圍巖監(jiān)控量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

1、圍巖監(jiān)控量測(cè)施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)1.適用范圍適用于鐵路、公路、市政隧道正洞及其輔助坑道的隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)。2.技術(shù)要求隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定。量測(cè)項(xiàng)目可分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)纱箢悺＿x測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開(kāi)挖方法及其他要求，有選擇地進(jìn)行。監(jiān)控量測(cè)工作必須緊跟開(kāi)挖、支護(hù)作業(yè)。按設(shè)計(jì)要求布設(shè)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整或增加量測(cè)的內(nèi)容。必測(cè)項(xiàng)目一般包括：洞內(nèi)、外觀察；二次襯砌前凈空變化；拱頂下沉；地表下沉（淺埋隧道必測(cè)，H02b時(shí)）；二次襯砌后凈空變化；沉降縫兩側(cè)底板不均勻沉降；洞口段與路基過(guò)渡段不均勻沉降觀測(cè)。選測(cè)項(xiàng)目根據(jù)具體情況而定：地表下

2、沉（H02b時(shí)）；隧底隆起等。3.施工流程根據(jù)工程的具體情況，成立專業(yè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)導(dǎo)小組，由項(xiàng)目總工程師、監(jiān)測(cè)負(fù)責(zé)人和監(jiān)測(cè)小組組成，從組織上保證監(jiān)測(cè)的順利進(jìn)行，使施工完全進(jìn)入信息化控制中。工程監(jiān)控量測(cè)作為施工組織的核心內(nèi)容之一被置于一個(gè)動(dòng)態(tài)的管理體系之中，具體包括了預(yù)測(cè)、監(jiān)控和反饋。監(jiān)控量測(cè)施工流程圖4.施工要求4.1量測(cè)方法和要求根據(jù)設(shè)計(jì)文件、結(jié)合客運(yùn)專線施工指南，制定本線隧道圍巖量測(cè)方案。拱頂下沉、收斂量測(cè)起始讀數(shù)宜在36h內(nèi)完成，其他量測(cè)應(yīng)在每次開(kāi)挖后12h內(nèi)取得起始讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開(kāi)挖前必須完成。測(cè)點(diǎn)應(yīng)牢固可靠、易于識(shí)別，并注意保護(hù)，嚴(yán)禁爆破損壞。基底處理完畢經(jīng)檢測(cè)符合

3、各項(xiàng)指標(biāo)后，在仰拱回填頂面橫斷面上設(shè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)，縱向每10m設(shè)一排，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降觀測(cè)。觀測(cè)周期及觀測(cè)時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。觀測(cè)計(jì)劃及觀測(cè)方案應(yīng)征得監(jiān)理批準(zhǔn)，觀測(cè)結(jié)果異常時(shí)應(yīng)立即報(bào)設(shè)計(jì)單位拿出處理意見(jiàn)，情況緊急時(shí)，應(yīng)果斷采取措施，確保施工安全。隧道淺埋地段地表下沉的量測(cè)宜與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測(cè)在同一橫斷面內(nèi)。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)試中按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測(cè)點(diǎn)一般測(cè)讀三次，取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值；每次測(cè)試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開(kāi)挖里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2

4、3周后結(jié)束。對(duì)于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長(zhǎng)期沒(méi)有減緩趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間。具體方法和要求見(jiàn)表1。4.2測(cè)點(diǎn)布置洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y(cè)斷面布置見(jiàn)圖1。洞內(nèi)周邊收斂量測(cè)布置見(jiàn)圖2。拱部下沉、底部上拱、填充面下沉量測(cè)布置見(jiàn)圖3。根據(jù)開(kāi)挖方法不同，拱頂下沉和底部上鼓點(diǎn)應(yīng)采用不同的布置方式，圖3中1、2點(diǎn)的布置為采用CD、CRD法施工時(shí)左側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖后的測(cè)點(diǎn)布置方式，3、4點(diǎn)為右側(cè)分部開(kāi)挖后的測(cè)點(diǎn)布置方式，中部點(diǎn)代表中隔壁拆除后的布點(diǎn)方式。采用其它開(kāi)挖方法時(shí)，測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)施工情況進(jìn)行合理布置，并能反映圍巖、支護(hù)穩(wěn)定狀態(tài)，以指導(dǎo)施工。凈空變化，拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段）等監(jiān)控必測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)設(shè)置在同一斷面。表

