場進行粗略計算，若發現變位較大時，應及時通知現場施工負責人，以便采取相應的處理措施。測試完畢后檢測儀器、儀表，做好養護、保管工作。7.3.6水量、水壓力觀測用三角堰、流量計、水壓計量測。7.3.7隧底隆起用水準儀、銦鋼尺或全站儀測定。7.3.8縱向位移用多點位移計、全站儀測定。7.3.9地應力用應變計測定。7.3.10鋼架內力用應變計、鋼筋計測定。7.4量測頻率、位移控制基準表3 拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表序號變形速度（mm/d）量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率15（01）B2次/天215（114、2）B1次/天30.51（25）B1次/23天40.20.5/1次/3天50.25B1次/7天說明B表示隧道開挖寬度表 4 位移控制基準序號距開挖面1B（U1B）距開挖面2B（U1B）距開挖面較遠16590U。100U。注B為隧道開挖寬度，U。為極限相對位移值7.5 結束標準根據收斂速度判別。一般地段，收斂速度5mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態，加強初期支護系統；收斂速度0.2mm/d時，圍巖基本達到穩定。淺埋地段和斷層帶，除滿足上述要求外，必要時加強初期支護強度和剛度，嚴格控制過大變形。各量測項目在持續變形基本穩定2周后結束，軟弱圍巖大變形地段位移長時間不能穩定時，延長量測時間。7.6量測數15、據的處理與應用7.6.1圖形繪制根據現場量測數據繪制水平相對凈空變化時態曲線,拱項下沉時態曲線,凈空水平收斂、拱頂下沉收斂、拱頂下沉與距開挖工作面的關系圖等。7.6.2位移變形管理根據量測結果及鐵道隧道監控量測技術規范的規定，可根據下表中變形管理等級措導施工。表5 變形管理等級管理等級距開挖斷面1B距開挖斷面2B施工狀態U U1B/3U U1B2/3U U2B2/3暫停施工，采取特殊措施后方可施工注:U實測位移值; U1B ，U,2B位移控制基準7.6.3 根據位移變化速度判別圍巖穩定凈空變化速度持續大于5.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態，應加強初期支護。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.216、mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達到穩定。在淺埋地段和擠壓性圍巖等情況下，應采用監控量測分析判別。7.6.4 根據位移時態曲線的形態來判別圍巖穩定當圍巖位移速率不斷下降時（du2/d2t0），圍巖趨于穩定狀態；當圍巖位移速率保持不變時（du2/d2t=0），圍巖不穩定，應加強支護；當圍巖位移速率不斷上升時（du2/d2t0），圍巖進入危險狀態，必須立即停止掘進，加強支護。圍巖穩定性判別是一項很復雜的也是非常重要的工作，必須結合具體工程情況采用上述幾種判別準則進行綜合評判。在取得監測數據后，及時由專業監測人員整理分析監測數據。結合圍巖、支護受力及變形情況，進行分析判斷，將實測17、值與允許值進行比較，及時繪制各種變形或應力時間關系曲線，預測變形發展趨向及圍巖和隧道結構的安全狀況，并將結果反饋給設計、監理，從而實現動態設計、動態施工。目前，回歸分析是量測數據數學處理的主要方法，通過對量測數據回歸分析預測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：(1)將量測記錄及時輸入計算機系統，根據記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內各測點的位移u-時間t的關系曲線，見下圖。u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖4 位移u-時間t的關系曲線圖(2)若位移-時間關系曲線如上圖中b所示出現反常，表明圍巖和支護已呈不穩定狀態，加強支護，必要時暫停開挖并進行施工處理。 (3)18、當位移-時間關系曲線如上圖中a所示趨于平緩時，進行數據處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規律。(4)各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩定后，進行二次襯砌的施作。7.7 監控量測與信息反饋程序監控量測與信息反饋程序如圖所示：圖5 監控量測與信息反饋程序圖7.8 監控量測注意事項 為取得開挖后圍巖早期狀態變化數據，各項測點應盡量靠近開挖面布置（不大于2m）,在爆破后24h內或下次爆破前，讀取初次讀數。 水平凈空收斂、拱頂下沉及地表下沉各項測點應盡量集中設在一個斷面，以便量測成果的協調分析、綜合運用。 采用臺階法開挖時，當下半斷面開挖靠近上半量測斷面時，量測頻率應適當增加。8 資19、源配置8.1勞動力組織方式 采用架子隊組織模式。8.2人員配置施工人員應結合試驗段確定的施工方案、機械、人員組合、工期要求進行合理配置。