××隧道監(jiān)測(cè)方案

1、×× ××至××段××隧道監(jiān)測(cè)方案××××工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司二零一零年八月×× ××至××××段××隧道監(jiān)測(cè)方案批 準(zhǔn) 年 月 日方案編制 年 月 日檢測(cè)人員 年 月 日××工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司二零一零年八月目 錄1工程概況12監(jiān)控內(nèi)容13監(jiān)測(cè)依據(jù)14人員及儀器設(shè)備25監(jiān)測(cè)頻率36監(jiān)測(cè)方法47數(shù)據(jù)整理分析與反饋88 報(bào)告10上官山隧道監(jiān)測(cè)方案 陜西海嶸工程

2、試驗(yàn)檢測(cè)有限公司1工程概況××隧道(ZK106+227ZK108+398、YK106+065YK108+400)位于××，左線長(zhǎng)度2171米，右線長(zhǎng)度2335米，屬長(zhǎng)隧道。隧址區(qū)屬于低山地貌區(qū)。地形起伏較大，山體上植被稀少。隧道軸線橫穿基巖山脊，隧道洞身表層為黃土覆蓋，進(jìn)出口段基巖裸露，洞身段主要為中三疊系××組砂巖及泥巖。隧道最大埋深約210m。隧道進(jìn)出口及其洞身地層為中三疊統(tǒng)××組砂巖、泥巖組成，在山脊分部第四系風(fēng)積黃土。勘察區(qū)大地構(gòu)造單元屬于中朝準(zhǔn)地臺(tái)鄂爾多斯地塊南緣隆起帶北側(cè)，也稱為渭北隆起帶。隧道區(qū)位于復(fù)

3、式背斜北翼，主要出露三疊系地層，次級(jí)褶皺寬緩，大部分地段地層近于水平，僅在發(fā)育次級(jí)褶皺地段地層發(fā)生傾斜，傾角介于10 o35 o之間。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，地殼運(yùn)動(dòng)相對(duì)比較微弱。根據(jù)中華人民共和國(guó)地震烈度區(qū)劃分圖（2001），本區(qū)地震基本烈度為度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度g=0.05,反應(yīng)譜特征周期s=0.45。隧道區(qū)地下水類型主要為黃土孔隙裂隙水及基巖裂隙水，主要受大氣降水補(bǔ)給，富水較弱。進(jìn)、出口段隧道洞室位于地下水位以上，在一般情況下可按無(wú)水考慮，但在雨季，特別是連續(xù)降水時(shí)段，地表水入滲導(dǎo)致洞室形成滲水，按大氣降水入滲估算該段涌水量；洞身段位于地下水以下，分別按達(dá)西定律和水平廊道集水法計(jì)算該段涌

4、水量。隧道預(yù)測(cè)涌水量左線為1161.05m3/d,右線為1181.84m3/d。2監(jiān)控內(nèi)容根據(jù)招標(biāo)文件、設(shè)計(jì)資料以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)隧道進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、周邊位移、拱頂下沉、地表下沉進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。3監(jiān)測(cè)依據(jù)公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D70-2004；公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 JTG F60-2009；公路隧道施工技術(shù)細(xì)則 JTG/T F60-2009；巖土工程勘察規(guī)范（GB 500212001）；公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ 06498）；施工圖設(shè)計(jì)資料及工程地質(zhì)勘察報(bào)告，合同文本。4人員及儀器設(shè)備人員組成見表1，主要儀器設(shè)備見表2參加人員 表1序號(hào)姓名職稱本項(xiàng)目職務(wù)1高級(jí)工程師項(xiàng)目負(fù)責(zé)人2檢測(cè)工

5、程師技術(shù)負(fù)責(zé)人3檢測(cè)工程師監(jiān)測(cè)組長(zhǎng)4檢測(cè)工程師監(jiān)測(cè)員5檢測(cè)員監(jiān)測(cè)員6檢測(cè)員監(jiān)測(cè)員主要儀器設(shè)備 表2儀器名稱數(shù)量單位規(guī)格型號(hào)儀器編號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目瑞典MALA地質(zhì)雷達(dá)1臺(tái)X3MHRYQ146地質(zhì)超前預(yù)報(bào)RAMAC屏蔽天線1套100MHZHRYQ146-2精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀1臺(tái)DSZ2+FS1HRYQ地表下沉、拱頂下沉因瓦線條式水準(zhǔn)尺(銦鋼尺)1套3MHRYQ數(shù)顯收斂計(jì)1臺(tái)JSS30A型HRYQ周邊位移我單位中標(biāo)后將及時(shí)成立××至××高速公路隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目部，由比較熟悉超前預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測(cè)工作的4-6人組成（見表1）。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，若技術(shù)難

