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1编制目的
隧道现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分,通过施工中对围岩和支护动态的监测,不仅能指导施工,预报险情,确保施工安全,而且通过现场监测获得围岩动态信息(数据),为修正和确定初期支护参数,混凝土衬砌支护时间提供信息依据,为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。
据铁道部“铁建设【2023】120号文件要求:
隧道监控量测应按现行《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)的规定建立等级管理、信息反馈和报告制度
隧道监控量测应作为关键工序纳入现场施工组织。监控量测必须设专人培训后上岗,对周边建筑物可能产生严重影响的城市道路,应实施第三方检测。
隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距:Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。
隧道浅埋、下穿建筑物地段,地表必须设置监测网点并实施监测。
当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达到100mm时,应暂停掘进,并及时分析原因,采取处理措施。
2编制依据
(1)施工设计图纸。
(2)测量设计及施工规范。
(3)铁路隧道施工技术规范
(4)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)
(5)铁建设【2023】120号
3适用范围
**隧道、**隧道、**隧道、**隧道、**隧道、**隧道、**隧道、**隧道围岩监控量测。
4量测项目
结合本项目隧道工程特点,确定开展监控量测的项目见下表:监控量测必测项目。
监控量测必测项目
序号
监控量测项目
量测仪器
备注
1
洞内、外观察
现场观察、数码成像
2
拱顶下沉
水准仪、全站仪
3
净空变化
全站仪
4
地表沉降
水准仪、全站仪
隧道浅埋段
5量测方法及频率
①、洞内、外观察:全长度开挖过程中及初期支护进行中。
A、洞内观察
开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是在软弱围岩条件下,开挖后应立即进行地质调查,并绘制出地质素描图。若遇特殊不稳定情况时,应派专人进行不间断的观测。
(1)、对开挖后没有支护的围岩的观测
a、节理裂隙发育程度及其方向。
b、开挖后工作面的稳定状态,顶板有无坍塌现象。
c、渗水情况:有无渗水及涌水的位置等。
(2)、对开挖后已支护地段围岩动态的观测:
a、是否发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象。
b、喷混凝土是否发生裂隙和剥离或剪切破坏。
c、钢拱架有无被压变形情况。
d、锚杆注浆和喷混凝土,施工质量是否符合规定的要求。
B、洞外观察
对开挖前后地表面是否下沉及出现裂缝。
②、周边水平收敛位移量测:量测点沿隧道周边左右对称布置。测断面根据围岩情况和规范要求布设,断面间距Ⅱ级为50m,Ⅲ级为30m,Ⅳ级为10m,Ⅴ级为5m。
预埋采用ф22钢筋,将钢板焊接在ф22钢筋尾端,然后在钢板上贴反光片。按照围岩级别以相应的间距埋设预埋环,打30cm深风钻孔,用水泥将直杆部分埋入围岩中。拱顶点应布置在隧道中线上。拱顶点、水平收敛点布设在同一里程断面上。
全断面开挖:
水平收敛点高度布设在轨顶标高处。示意图如下:
图1测点布置示意图
台阶法开挖
水平收敛点高度布设在上半断面拱脚标高上1m处,下半段面设置内轨顶面标高处,示意图如下:
图2测点布置示意图量
三台阶法开挖时:
各项位移的测点在分部开挖后立即布置,分部开挖完后,按全断面布置测点:示意图如下:
图3测点布置示意图量
③、拱顶下沉:断面间距Ⅱ级为50m,Ⅲ级为30m,Ⅳ级为10m,Ⅴ级为5m,测点布置尽可能与地面观测点相一致。点位布置见图1、图2、图3。
④、洞口和浅埋段洞顶地表沉陷测量:一般条件下,地表沉降点纵向间距为:
隧道埋深与开挖宽度
纵向测点间距(m)
2B<H<
20~50
B<H≤2B
10~20
H≤B
5~10
注:H为隧道埋深,B为隧道开挖宽度。
地表沉降点横向间距为2~5m。在隧道中线附近应适当加密,隧道中线两侧量测范围不应小于H+B。点位布置见图4:洞顶地表下沉量测断面布置图。并在洞顶山体变形范围以外设二个水准点,方便洞顶地表测量下沉量使用。
图4:洞顶地表下沉量测断面布置图
工程结束
判别
施工图设计
监控量测
Y
施工
理论与数值分析
N
监控量测结果
修改设计
监控量测工作流程
1)、净空变化量测测点布置和初读数的读取应符合下列规定。
量测频率