5、1 量測(cè)項(xiàng)目及要求表測(cè)試時(shí)間3個(gè)月以上每次機(jī)械或人工開(kāi)挖后及初期支護(hù)后。13次/月13次/月13個(gè)月12次/周12次/周15天1個(gè)月1次/2天1次/2天115天12次/天12次/天觀測(cè)點(diǎn)布置全長(zhǎng)度開(kāi)挖及初期支護(hù)進(jìn)行中。隧道周邊共設(shè)三條監(jiān)測(cè)基線，沿縱向每1030米設(shè)一組，如圖所示，測(cè)點(diǎn)布置位置盡可能與地面觀測(cè)點(diǎn)相一致。拱頂和隧底各設(shè)一測(cè)點(diǎn)，沿縱向每1030米設(shè)一組，如圖所示，測(cè)點(diǎn)布置位置盡可能與地面觀測(cè)點(diǎn)相一致。填充面每30米設(shè)一組。方法、要求及工具巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察和描述、地質(zhì)羅盤。采用隧道周邊位移計(jì)（或全站儀非接觸觀測(cè)法）量測(cè)。開(kāi)挖后按圖安設(shè)收斂桿件并進(jìn)行編號(hào)，收斂桿件埋入土體深

6、度不小于40cm。各測(cè)點(diǎn)設(shè)固定樁，其設(shè)置應(yīng)在開(kāi)挖或第一次噴射混凝土完成后迅速完成，采用水平儀、水準(zhǔn)尺抄平測(cè)量。盡可能和地面相應(yīng)位置點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行。填充面固定樁在填充混凝土完成后設(shè)置。項(xiàng)目名稱地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察洞內(nèi)周邊水平收斂位移量測(cè)拱頂下沉及底部上鼓、仰拱填充面高程量測(cè)應(yīng)測(cè)項(xiàng)目 表1 量測(cè)項(xiàng)目及要求表 續(xù)前表測(cè)試時(shí)間3個(gè)月以上1次/天1次/15天13個(gè)月15天1個(gè)月115天觀測(cè)點(diǎn)布置縱向沿隧道中線每1020米左右設(shè)一個(gè)混凝土樁，橫向按圖所示布點(diǎn)安設(shè)混凝土樁。橫斷面位置依據(jù)襯砌類型并結(jié)合實(shí)際地形選擇在橫向地形變化較小和不受仰坡開(kāi)挖影響的部位。并在洞頂山體變形范圍以外設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，供洞頂測(cè)點(diǎn)抄平使用。

7、洞內(nèi)沉降縫每側(cè)布設(shè)四個(gè)以上觀測(cè)點(diǎn)，洞口布點(diǎn)視過(guò)渡段的情況而定，根據(jù)沉降曲線確定道床施作時(shí)間。方法、要求及工具采用精密水準(zhǔn)儀，混凝土樁及水準(zhǔn)基點(diǎn)要求按“鐵路測(cè)量技術(shù)規(guī)則”辦理，樁底應(yīng)埋設(shè)于凍結(jié)線以下3050cm。沉陷抄平應(yīng)按以下幾個(gè)階段進(jìn)行：進(jìn)洞前應(yīng)將所有縱、橫斷面方向樁全部抄平一次。開(kāi)挖至量測(cè)斷面20m、 10m 、5m時(shí)、開(kāi)挖至量測(cè)斷面時(shí)、開(kāi)挖超過(guò)量測(cè)斷面5m、10m、20m時(shí)、至襯砌前每天測(cè)量一次。當(dāng)出現(xiàn)沉陷值突然變大時(shí)，應(yīng)酌情增加量測(cè)次數(shù)，進(jìn)行監(jiān)視。襯砌后，應(yīng)根據(jù)沉陷情況繼續(xù)量測(cè)一段時(shí)間。三等水準(zhǔn)測(cè)量項(xiàng)目名稱洞口及淺埋段、下穿高速公路段、洞頂?shù)乇沓料萘繙y(cè)沉降縫兩側(cè)底板不均勻沉降，洞口段與

8、路基過(guò)渡段不均勻沉降觀測(cè)。應(yīng)測(cè)項(xiàng)目 4.3監(jiān)測(cè)資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會(huì)具有一定的離散性，其中包含著測(cè)量誤差。因此，應(yīng)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的目的是：將同一量測(cè)斷面的各種量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比、相互印證，以確定量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性；探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時(shí)間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，及時(shí)由專業(yè)監(jiān)測(cè)人員整理分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實(shí)測(cè)值與允許值進(jìn)行比較，及時(shí)繪制各種變形或應(yīng)力時(shí)間關(guān)系曲線，預(yù)測(cè)變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)