6、度比較大，可適當(dāng)增加人員及儀器設(shè)備。項(xiàng)目部下設(shè)監(jiān)測(cè)小組，人員配備及職責(zé)如下：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：負(fù)責(zé)組織生產(chǎn)、人員設(shè)備調(diào)度，對(duì)外溝通、聯(lián)系。對(duì)本項(xiàng)目質(zhì)量、安全負(fù)全責(zé)。技術(shù)負(fù)責(zé)人：對(duì)項(xiàng)目的技術(shù)及質(zhì)量負(fù)責(zé)，編寫實(shí)施細(xì)則，審定報(bào)告等?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)組：設(shè)組長(zhǎng)1人，組員3人，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)實(shí)施方案、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試、資料的綜合分析，并負(fù)責(zé)提交監(jiān)測(cè)報(bào)告。5監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)資料和公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTG F602009）要求，隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)頻率見表3。 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及頻率 表3監(jiān)測(cè)內(nèi)容方法及儀器測(cè)點(diǎn)布置量測(cè)間隔時(shí)間115d161個(gè)月13個(gè)月大于3個(gè)月地質(zhì)超前預(yù)報(bào)地質(zhì)雷達(dá)法每30m一個(gè)斷面根據(jù)實(shí)際預(yù)報(bào)結(jié)果決定下一測(cè)

7、試斷面位置洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、地質(zhì)羅盤等開挖及初期支護(hù)后進(jìn)行-拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量法，精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺等h<30m時(shí),S=10m h>30m時(shí),S=20m2次/d1次/2d1次/周1次/月周邊位移各種類型收斂計(jì)地表下沉水準(zhǔn)測(cè)量法，精密水準(zhǔn)儀，銦鋼尺等h<15m時(shí),S=5m 15m<h<30m時(shí),S=20m開挖面距量測(cè)斷面前后30m時(shí)，2次/d；開挖面距量測(cè)斷面前后60m時(shí)，1次/2d；開挖面距量測(cè)斷面前后80m時(shí)，1次7d；注：S測(cè)量間距; h隧道埋深。6監(jiān)測(cè)方法6.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)地質(zhì)雷達(dá)法是一種用于確定地下介質(zhì)分布的電磁波法，是一種高分辨率探測(cè)方法。該方法是通過(guò)

8、天線向掘進(jìn)方向發(fā)射高頻電磁波，對(duì)于不同的介質(zhì)（地質(zhì)體），電磁波的傳播特點(diǎn)不一樣，當(dāng)遇到存在電性差異介質(zhì)的界面時(shí)，便發(fā)生反射，并返回為接收天線接收。電磁波在介質(zhì)中的傳播時(shí)間與距離成正比，因此可計(jì)算出界面位置，并可根據(jù)反射波的振幅、頻率特征推測(cè)地質(zhì)體的性質(zhì)。斷層破碎帶、含水帶、軟弱結(jié)構(gòu)面、溶洞等都與周圍巖石存在較大的電性差異，用GPR方法進(jìn)行超前地質(zhì)探測(cè)正是基于這一前提。現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)時(shí)，可在掌子面布設(shè)“井”字型測(cè)網(wǎng)(測(cè)線布置見圖1)。當(dāng)區(qū)域構(gòu)造走向與隧道軸線大致平行時(shí)，應(yīng)在隧道側(cè)壁布置一些測(cè)線。采用連續(xù)觀測(cè)方式，用REFLEXW專用軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在資料處理的基礎(chǔ)上，分析地質(zhì)雷達(dá)圖象，識(shí)別反

9、射信號(hào)，確定電磁波在巖石介質(zhì)中的傳播速度、反射波的到達(dá)時(shí)間，計(jì)算反射界面的位置，通過(guò)分析反射波的振幅、頻率，結(jié)合前期勘察資料推斷地質(zhì)體性質(zhì)。圖1 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)測(cè)線示意圖探地雷達(dá)（GPR）方法是一種高頻電磁波法，其具有頻率高、衰減快的特點(diǎn)，因此探測(cè)距離較短（30米為宜）。但其分辨率高，對(duì)圍巖內(nèi)的軟弱結(jié)構(gòu)面、巖溶、富水帶等地質(zhì)異變情況探測(cè)效果好，且施工方便。6.2周邊位移、拱頂下沉周邊位移、拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等必測(cè)項(xiàng)目設(shè)置在同一斷面，其量測(cè)斷面間距、測(cè)試頻率應(yīng)根據(jù)表3確定。周邊位移、拱頂下沉量測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置見圖2。1.5m測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：采用22鋼筋，長(zhǎng)30cm，端部用8鋼筋焊接一個(gè)三角形

