隧道监控量测实施方案.doc
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1、新建兰新铁路新建兰新铁路( (甘青段甘青段)LXS-3)LXS-3 标项目经理部一工区标项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案隧道监控量测实施方案 编制: 复核: 审核: 2010 年 3 月 26 日 目录目录 1.1.工程地质及水文地质特征工程地质及水文地质特征 - - 1 1 - - 2.2.监控量测目的监控量测目的 - - 1 1 - - 3.3.监控依据监控依据 - - 2 2 - - 4.4.监控量测组织机构及监控量测仪器的配置监控量测组织机构及监控量测仪器的配置 - - 2 2 - - 4.14.1 监控量测组织机构监控量测组织机构 .- 2 - 4.2 监控量测仪器的配置 .-
2、 3 - 5.5.监测量测的内容及方法监测量测的内容及方法 - - 3 3 - - 5.1 洞内外观测 .- 4 - 5.2 隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测 .- 4 - 5.3 拱顶下沉及收敛量测 .- 6 - 6.6.量测频率及控制基准量测频率及控制基准 - - 9 9 - - 6.1 量测频率 .- 9 - 6.2 监控量测控制基准 - 10 - 7.7.监控量测数据的统计分析与信息反馈监控量测数据的统计分析与信息反馈 - - 1212 - - 7.1 量测数据的整理、分析 - 12 - 7.2 建立监测管理等级基准 - 14 - 7.3 建立快速信息反馈渠道 - 14 - 7.4
3、 监测信息反馈程序 - 15 - 7.5 信息反馈设计的主要内容 - 15 - 8.8.监控量测管理监控量测管理 - - 1616 - - 9.9.安全保证措施安全保证措施 - - 1616 - - 10.10.考核、奖罚措施考核、奖罚措施 - - 1616 - - 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 1 - 1.1.工程地质及工程地质及水文地质特征水文地质特征 地层岩性 新建兰新铁路第二双线兰州至西宁段站前工程LXS-3标段 (DK104+066DK122+625),线路正线总长18.559km。 沿线地层有有第四系(Q) 、上第三系(N) 、震旦系下统(
4、Z)等。沿线出 露的侵入岩为元古代侵入岩。各种地层出露范围、规模及特征各异。 地质构造 本区位于祁连地槽褶皱系和松(松潘)甘(甘孜)地槽褶皱系两个构造 单元间的结合地带,为祁连山“中间隆起带” 、拉脊山加里东地向斜褶皱带 单元的一部分。地史上各期构造运动对本区均有影响,其中以加里东期和燕 山期构造形迹为明显,褶皱和断裂发育。 晚第三纪以来,区内新构造运动极为活跃,表现为河谷阶地上升显著, 现代河流侵蚀、下切明显,湟水河两岸六级阶地发育,高差达100-150m,构 成颇为典型的河谷阶地地貌。 对工程而言本段线路范围内地质构造主要为震旦系的次级褶皱和节理裂 隙发育,并伴随有元古代不规则的中酸性侵入
5、体,地表未发现有明显的断裂 构造。 地震动参数 根据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) ,结合线路工程地质条 件及水文地质条件和工程实际情况,该区地震动峰值加速度0.1g(相当于地 震基本烈度七度) ,地震动反应谱特征周期0.45S。 (4)水文地质 通过地质调查综合分析认为,本区的基岩裂隙水应主要以局部脉状或窝 水的形式存在,该段地下水补给不畅,径流缓慢,富水性总体较贫乏。 2.2.监控量测目的监控量测目的 监控量测作为隧道施工的重要环节,可为评价施工方法的可行性、设计 参数的合理性以及了解围岩及支护结构的受力和变形特性等提供准确及时的 依据,对隧道二次衬砌的施作时间具有决定
6、性意义,因此,它是保障隧道建 设成功的关键因素。在隧道施工中,监控量测工作必不可少,必须按照铁 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 2 - 路隧道施工规范TB10204-2002和铁路隧道监控量测技术规程 (TB10121- 2007)的有关规定进行地质素描、隧道周边位移收敛和拱顶下 沉等必测项目以及其它一些选测项目的量测工作。 监控量测的主要任务是确保安全、指导施工、修正设计、积累资料,可 以及时提供拱顶下沉、周边收敛信息,判断设计参数的合理性,提出更加恰 当的施工方法和合理的支护措施,实现隧道信息化动态施工控制,达到既能 安全快速施工,又能节省工程造价的