9、計(jì)、動(dòng)態(tài)施工。目前，回歸分析是量測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過(guò)對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測(cè)最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：(1)將量測(cè)記錄及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖4。u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖4 位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線圖(2)若位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開(kāi)挖并進(jìn)行施工處理。 (3)當(dāng)位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中a所示趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。(4)各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收

10、斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。4.4監(jiān)控量測(cè)管理圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)量測(cè)結(jié)果按以下方法進(jìn)行。按變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工，見(jiàn)表2。表2 變形管理等級(jí)管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)U<Uo/3可正常施工Uo/3U2Uo/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U >2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實(shí)測(cè)位移值；Uo為最大允許位移值。根據(jù)位移變化速度判別凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。水平收斂（拱腳附近）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。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用監(jiān)控量測(cè)分析判別。根據(jù)位移

11、時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來(lái)判別當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)（du2/d2t0），圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí)（du2/d2t=0），圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)；當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(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)。圍巖穩(wěn)定性判別是一項(xiàng)很復(fù)雜的也是非常重要的工作，必須結(jié)合具體工程情況采用上述幾種判別準(zhǔn)則進(jìn)行綜合評(píng)判。5.勞動(dòng)力組織、機(jī)具使用監(jiān)測(cè)小組一般配置不少于3人。監(jiān)控量測(cè)設(shè)備配置(見(jiàn)下表)監(jiān)控量測(cè)設(shè)備表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)儀器1地表沉降(陸域)及仰拱隆起WILD-N3精密水準(zhǔn)儀，銦鋼尺等2隧道拱頂下沉全站儀3隧道凈空收斂全站儀4錨桿抗拔力錨桿拉拔計(jì)5鋼架內(nèi)力VW

12、-1型頻率接收儀，鋼筋應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、壓力盒等6二襯鋼筋應(yīng)力7圍巖與接觸壓力8地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察地質(zhì)羅盤及規(guī)尺等9數(shù)據(jù)處理電腦2臺(tái)6. 監(jiān)控量測(cè)質(zhì)量控制6.1技術(shù)措施根據(jù)隧道地質(zhì)情況、施工方法、斷面情況制定監(jiān)控量測(cè)實(shí)施方案，制定監(jiān)控量測(cè)控制基準(zhǔn)值，成立監(jiān)控量測(cè)工作小組，及時(shí)掌握使用先進(jìn)儀器設(shè)備。隧道開(kāi)挖時(shí)要及時(shí)對(duì)工作面地質(zhì)變化和圍巖穩(wěn)定情況觀察，察看噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)立即采取相應(yīng)處理措施。淺埋地段要做好洞頂?shù)孛嬗^察和沉降監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)在開(kāi)挖面施工后及時(shí)安設(shè)，并盡快取得初讀數(shù)，測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)牢固可靠、易于識(shí)別，并注意保護(hù)，拱頂下沉和地表下沉量測(cè)基點(diǎn)應(yīng)與洞內(nèi)或洞外水準(zhǔn)基點(diǎn)聯(lián)測(cè)

13、，每1520d應(yīng)校核一次。凈空變化和拱頂下沉點(diǎn)布置在同一斷面上，測(cè)點(diǎn)斷面間距根據(jù)地質(zhì)條件、隧道結(jié)構(gòu)形式、開(kāi)挖支護(hù)方式等確定，一般級(jí)圍巖3050m，級(jí)圍巖1030m，級(jí)圍巖510m。必測(cè)項(xiàng)目監(jiān)控量測(cè)頻率：按位移速度5mm/d，測(cè)2次/d，在1-5mm/d，測(cè)1次/d，在0.5-1mm/d，測(cè)1次/2-3d，在0.2-0.5mm/d，測(cè)1次/3d，在0.2mm/d，測(cè)1次/7d。隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求及反饋結(jié)果確定。監(jiān)測(cè)結(jié)果分析采用散點(diǎn)圖（時(shí)態(tài)曲線）和回歸分析法，依據(jù)時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)結(jié)圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)結(jié)構(gòu)的工件狀態(tài)安全性評(píng)價(jià)，并提出實(shí)施意見(jiàn)指導(dǎo)施工。6.2管理措施將監(jiān)測(cè)管理及監(jiān)測(cè)實(shí)施計(jì)劃納入施工生產(chǎn)計(jì)劃中，作為一個(gè)重要的施工工序來(lái)抓，并保證監(jiān)測(cè)有確定的時(shí)間和空間。各施工單位應(yīng)由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測(cè)小組，具體負(fù)責(zé)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作。制定切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)實(shí)施方案和相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃。施工監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對(duì)周圍環(huán)境、圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形的影響，