大连某枢纽改造工程隧道监控量测信息化实施细则.doc

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1、中铁二十一局大连铁路枢纽改造工程SN2隧道监控量测实施细则 编制： 复核： 审准： 中铁二十一局集团大连铁路枢纽改造工程SN2标项目经理部二一四年六月目 录一、编制依据及范围11.1编制依据11.2编制范围1二、工程概况12.1 自然特征12.2 地震动参数22.3隧道围岩分级32.4不良地质及特殊岩土3三、监控量测的内容及方法33.1 量测的内容33.2 监控量测系统的测试精度（必测项目）33.3 量测方法4四、数据分析与反馈7五、量测点的埋设方法及量测断面布置95.1 量测点的布设方法95.2洞内测点布设图95.3地表测点布设105.4量测断面间距105.5 量测资料的处理及应用11六、监

2、控量测管理126.1组织机构126.2信息管理与反馈136.3现场监测预警管理标准146.4施工监测信息反馈14一、编制依据及范围1.1编制依据铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知铁建设【2010】120号。铁路隧道施工规范TBJ163-2002；铁路隧道监控量测技术规程TB-10121-2007；铁路隧道工程施工技术手册；铁道第三勘察设计院下发的新建东北东部铁路通道大连铁路枢纽改造工程广宁寺隧道设计文件及施工图本公司所具备的技术管理水平、施工能力及类似工程的施工经验。1.2编制范围二十里堡隧道（DK37+035-D

3、K44+680），广宁寺隧道（起讫里程为DIK49+4740-DIK50+905）,陈家店隧道（DIK51+660-DIK53+160）,郭家岭隧道（DK60+040-DK62+035）。二、工程概况2.1 自然特征二十里堡隧道起讫里程为DK37+035DIK44+680，全长7645m。洞身最大埋深约156m。进口至DK37+474.829段位于直线上，DK37+474.829DK38+117.301段位于左偏曲线上、曲线半径R=2800m，DK38+289.293DK39+196.376段位于右偏曲线上、曲线半径R=4000m，DIK39+554.387DIK40+967.233段位于右偏

4、曲线上、曲线半径R=5000m，DIK43+899.704至出口段位于右偏曲线上、曲线半径R=4000m，其余段落均位于直线上。隧道内全线为上坡，其中DK37+035DIK40+970段坡率为4.9, DIK40+970DIK44+680段坡率为5.1。线路于DK37+865处下钻既有哈大铁路。广宁寺隧道和陈家店隧道位于大连市保税区二十堡街道办事处赵家村初家屯及亮甲店街道办事处陈家店村陈家屯境内，隧道通过低山及剥蚀丘陵区，地貌形态较复杂，沿线所经过之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，部分丘前缓坡及丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体呈北高南低，微向海岸倾斜。广宁寺隧道起讫里程为DIK49+7

5、40-DIK50+905，全长1165m，洞身最大埋深23m，最小埋深约5m。陈家店隧道起讫里程为DIK51+600-DIK53+160，全长1500m，洞身最大埋深30m，最小埋深4m。根据区域地质图及野外地质调查，隧道区无断层通过，金州岩石圈断裂带、金州-登沙河韧性断层带距工程较远，对工程影响小。郭家岭隧位于大连市保税区亮甲店街道办事处泉水村及柳树村境内，为丘陵地貌，小里程进口处地势较平缓，自然边坡511，大里程出口处地势较陡，山体自然边坡2740，起伏较大。工点区多辟为耕地，冲沟发育；隧道通过中低山及剥蚀丘陵区，地貌形态较复杂，沿线所经之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，部分丘前缓坡及

6、丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体呈北高南低，微向海岸倾斜。郭家岭隧道起讫里程DK60+040DK62+035，全长1995m，其中明洞350m，暗洞1645m，隧道拱顶以上最大覆土41m。2.2 地震动参数根据GB1830-2001中国地震动参数图，本区地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度。2.3隧道围岩分级二十里堡隧道的围岩由、围岩组成，广宁寺隧道的围岩由、围岩组成，陈家店隧道的围岩由、围岩组成，郭家岭隧道的围岩由、围岩组成，具体围岩等级如下表：工程名称起止点总长隧道围岩情况起点终点二十里堡隧道DK37+035DIK44+6807645540290019602245广宁寺隧道DK49