7、目的。 通过隧道开挖目测围岩地质状况和实测的有关变位信息,为判断隧道空 间的稳定性提供可靠的依据;利用量测信息的反馈修改设计、指导施工;根 据量测结果,提供围岩收敛趋势情况,判断围岩的稳定性与安全性,提供施 工建议,以便采取措施防患于未然;根据变位速度判断隧道围岩稳定程度, 并为二次衬砌提供合理的支护时机,确保施工安全并保证工程施工质量。 3.3.监控依据监控依据 施工时按照铁路隧道施工规范TB10204-2002 和铁路隧道监控量测 技术规程 (TB10121-2007)等的有关规定必须进行隧道周边位移和拱顶下 沉以及其它一些必要项目的量测工作。 监测执行的主要技术指标和依据是: (1) 铁
8、路隧道施工规范TB10204-2002 (2) 铁路隧道设计规范TB10003-2005/J449-2005、 (3) 铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003 (4) 铁路隧道监控量测技术规程 (TB10121-2007) (5) 工程测量规范 (GB50026-93) 4.4.监控量测组织机构及监控量测仪器的配置监控量测组织机构及监控量测仪器的配置 4.14.1 监控量测组织机构监控量测组织机构 针对本工程监测项目的特点,成立以工区总工为第一负责人、工区技术 负责人、测量主管为主要负责人的施工监测机构,每个隧道施工工作面配置 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监
9、控量测实施方案 - 3 - 2-3 人组成监控量测及信息反馈小组,成员由现场技术人员、工区测量人员 组成,在监测主管的组织下负责地面和地下的日常监测工作及资料整理工作。 施工监测组织机构见下图 1。 图图 1 1 施工监测机构图施工监测机构图 4.24.2 监控量测仪器的配置监控量测仪器的配置 根据本工程特点,每个隧道工作面配置相应数量量测仪器如表 2,并通 过质量检定中心检定,附有相关检定证书,符合高速铁路建设相关规范要求 并能满足现场正常使用。 表表 2 2 监控量测仪器配置表监控量测仪器配置表 序号名 称单位数量 1 收敛计台 2 2 电子水准仪台 1 4 全站仪台 2 5.5.监测量测
10、的内容及方法监测量测的内容及方法 表表 3 3 监控量测项目内容、方法及仪器监控量测项目内容、方法及仪器 序号 监测项目测试方法和仪器测试精度备注 1 洞内、外观察 现场观察、数码 相机、罗盘仪 2 地表下沉 电子水准仪、全 站仪 1mm 浅埋隧道必测 (H02b) 对监测方案及施工措施作出决策工区总工 制定监测方案,提供监测报告 工区技术负责人、监测主管 日常监控量测工作并处理反馈监控数据处理 监测人员 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 4 - 3 拱顶下沉全站仪测量 1mm 用反贴片进行量测 4 二次衬砌前净空 变化 收敛计、全站仪 0.1mm 全站仪
11、采用免棱镜 观测法 5 二次衬砌后净空 变化 收敛计、全站仪 0.1mm 5.15.1 洞内外观洞内外观测测 5.1.1 洞内观察 a.开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察中发现围岩条件恶化时, 采取相应处理措施;观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作 面地质状态记录表; b.在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节 理、裂隙走向及发育程度,对易引起坍塌的岩埠及时进行锚杆支护或喷射混 凝土封闭; c.对已施工地段的观察每天至少应进行一次,主要观察喷射混凝土、锚 杆、钢架和二次衬砌等的工作状态。 5.1.2 洞外观察 重点在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容