每個作業工點人員配備表負 責 人1人技術主管1人測量工3人8.3設備機具配置主要測量設備配置表編號名稱測試精度主要特點1JSS30A型數顯收斂儀0.01 mm可靠、方便、精度高2DS3200水準儀1mm可靠、方便、穩定350米鋼卷尺1mm可靠、方便、穩定9 監控量測質量及安全保證措施9.1 質量保證措施（1）將監測管理及監測實施計劃納入施工生產計劃中，作為一個重要的施工工序來抓，并保證監測有確定的時間和空間。各施工單位應由工程技術管理中心組成專門監測小組，具體20、負責各項監測工作。（2）制定切實可行的監測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃。（3）施工監測緊密結合施工步驟，監控每一施工步驟對周圍環境、圍巖、支護結構、變形的影響，據此優化施工方案。（4） 積極配合監理、設計單位做好對監測工作的檢查、監督和指導，及時向監理、設計單位報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數據記錄，工程完成后，根據監測資料整理出監測分析總報告納入竣工資料中。（5）量測項目人員要相對固定，保證數據資料的連續性。量測儀器專人使用、專業機構保養、專業機構檢校。量測設備、元器件等在使用前均經過檢校，合格后方可使用。（6）測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養護、21、保管工作，及時進行資料整理及信息反饋。9.2 安全監測預報采用地質超前和工程類比相結合的方法，對各項數據資料進行綜合對比分析，從而對工程的不同位置的穩定性進行分區分類，如分為穩定、基本穩定、暫時穩定、不穩定、危險等。9.3安全監測反饋9.3.1 反饋優化設計根據觀察和監控量測結果，調整修改支護參數，使之符合工程實際。9.3.2 反饋指導施工 在安全預警和安全警戒階段，根據監控量測數據和觀察資料，對施工項目、支護參數及工序進行調整修改。 正常監控階段對施工設計方案進行優化調整，減少支護，提高工效，簡化施工工藝和施工方法，變更簡化支護參數等。 地表及周圍（構）建筑物的安全監控及防護措施反饋，確保地22、表（構）建筑物安全。9.4 安全保證措施（1）監控量測時觀察洞內及掌子面安全狀況，確認安全時，采集數據。（2）安全員陪同監測人員采集數據。目 錄1 編制依據- 1 -2 工程概況- 1 -3 量測目的- 2 -4 作業準備- 2 -5 技術要求- 2 -6 施工程序與工藝流程- 3 -7 監控量測方案- 3 -7.1 監控量測布點方法- 4 -7.2 監控量測項目- 4 -7.3監控量測方法- 5 -洞內外觀察- 6 -7.3.2 拱頂下沉、凈空變化收斂量測- 6 -淺埋地段地表沉降量測- 7 -7.4量測頻率、位移控制基準- 10 -7.5 結束標準- 10 -7.6量測數據的處理與應用- 23、10 -7.7 監控量測與信息反饋程序- 13 -7.8 監控量測注意事項- 13 -8 資源配置- 14 -8.1勞動力組織方式- 14 -8.2人員配置- 14 -8.3設備機具配置- 14 -9 監控量測質量及安全保證措施- 14 -9.1 質量保證措施- 14 -9.2 安全監測預報- 15 -9.3安全監測反饋- 15 -9.4 安全保證措施- 16 -附表A 開挖工作面地質狀況記錄表附表B 隧道凈空變化量測記錄表附表C 隧道凈空變化量測記錄表表A 開挖工作面地質狀況記錄表編號： 隧道開挖工作面里程埋深地層巖性圍巖級別設計飽和極限抗壓強度Rb(MPa)極硬巖硬巖較軟巖軟巖極軟巖取樣編24、號試驗編號實際施工60306015305155開挖工作面上圍巖巖體結構特征層理產狀單層厚度（m）層面特征與隧軸夾角節理裂隙組次產狀間距（m）長度（m）縫寬（mm）充填物與隧軸夾角結構面與隧道軸線關系圖1234斷層產狀破碎帶寬度（m）破碎帶特征與隧軸夾角縱波速度（m/s）側壁圍巖巖體結構特征左側壁右側壁層理產狀單層厚度（m）層面特征層理產狀單層厚度（m）層面特征節理裂隙組次產狀間距（m）長度（m）縫寬（mm）充填物與隧軸夾角節理裂隙組次產狀間距（m）長度（m）縫寬（mm）充填物與隧軸夾角11223344斷層產狀破碎帶寬度（m）破碎帶特征與隧軸夾角斷層產狀破碎帶寬度（m）破碎帶特征與隧軸夾角地下水25、涌水位置涌水量（L/（min.10m）無水滴水線狀股狀含泥砂情況侵蝕類型取水樣編號試驗編號1010-2525-125125續表A穩定性洞周穩定拱部掉塊邊墻掉塊拱部坍塌邊墻坍塌塌方10m塌方10m開挖工作面穩定拱部坍塌開挖工作面擠出開挖后至掉塊或坍塌的時間側壁素描開挖工作面素描工程措施及有關參數左側壁右側壁開挖工作面施工單位： 年 月 日監理工程師： 年 月 日 表B 隧道凈空變化量測記錄表樁號施工方法施工部位埋設日期測線編號量測時間觀測值平均值溫度修正值修正后觀測制相對初次變化值（u）相對上次變化值時間間隔變化速率備注年月日時溫度第一次第二次第三次mmmmmmmmmmmmmmmmdMm/d測讀者： 計算者： 復核者：表c 隧道凈空變化量測記錄表樁號施工方法施工部位埋設日期測線編號量測時間觀測值溫度修正值修正后測點高程相對初次變化值（u）相對上次下沉值時間間隔下降速度備注年月日時第一次第二次第三次平均值mmmmmmmmmmmmmmm/d測讀者： 計算者： 復核者：