隧道圍巖量測實(shí)施方案

1、 中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司民治電站項(xiàng)目部3#洞上游圍巖量測實(shí)施方案批 準(zhǔn)：審 核：編 寫：二一四年五月五日目 錄1工程概況11.1工程概述11.2工程地質(zhì)12事件描述13編制依據(jù)及范圍23.1編制依據(jù)23.2編制范圍24監(jiān)控量測項(xiàng)目及方法24.1監(jiān)控量測時(shí)間安排24.2監(jiān)控量測施工工藝24.3監(jiān)控量測方法34.4監(jiān)控量測頻率44.5監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)55監(jiān)控量測人員與設(shè)備55.1監(jiān)控量測人員55.2監(jiān)控量測設(shè)備56監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用66.1數(shù)據(jù)分析主要內(nèi)容66.2數(shù)據(jù)分析主要方法66.3數(shù)據(jù)處理分析要求66.4變形管理等級(jí)67質(zhì)量保證措施78安全保證措施89工程計(jì)量91工程概況1.1工

2、程概述民治水電站位于四川省雅安地區(qū)寶興縣境內(nèi)東河上，為寶興河梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)。壩址位于寶興縣蜂桶寨鄉(xiāng)上游約7km石門坎附近，廠址位于寶興縣蜂桶寨鄉(xiāng)下游約1km的鄧池溝附近，與寶興縣城相距約23km。工程區(qū)有寶興小金省道公路通過，對(duì)外交通方便。電站為引水式，其開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，無灌溉、防洪、漂木等綜合利用要求。電站共裝機(jī)3臺(tái)，單機(jī)容量35MW，總裝機(jī)容量為105MW。本工程為民治水電站引水隧洞工程MZ/CII標(biāo)，施工范圍為隧2+000.00隧7+000.00，設(shè)2個(gè)施工支洞，分別為2#、3#施工支洞，2#支洞承擔(dān)引水隧洞隧2+000.00m隧5+150.00m段所有施工任務(wù)，3#支洞承擔(dān)引水隧

3、洞隧5+150.00m隧7+000.00m段所有施工任務(wù)。隧道開挖斷面為馬蹄形，V類圍巖開挖后凈高7m，底寬5.01m，最寬處寬度6.9m。1.2工程地質(zhì)3#主洞上游圍巖巖性為千枚巖，圍巖屬于軟巖類，呈極薄層狀或粉狀。受斷層破碎帶及結(jié)構(gòu)面不利組合影響，存在塌方、掉塊、楔形失穩(wěn)等問題，穩(wěn)定性極差，屬類圍巖。2事件描述3#主洞上游進(jìn)入V類圍巖段開挖施工以來，分別在隧5+995、隧5+977、隧5+967、隧5+954.7、隧5+933.5段發(fā)生較大地質(zhì)塌方事故，造成本工程安全、質(zhì)量、工期、經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重影響。2014年4月24日，3#洞上游隧5+9455+740段，多處邊墻出現(xiàn)變形，混凝土出現(xiàn)不同程

4、度的裂縫，業(yè)主、監(jiān)理工程師要求我部對(duì)該段進(jìn)行處理，我部采取增加錨桿和復(fù)噴混凝土的方式，對(duì)局部段進(jìn)行了加固處理；5月3日，我部在進(jìn)行隧道安全檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)多段鋼支撐拱部拱頂位置出現(xiàn)擠壓、揉皺變形，變形后，拱架多呈現(xiàn)出倒“”型，5月4日，將該情況匯報(bào)至監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主。3編制依據(jù)及范圍3.1編制依據(jù)1）水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范DL/T 5184-20032）錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB50086-20013）鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程 TB 10121 一20074）民治水電站引水隧洞MZ/CII標(biāo)工程施工圖5）業(yè)主、監(jiān)理工程師相關(guān)要求6）本標(biāo)段施工組織設(shè)計(jì)7）類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)3.2編制范圍適

5、用于3#主洞上游類圍巖洞段圍巖監(jiān)控量測的實(shí)施。4監(jiān)控量測項(xiàng)目及方法4.1監(jiān)控量測時(shí)間安排圍巖監(jiān)控量測工作必須確保掌子面正常施工的同時(shí)，選擇空氣條件好、施工運(yùn)輸車輛少的工序時(shí)段下進(jìn)行，擬計(jì)劃每個(gè)循環(huán)的開挖和鋼支撐制安時(shí)段進(jìn)行該項(xiàng)工作。4.2監(jiān)控量測施工工藝詳見工藝流程圖4.3監(jiān)控量測方法變形監(jiān)控量測拱頂沉降和邊墻收斂采用全站儀進(jìn)行測量，測點(diǎn)采用膜片式回復(fù)反射器作為測點(diǎn)靶標(biāo)，靶標(biāo)附在預(yù)埋件上，量測方法包括自由設(shè)站和固定設(shè)站兩種。拱頂沉降測點(diǎn)和邊墻收斂測點(diǎn)應(yīng)布置在同一里程斷面上。監(jiān)控量測斷面為每5m一個(gè)，當(dāng)發(fā)生涌水時(shí)，還需適當(dāng)加密。各斷面的測點(diǎn)應(yīng)布置在相同部位，測點(diǎn)應(yīng)盡量對(duì)稱布置，以便數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證