10、，用于掛尺。隧道開挖后布設(shè)拱頂測(cè)點(diǎn)和兩對(duì)水平收斂測(cè)點(diǎn)。布點(diǎn)時(shí)要求將鋼筋垂直錨入隧道頂面或側(cè)壁圍巖中，外露5cm左右。對(duì)測(cè)點(diǎn)要采取保護(hù)措施（如用塑料袋包裹，以防噴漿時(shí)沾上水泥漿而引起量測(cè)誤差）并做上標(biāo)記。圖2 周邊位移、拱頂下沉測(cè)點(diǎn)布置圖在不受到爆破影響的范圍內(nèi)盡快安設(shè)測(cè)點(diǎn)，距開挖面不應(yīng)超過(guò)2m,埋入圍巖深度不應(yīng)小于0.2m，將測(cè)點(diǎn)用水泥砂漿牢固的固定在選定的位置上，測(cè)點(diǎn)應(yīng)牢固、可靠、易于識(shí)別，能真實(shí)地反應(yīng)圍巖、支護(hù)的動(dòng)態(tài)變化信息。測(cè)點(diǎn)牢固后即可測(cè)量，并應(yīng)在每次開挖后12h內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得超過(guò)24h，并且在下一循環(huán)開挖前必須完成。周邊位移測(cè)試方法：1）將收斂計(jì)放在待測(cè)位置進(jìn)行恒溫。2）把S

11、R44W型氧化銀紐扣電池裝入電池盒內(nèi)，然后對(duì)儀器進(jìn)行“對(duì)零”，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)溫度并記錄。3）打開收斂計(jì)鋼尺搖把，拉出尺頭掛鉤放入測(cè)點(diǎn)孔內(nèi)，將收斂計(jì)拉至另一端測(cè)點(diǎn)，并把尺架掛入測(cè)點(diǎn)孔內(nèi)，選擇合適的尺孔，將尺孔銷插入，用尺卡將尺與聯(lián)尺架固定。4）調(diào)節(jié)調(diào)整螺母，仔細(xì)觀察，使塑料窗口上的刻線對(duì)在張力窗口內(nèi)標(biāo)尺上的兩條白線之間（每次應(yīng)一致）。5）記下鋼尺在聯(lián)尺架端時(shí)的基線長(zhǎng)度與數(shù)顯讀數(shù)。每次觀測(cè)至少完成三次讀數(shù)，取其平均值為本次觀測(cè)讀數(shù)值。當(dāng)三次讀數(shù)極差大于0.05mm時(shí)，應(yīng)重新測(cè)試。拱頂下沉測(cè)試方法：對(duì)于淺埋隧道，可由地面鉆孔，使用撓度計(jì)或其他儀表測(cè)定拱頂相對(duì)地面不動(dòng)點(diǎn)的位移值。對(duì)于深埋隧道，可在拱頂布設(shè)固

12、定測(cè)點(diǎn)，將銦鋼尺掛在拱頂測(cè)點(diǎn)上，后視點(diǎn)可設(shè)在穩(wěn)定襯砌上，用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。第一次讀數(shù)后視點(diǎn)讀數(shù)為A1，前視讀數(shù)為B1；第二次后視點(diǎn)讀數(shù)為A2，前視讀數(shù)為B2。6.3地表下沉地表下沉斷面間距、測(cè)試頻率見表3，測(cè)點(diǎn)布置見圖4。5m5m(3-8)×5m(3-8)×5m5×2m45º45º測(cè)點(diǎn)圖4 測(cè)點(diǎn)布置圖基點(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，并且應(yīng)埋設(shè)在視野開闊、通視條件較好的地方；基點(diǎn)數(shù)量根據(jù)需要埋設(shè)，基點(diǎn)要牢固可靠。基點(diǎn)埋設(shè)方法見圖5。圖5 基點(diǎn)埋設(shè)圖(單位:cm)沉降測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長(zhǎng)200300mm，直

13、徑2030mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實(shí)。測(cè)試方法：1）觀測(cè)方法采用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。將三腳架調(diào)至適當(dāng)高度使架頭頂面大致水平。將儀器安放在架頭，擰緊中心螺絲。調(diào)整儀器腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。檢查補(bǔ)償器是否正常工作，如果正常即可進(jìn)行高程測(cè)量，反之重新整平。用粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使目標(biāo)進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)，再使用水平微動(dòng)手輪使目標(biāo)移到視場(chǎng)中心，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦手輪使目標(biāo)成像清晰而且與分劃板沒有視差。在望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)線對(duì)應(yīng)銦鋼尺鏡像刻度處，精確讀取水平狀態(tài)數(shù)據(jù)。2）基點(diǎn)和附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)取得初始高程。觀測(cè)時(shí)各項(xiàng)限差宜嚴(yán)格控制，每測(cè)點(diǎn)讀數(shù)高差不宜超過(guò)0.3mm，對(duì)不在水準(zhǔn)路線上的觀測(cè)點(diǎn)，一個(gè)測(cè)站不宜超過(guò)3個(gè)，超過(guò)時(shí)