12、应包括地表 开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。 5.25.2 隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测 隧道洞口段覆盖层薄,开挖后围岩难以自稳成拱,地表易沉陷,为了确 保洞口浅埋段的施工安全,按相关规定要求,进行地表沉降监测,量测频率 与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。地表下沉的量测与洞内净空变化和 拱顶下沉量测在同一断面内。布点原则为:横断面方向应在隧道中线两侧每 隔 25m 布设地表下沉测点,每个断面 711 点,监测范围在隧道开挖影响 范围以内,如图 4 所示。地表下沉量测断面间距见表 5。 监测仪器为:全站仪、电子水准仪、水准尺等。
13、 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 5 - 图图4 4:地表沉降观测点布设示意图:地表沉降观测点布设示意图 表表 5 5 地表下沉量测断面间距地表下沉量测断面间距 埋置深度 H 与开挖深度量测断面间距(m) 2BH02.5B2050 BH02B1020 H0B 510 注:地表无建筑物时取表中上限值,H0为隧道埋深,B 表示隧道开挖宽度。 使用电子水准仪观测地表沉降应该注意以下事项:(1) 基准点不要选择 隧道经过的山体上,要保证基准点的稳固。(2) 基准的高度要选择好,可以 使用水准仪一镜可以测量全部的沉降观测点,不要频繁的转站。(3) 测量顺 序应先读
14、后视读数,然后依次观测各沉降点,每个点读一次数,再读后视读 数(必要时应动一下水平仪的位置) ,如此往复 3 次,成果取平均值。应该 将高程数据引测到基准点上,可以对隧道埋深情况进行了解。 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 6 - 5.35.3 拱顶下沉及收敛量测拱顶下沉及收敛量测 拱顶下沉及净空变位收敛量测, 根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等,沿 隧道纵向在拱顶和墙中布设测点,其间距见表 6,拱顶下沉、收敛量测起始 读数要在 36h 内完成,其他量测应在每次开挖后 12 小时内且在下一循环 开挖前取得起始读数。拱顶下沉及收敛量测断面间距见表 6 。 监测仪
15、器:全站仪, 收敛计。 表表 6 6 拱顶下沉及周边收敛量测断面间距表拱顶下沉及周边收敛量测断面间距表 围岩级别量测断面间距(m) 510 1030 3050 50100(视具体围岩情况确定) 由于我工区管段正洞隧道断面大,拱顶的高度较高,如果使用水准仪进 行测量,悬挂钢尺时非常不方便,所以为有效地提高监控两侧的效率,现场 实测中使用全站仪免棱镜方式测量,拱顶沉降点的布设应预埋 22 钢筋外 露支护面 2cm,外露的钢筋头应打磨平整并贴上反光贴片。观测时可以自由 建站,后视至少有 2 个高程点,采用不量取仪器高的方法。如下图所示: 图图7 7:拱顶下沉测点(反贴片):拱顶下沉测点(反贴片) 中
16、交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 7 - 图图8 8:使用全站仪进行拱顶下沉观测:使用全站仪进行拱顶下沉观测 图图9 9:使用全站仪进行拱顶下沉观测:使用全站仪进行拱顶下沉观测 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 8 - 在预埋设点的断面位置,隧道开挖爆破以后,沿隧道周边的拱顶、拱腰 和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度 30cm,钻孔直径 22,用速凝水 泥或锚固剂固定,如果采用螺丝状测桩头则需设保护罩,采用挂钩式测桩则 需避免隧道施工人员悬挂风管、电线或杂物等造成破坏或移动。采用收敛仪 量测周边收敛,初始读数应在开挖后
17、 12 h 内读取,最迟不得超过 24 h 而且 在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读取。 图图1010:收敛点的埋设形式示意图:收敛点的埋设形式示意图 图图1111:收敛点埋设示意图:收敛点埋设示意图 图图1212:收敛仪结构示意图:收敛仪结构示意图 中交一航局兰新铁路(甘青段)项目经理部一工区 隧道监控量测实施方案 - 9 - 图图1313:量测人员使用收敛仪进行周边收敛量测:量测人员使用收敛仪进行周边收敛量测 使用收敛仪应注意如下事项:(1)仪器螺旋旋到最紧处为归零位置,由 于测量人员的手劲不同,每个人使用时归零的位置都是不同的,所以经过初 次归零后,不要频繁的归零,如果产生偏差后需
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