7、+740DK50+9051165461703陈家店隧道DK51+660DK53+1601500105407988郭家岭隧道DK60+040DK62+035199522056612092.4不良地质及特殊岩土隧道位于低山丘陵区，地形起伏不大，少数沟谷及人工开掘处岩石稳定性较差，另外由于该区基岩为强风化弱风化片麻岩，当节埋裂隙及其发育时，岩石稳定性也较差，对线路有一定影响。隧道进出口位置岩石稳定性较差，易发生崩塌等不良地质事故。三、监控量测的内容及方法3.1 量测的内容 量测内容项目名称方法及工具布 置量测间隔时间115d16d1个月13个月3个月以后量测项目净空变化徕卡 全站仪级围岩3050m一

8、个断面，级围岩10m一个断面级围岩5m一个断面，每断面 2对测点12次/天1次/1天1次/2313次/月拱顶下沉徕卡 全站仪级围岩3050m一个断面，级围岩10m一个断面级围岩5m一个断面，每断面 2对测点，每断面1个测点12次/天1次/1天1次/2313次/月地表沉降徕卡 全站仪浅埋、洞口，每1020m一个断面，埋设宽度为从隧底至地表斜向45范围内，每25m一个点12次/天1次/2天12次/周13次/月3.2 监控量测系统的测试精度（必测项目）拱顶下沉、净空变化、地表沉降测试精度为0.1mm.3.3 量测方法监控量测流程图隧道围岩开挖后24小时埋设量测点修改支护参数，加强初期支护紧跟衬砌作仰

9、拱按照规定项目，频率进行围岩监控量测量测数据回归分析变形速率是否逐渐下降否是变形速率或总变形达到规定数值后作二次衬砌3.3.1 拱顶下沉和地表下沉在地表稳定处设一固定点做为基点并设定高程，即可进行地表下沉的观测（具体式样见附图）。拱顶下沉使用洞内布置的控制点进行量测，地表及拱顶下沉观测均采用全站仪进行量测，测量时，用蓝牙装置把装有监控量测软件的手机和全站仪进行连接，测量出监控点的坐标，保存在手机中，测量完成后对数据进行复核，复核无误后对数据进行上传至丹大客专监测系统，读数精确到0.1mm。3.3.2净空变化隧道开挖后，围岩向坑道方向的位移是围岩动态的最显著表现，最能反映出围岩的稳定性。因此对周

10、边位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济的量测项目。周边位移用收敛仪量测其中两点之间的相对位移值，来反映围岩的动态。测试方法及注意事项A开挖完成后尽快埋设测点，并测取初读数，要求在24小时内完成。测量方法与拱顶测量方法一致。B测点要尽量靠近开挖断面，要求在2m以内。C整个过程做好记录，并随时检查有无错误。记录内容应包括断面位置、测点编号、初始读数、各次测试读数、当时温度、以及开挖面距量测断面距离等。3.3.3 监控量测频率测量项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表1-2和表1-3确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上应采用

11、较高的频率值，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。表1-2 按距开挖面距离确定的监测频率监控量测断面距开挖面距离(m)监控量测频率(01)B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/23d5B1次/7d表1-3 按位移速度确定的监测频率位移速率（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d3.3.4结束量测的时间考虑到我单位监控量测的实际操作目的和意义，我单位的监控量测的结束时间定为：当围岩达到基本稳定后，以1次/3天的频率量测2周，若发觉无明显变形，便结束该点的量测工作。3.3.5测试断面、测线、测点、测孔的布设测试断面的布