6、。 監(jiān)控量測施工工藝流程圖否監(jiān) 控 量 測施工是否完成是是分析、研究地質(zhì)勘測資料制定監(jiān)控量測實(shí)施方案施 工開挖工作面狀態(tài)評(píng)價(jià)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理修改支護(hù)參數(shù)結(jié) 束束否穩(wěn)定性判斷監(jiān)控量測點(diǎn)布置示意圖測點(diǎn)采用沖擊鉆打孔，填塞錨固劑后插入預(yù)埋件，預(yù)埋件上粘貼反射器。4.4監(jiān)控量測頻率拱頂下沉量測與水平收斂相對(duì)變化采用相同的量測頻率，各項(xiàng)量測項(xiàng)目的量測頻率應(yīng)根據(jù)測點(diǎn)距開挖面距離及位移速度分別按下表確定，一般按距開挖面距離確定監(jiān)測頻率；當(dāng)圍巖較差，不穩(wěn)定時(shí)，按監(jiān)測點(diǎn)位移速率確定監(jiān)測頻率。按距開挖面距離確定的監(jiān)控量測頻率量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23

7、d5b 1次/7d注：b隧道開挖寬度。按位移速率確定的監(jiān)控量測頻率位移速率（mm/d）量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d4.5監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)1）周邊允許相對(duì)位移值（%）周邊允許相對(duì)位移值（%）允許相對(duì)位移值圍巖級(jí)別埋深h（m）h5050<h300300 <h0.200.500.402.001.803.00注：本隧道上游為軟巖，位移值可取表中較大值。表列數(shù)值可在施工中通過實(shí)測資料積累作適當(dāng)修正。 拱腳水平相對(duì)凈空變化指兩側(cè)拱腳測點(diǎn)間凈空水平變化值與其開挖寬度之比；拱頂相對(duì)下沉指拱頂下沉值與原拱頂至隧底高度減去隧道下沉值之比。2）

8、測點(diǎn)距開挖面距離的控制基準(zhǔn)位移控制基準(zhǔn)類 別距開挖面1b（U1b）距開挖面2b（U2b）距開挖面較遠(yuǎn)允許值65%U090%U0100%U0注:b為隧道開挖寬度，U。為極限相對(duì)位移值。5監(jiān)控量測人員與設(shè)備5.1監(jiān)控量測人員為了確保圍巖監(jiān)控量測工作系統(tǒng)開展，且獨(dú)立不受干擾，成立由總工程師直接領(lǐng)導(dǎo)的圍巖監(jiān)控量測小組，組員由兩名測量工程師組成，負(fù)責(zé)量測工作的內(nèi)外業(yè)全部工作。5.2監(jiān)控量測設(shè)備為滿足本項(xiàng)目隧道工程監(jiān)控量測需要，保證測量精度，擬投入一臺(tái)拓普康ES101全站儀，其主要參數(shù)如下表。拓普康ES101全站儀技術(shù)指標(biāo)1放大倍率/分辨率30×2.52最小顯示0.5/13測角精度14激光輸出等

9、級(jí)五棱鏡：3R級(jí)，棱鏡/反射片1級(jí)6監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用6.1數(shù)據(jù)分析主要內(nèi)容監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析主要內(nèi)容包括：根據(jù)量測值繪制時(shí)態(tài)曲線；選擇回歸曲線，預(yù)測最終值，并與控制基準(zhǔn)進(jìn)行比較；對(duì)支護(hù)及圍巖狀態(tài)、工法、工序進(jìn)行評(píng)價(jià)；及時(shí)反饋評(píng)價(jià)結(jié)論，并提出相應(yīng)工程對(duì)策建議。6.2數(shù)據(jù)分析主要方法監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析處理主要采用回歸分析法，擬采用專用軟件分析。6.3數(shù)據(jù)處理分析要求1）施工時(shí)應(yīng)按時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控測量，在對(duì)量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理與必要的計(jì)算后，給出曲線，根據(jù)所繪曲線的變化情況與趨勢，判定圍巖的穩(wěn)定性，及時(shí)預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，確定施工時(shí)應(yīng)采取的措施，為修正和確定隧道初期支護(hù)參數(shù)、二次襯砌施工時(shí)間提供參考依據(jù)