14、應(yīng)重讀后視點(diǎn)讀數(shù)，以作核對(duì)。首次觀測(cè)應(yīng)對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)兩次觀測(cè)，兩次高程之差應(yīng)小于±0.5mm，取平均值作為初始值。3）注意事項(xiàng)（1）使用儀器前必須先詳細(xì)閱讀儀器操作說(shuō)明書及注意事項(xiàng)，不得違規(guī)操作。（2）儀器在運(yùn)輸和使用的過(guò)程當(dāng)中，必須輕拿輕放，防潮防震。（3）觀測(cè)時(shí)應(yīng)避免陽(yáng)光直照在儀器上,以免影響觀測(cè)精度。（4）儀器應(yīng)做定期的檢驗(yàn)與維修。7數(shù)據(jù)整理分析與反饋監(jiān)測(cè)信息反饋應(yīng)根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)工程安全性及工程施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)工程對(duì)策與建議。地質(zhì)預(yù)報(bào)信息反饋流程見圖5，監(jiān)控量測(cè)信息反饋流程見圖6。1）對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度，掌握位移

15、變化的規(guī)律。2）數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因，提出對(duì)策和建議，并及時(shí)反饋給有關(guān)單位。3）每次量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析并繪制量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線和距開挖面距離圖；4）應(yīng)繪制地表下沉沿隧道縱向和橫向變化速率曲線。應(yīng)根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，及時(shí)提出調(diào)整和優(yōu)化施工方案和工藝；圍巖變形和速度較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取安全措施，并建議變更設(shè)計(jì)。5）圍巖穩(wěn)定性、二次支護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)所測(cè)得位移量或回歸分析所得最終位移量、位移速度及其變化趨勢(shì)、隧道埋深、開挖斷面大小、圍巖等級(jí)、支護(hù)所受壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等進(jìn)行綜合分析判定。6）最大下沉量的控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)地面結(jié)構(gòu)的類型和質(zhì)量要求而定，大約12cm在彎變點(diǎn)的地標(biāo)傾斜應(yīng)小于結(jié)構(gòu)的

16、要求，一般應(yīng)小于1/300.7）根據(jù)回歸分析如果地表下沉量超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采取措施。8）圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，按下列指標(biāo)判定：（1）實(shí)測(cè)位移值（U）不應(yīng)大于隧道的極限位移（Uo），一般情況下，宜將隧道設(shè)計(jì)得預(yù)留變形量作為極限位移，而設(shè)計(jì)變形量應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果不斷修正。根據(jù)公路隧道施工技術(shù)細(xì)則（JTG/T F602009）位移管理等級(jí)見表4。位移管理等級(jí) 表4管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)U(Uo/3)可正常施工(Uo/3) U(2Uo/3)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U(2Uo/3)應(yīng)采取特殊措施（2）根據(jù)位移變化速度判斷通過(guò)國(guó)內(nèi)下坑、金家?guī)r、軍都山、云臺(tái)山、五指山、圓梁山、等幾十座隧道的位移觀測(cè)表明：

17、變形速度是由大變小的遞增過(guò)程，變形時(shí)程曲線可分為三個(gè)階段：a、變形急劇增長(zhǎng)階段：變形速度大于1.0mm/d時(shí)；b、變形緩慢增長(zhǎng)階段：變形速度1-0.2mm/d時(shí)；c、基本穩(wěn)定階段：變形速度小于0.2mm/d時(shí)。上述變形速率標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)一般隧道凈空變形和拱頂下沉量測(cè)，對(duì)于高地應(yīng)力、巖溶、膨脹性、擠壓性圍巖等，應(yīng)根據(jù)具體情況制定專門標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。（3）根據(jù)位移速度變化趨勢(shì)判斷由于巖體的流變特性，巖體破壞前變形時(shí)程曲線可分為三個(gè)階段a、基本穩(wěn)定區(qū)：主要標(biāo)志為位移速度逐漸下降，即：d2u/dt20,表明圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。b、過(guò)渡區(qū)：位移速率保持不變，即d2u/dt2=0，表明圍巖向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，需發(fā)出警告，加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)。c、破壞區(qū)：位移速率逐漸增大，即d2u/