12、置本工程测试断面采用单一测试断面，即把单项测量内容布设在一个测试断面，了解围岩和支护在这个断面的动态变化情况。地表下沉量测与埋深关系很大，其测试断面间距见表1.4表1.4 地表沉降测点纵向间距埋深h与洞室跨度B关系2Bh2.5BBh2BhB断面间距m20501020510周边位移的测线布置隧道设计图纸中给出了参考测线布置，具体测点、测线见附图所示。地表、地中沉降的测点布置，主要应布置在洞室中轴线上方的地表或地中，在主点的横轴上也应布置必要数量的点，另外，在沉降区以外还应设置测点作为参照（点位布置见附图）。 3.3.6仪器设备表仪器名称型号数量（台）备注徕卡全站仪TS022徕卡全站仪1201+1

13、徕卡全站仪TS062 四、数据分析与反馈1施工期间，监测人员在每次监测后，及时进行校对和整理，然后对数据进行上传，同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息，工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值和变化速率，综合判断围岩和支护结构的稳定性，并根据变形的等级管理标准及时反馈施工，应确保监控量测信息传递渠道畅通、反馈及时有效，做出结构安全性、经济性评价，提出合理化建议。位移等级管理等级及如下表围岩级别正常绿色预警二级黄色预警一级红色、4040808050501

14、00100、7575150150注：以上表格中单位均为毫米；预警二级时，加强监测，必要时采取网喷砼等补强措施，预警一级时，暂停施工，增设横、竖支撑进行抢险，后续施工时加强支护，调整施工工法。隧道初期支护极限相对位移（%）围岩级别隧道埋深h(m)50h50h300300h500拱脚水平相对净空变化(%)0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.001.803.00拱顶相对下沉(%)0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.08

15、0.400.300.800.080.160.141.100.81.40注：1.本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。2拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。3初期支护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极限值乘以1.11.2后采用。位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表2.2要求确定。位移控制基准 类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U09

16、0%U0100%U0注：B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。1）位移加速度，如果位移速率呈典型的蠕变曲线特征，即先减速，后等速或明显的加速趋势，则表明围岩正向不稳定方向发展或已出现破坏。2）根据以上判断标准，如果围岩不超过表3.1、3.2两项允许值，即不出现蠕变趋势，则可认为围岩是稳定的，初期支护是成功的。如果位移值超过允许值不多，且初期支护中的喷射砼未出现明显开裂，一般可不予补强。如果位移情况与上述情况相反，则应采取处理措施。3）二次衬砌的施作时间，按新奥法施工原则，当围岩稳定后，即可施做。各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定；已产生的各项位移已达到预计总位移的8090；周边位移速

17、率小于0.10.2/d,或拱顶下沉速率小于0.0070.15/d。监控量测数据取得后，应及时进行校对和整理，同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。五、量测点的埋设方法及量测断面布置5.1 量测点的布设方法混凝土初喷前埋设于隧道岩石，采用钢筋固定于岩石上，钢筋埋入钢筋深度不小于20cm，并锚固牢固。初喷前将钢筋外露部分用PVC管保护或其他材料包裹避免其与初支接触，初支完成后在外露钢筋上做测量标示（焊角钢贴反光片）。外露钢筋尽量刚刚露出处置平面23cm，够做测量标示即可，过长则容易因爆破冲击而被破坏。5.2洞内测点布设图在隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和二条净空水平

18、收敛量测测线。测点布置见下图。测点布设示意图5.3地表测点布设浅埋地段隧道地表下沉量测，断面布置宜与洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面内。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设下沉测点。横断面方向在隧道中心及两侧间距25m施设下沉测点，每断面施设7个测点。监测范围应在隧道开挖影响范围以外。地表下沉量测应在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。地表下沉量测频率应和拱顶下沉和水平净空变化的量测频率相同。5.4量测断面间距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。一般为级围岩地段5m，级围岩地段10m，级围岩地段

19、30m。需要监控加密的地段可根据需要调整间距。为掌握各级围岩位移变化规律，应在各级围岩起始地段增设量测断面。在洞口及浅埋地段可根据现场实际情况适当增加监控量测断面。5.5 量测资料的处理及应用5.5.1 根据现场监控量测数据，绘制水平相对净空变化，拱顶下沉时态曲线，净空水平收敛曲线进行回归分析。5.5.2 观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。一般正常状态必须同时满足以下条件：喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝。位移速度除在最初12天允许有加速外，应迅速减少。5.5.3 位移很快达到稳定，且围岩状况比预计要好时，应适当减弱设计参数。5.5.4 采用复合衬砌地段的监控量测，应在隧道周边变形