位移速度
距开挖面距离
位移速度(mm/d)
量测频率
量测断面距开挖面距离(m)
量测频率
≥5
2次/d
(0~1)B
2次/d
1~5
1次/d
(1~2)B
1次/d
~1
1次/2~3d
(2~5)B
1次/2~3d
~
1次/3d
>5B
1次/7d
<
1次/7d
注:1、B—隧道开挖跨度。
2)、当按照“位移速度”和“量测断面距开挖面距离”选择量测频率出现较大差异时,宜取量测频率较高的实施。
6量测数据整理、分析
现场量测数据及时整理,绘制量测数据与时间的关系曲线及量测数据与开挖面距离的关系曲线,并应进行数据处理或回归分析。
、分析及反馈:
依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉的量测数值,以位移~时间曲线为基础,根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护的稳定性。见下图位移u-时间t的关系曲线图
u(mm)
u(mm)
t(d)
t(d)
正常曲线
反常曲线
a
b
位移u-时间t的关系曲线图
当位移急骤增加,每天的相对净空变化超过5mm时,重点加强观测,并密切注意支护结构的变化,此时围岩处于急剧变形状态,—4cm,(计算方法为:%—%),否则应加强初期支护系统;
当位移~时间曲线出现反弯点时,同时支护开裂或掉块,此时尽快采取补强措施以防坍方;
当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预计总位移量的80~90%,,,可认为围岩基本稳定,可施作二次衬砌;
综合以上综合分析、评价及时修正设计,调整支护参数,对施工及时提供建议和措施。
由项目部组成监测小组,由熟悉量测工作的技术人员3~5人组成,小组负责编制监测方案、监测项目实施及监测技术资料的整理上报工作,负责保护各阶段使用的监测标志及仪器。根据工程进度及时量测、计算、绘图、分析量测结果。
监测工作本着准确、及时的原则实施。将监测数据、时间变形曲线、对结果的评估,在24h内报送监理工程师及业主现场代表审阅。当监测数据达到或超过预警值时,立即采取措施,以保证隧道施工安全。
监测小组配齐设备、工具及埋入件,以便独立完成有关工作。
监理工程师在任何时候对任何仪器单独读数时,施工单位、监测小组随时给予协助。
量测记录、计算结果、量测曲线图、效果分析、反馈记录、监理批示等均列入竣工文件。
变形量测管理等级见下表:变形管理等级。
变形管理等级
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U<Uo/3
可正常施工
Ⅱ
Uo/3≤U≤2Uo/3
应加强支护
Ⅰ
U>2Uo/3
停工,采取特殊措施后方可施工
注:U为实测位移值;Uo为最大允许位移值。
监测工作本着准确、及时的原则实施。在24h内对监测数据、时间变形曲线、对测降结果的进行评估,保证隧道施工安全。
7量测中的注意事项
⑴根据地质条件、量测目的、施工进程,由技术主管编制量测计划,组织专门检测队伍,由具体工程技术人员负责实施。
⑵量测点埋设宜尽量靠近开挖工作面,要求不超过2米,并保证开挖24小时内及下一次开挖之前测量初读数。
⑶准确及时做好各项测量原始记录、资料整理,及时向设计单位提供有关数据。
⑷采取措施保护好在施工中的各项量测元件、工具及仪器。
⑸在现场进行粗略计算,若发现变形较大时,应及时通知现场负责人。
⑹与监理人员紧密配合,协调一致,及时研究和解决实施过程中出现的问题,确保施工安全。
8质量控制及检验
⑴将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组,具体负责各项监测工作。
⑵制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。
⑶施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
⑷积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导,及时向监理、设计单位报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录,工程完成后,根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
⑸量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。
⑹测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作,及时进行资料整理及信息反馈。
9安全要求
(1)监控量测人员要经过培训才能上岗,严禁无证上岗。
(2)监控量测数据要及时整理,分析,并将信息最快反馈到相关各方,出现危险情况,及时同时施工方,撤出人员和设备,确保设备和人员安全。