10、。2）對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線進(jìn)行回歸分析，預(yù)測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度，建立最大日變形量和累計(jì)變形量的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制。3）當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)分析原因，擬定支護(hù)加固措施，并當(dāng)天報(bào)告建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位，以便及時(shí)制定針對(duì)施工方案。4）當(dāng)隧道噴射混凝土出現(xiàn)大量的明顯裂縫或隧道支護(hù)表面任何實(shí)測收斂值已達(dá)到極限相對(duì)位移值的70%，且收斂速度無明顯下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)根據(jù)實(shí)測值由回歸方程推算最終的位移值，若最終位移值接近或超過允許相對(duì)位移值時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)初期支護(hù)的措施，并改變施工方法。6.4變形管理等級(jí)監(jiān)控量測實(shí)施三級(jí)管理，三級(jí)管理可通過極限位移值、位移速度、位移速度變化率綜合考慮，一旦達(dá)到級(jí)管理狀態(tài)，應(yīng)立即

11、停止掌子面掘進(jìn)，及時(shí)分析原因，采取處理措施，確保施工安全。1）通過極限位移值管理主要根據(jù)測點(diǎn)的累計(jì)位移值U、測點(diǎn)距開挖面的距離來判定，如下表所示。表6-1 位移管理等級(jí)等級(jí)管理距開挖面1b距開挖面2b采取措施UU1b/3UU2b/3可減少監(jiān)測頻率，繼續(xù)施工U1b/3U2U1b/3U2b/3U2U2b/3加強(qiáng)監(jiān)測頻率，加強(qiáng)支護(hù)措施U2U1b/3U2U2b/3加強(qiáng)監(jiān)測頻率，暫停掘進(jìn)施工注：U為實(shí)測位移值2）通過位移速度管理級(jí)：凈空變化速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定?？烧Ｊ┕ぁ＜?jí)：凈空變化速度在0.2mm/d1.0mm/d之間，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測頻率。加強(qiáng)支

12、護(hù)措施。級(jí)：凈空變速度持續(xù)大于1.0mm/d（或位移累計(jì)達(dá)到100mm）時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)。應(yīng)立即停止掘進(jìn)施工，分析原因，采取處理措施。3）通過位移速度變化率來管理級(jí)：當(dāng)圍巖位移速速度不斷下降時(shí)（du2/d2t0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；級(jí)：當(dāng)圍巖位移速度保持不變時(shí)（du2/d2t0），圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；級(jí)：當(dāng)圍巖位移速度不斷上升時(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)。7質(zhì)量保證措施1）成立監(jiān)控量測質(zhì)量管理小組，在施工過程中將監(jiān)控量測納入正常施工工序組織管理。2）量測儀器設(shè)備在使用前和使用過程中必須進(jìn)行定期的檢查、校對(duì)和率定。3）初讀數(shù)應(yīng)在開挖支護(hù)后12h

13、內(nèi)讀取，最遲不得超過24h，而且在下一循環(huán)開挖前，應(yīng)完成初期變形值的讀數(shù)。4）測點(diǎn)第一次應(yīng)安設(shè)在距離開挖掌子面0.52m范圍內(nèi)，且不大于一個(gè)循環(huán)進(jìn)尺，并細(xì)心保護(hù)，不受下一循環(huán)爆破的破壞。5）測點(diǎn)應(yīng)在噴砼后打孔預(yù)埋，測點(diǎn)布置時(shí)應(yīng)避開鋼架和脫空回填處，并保證測點(diǎn)打入圍巖，不得將測點(diǎn)焊接在鋼架上。6）監(jiān)控量測數(shù)據(jù)必須按照規(guī)定的頻率連續(xù)、不間斷采集。為提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少誤差，監(jiān)測務(wù)必做到四固定：固定觀測與錄入人員、固定監(jiān)測儀器、固定測量方式與線路、固定測量水準(zhǔn)基點(diǎn)和工作基點(diǎn)，使監(jiān)測工作在基本相同的情況下完成。7）監(jiān)控量測時(shí)與錄入人員應(yīng)有高度的責(zé)任感，實(shí)事求是開展工作，嚴(yán)禁弄虛作假，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。 8）對(duì)監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)要按“四及時(shí)”的原則進(jìn)行分析和處理，即 “觀測數(shù)據(jù)及時(shí)錄入、監(jiān)測及時(shí)預(yù)分析、對(duì)異常數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)查找原因、對(duì)異常監(jiān)測點(diǎn)及時(shí)復(fù)測”。8安全保證措施1）監(jiān)控量測人員必須經(jīng)過隧道施工安全教育培訓(xùn)，掌握安全操作技術(shù)和安全生產(chǎn)基本知識(shí)。進(jìn)洞前必須正確佩戴安全帽等勞動(dòng)保護(hù)用品。2）監(jiān)控量測實(shí)施時(shí)配備安全員，在量測過程中設(shè)有安全崗，協(xié)調(diào)指揮洞內(nèi)車輛運(yùn)輸交通。3