20、速率有明显减缓趋势，初期支护表面裂缝不再继续发展，收敛速率7天至少的平均值小于0.15mm/天，累计位移值不超过极限位移值的8090等情况下，选定围岩和喷锚支护基本稳定的最佳时机施作二次衬砌，并根据监控量测信息反馈，及时修正衬砌参数，确报施工和运营安全及经济合理。5.5.5 量测元件埋设情况和量测资料应纳入竣工文件，以备运营中查考或继续观测。5.5.6各项量测作业均应持续到变形基本稳定后7d结束。5.5.7施工参考资料当每天净空变化大于1mm时，可认为围岩处于急剧变形阶段，需加强观测，若位移速率长期不下降则需加强支护； 当净空变化值在0.21.0mm/d时，可认为围岩处于缓慢变形阶段，表示围岩

21、向稳定方向发展；当每天净空变化值小于0.2mm时，可认为围岩处于基本稳定阶段。并规定只有当位移变化速率小于0.2mm/d时，方可进行二衬。六、监控量测管理6.1组织机构成立监测量控管理小组，总工程师担任组长，工程部长担任副组长，测量人员为组员。工作分工及职责组长：常正儒（总工） 负责总体安排和协调副组长：张生成（工管部长） 负责编制监控量测方案。组员：高东彗（测量工程师）负责监控点的布设及量测，付同华（测量员），李亮（测量员），胡运（测量员）负责隧道监控点的量测；韦泽平、郭建、潘官忠、王茂坤、张州负责对测量数据的核对、上传及信息反馈。监控量测组织机构图如下 6.2信息管理与反馈测量人员现场采集

22、完数据后，经测量工程师核对无误后上传至丹大客专监测系统，数据在两小时内上传。数据上传后，立即用手机软件查看是否出现预警，如出现预警，根据管理等级标准和允许变位值，按照下列框图进行信息管理。 当量测信息处于正常（绿色）时，正常施工。 当量测信息处于预警二级时（黄色），应立即书面形式报告项目总工，并提出新的监控措施和施工建议。 当量测信息处于预警一级级时（红色），应立即暂停施工，并书面报告项目总工，由总工上报局指总工，通知设计、监理现场会勘，进行原因分析和制定施工措施。监控量测信息管理框图数据采集加强监测，采取补强措施继续施工二级预警（黄色）一级预警（红色）数据上传否否是是当速率大于15mm/d时

23、，通知建设、设计、监理单位制定施工措施暂停施工，增设横、竖支撑惊醒抢险，加强支护6.3现场监测预警管理标准针对不同的风险源及风险等级，建立不同的风险评估体系，提供预警建议，并开展监控信息的汇总整理、反馈及现场及控制指导等工作。根据预警信息，现场监测成果按黄色、绿色和红色三级安全等级进行管理和控制。具体内容见下表。 三级预警机制判定表安全等级处理措施正常（黄色）正常施工橙色预警加强监测，必要时采取网喷混凝土等措施进行补强红色预警暂停施工，曾设横、竖支撑进行抢险，后续施工应加强支护，调整施工工法。6.4施工监测信息反馈以日报表、周报表的形式进行施工期间的信息反馈工作。施工期间有特殊情况时，将以阶段小结形式进行及时反馈。日报表：在取得监测数据后，及时上传数据，查看信息平台，如数据变化较大，组织人员进行复测，并查看测点的可靠性，观察测点施工附近情况，确认所取得数据的真实性，将所测得数据输入计算机，由相关软件自动计算得出，并生成相应的日报表，日报表上附简短反馈信息，以指导施工。周(月)报表：监测工作历时1个周(月)后，将对本周(月)监测工作进行阶段总结，提出施工中存在的问题，需注意的事项，应采取的对策等。周(月)报表将在日报表的基础上，由相应软件直接输出，包括周(月)报说明、分析图、表、汇总表、测点布置图、工况记录表等。