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1、 新建北京至沈阳铁路黑山隧道围岩监控量测方案 第十合同段（DK592+400DK592+840)编制： 审核： 批准： 中国铁建大桥局集团有限公司京沈铁路工程项目部 目 录1.编制依据12.隧道概况13.监控量测的目的和任务13.1监控量测的目的13.2监控量测的任务24.人员配备25.主要仪器设备26.监测项目26.1必测项目26.2选测项目37.监测的项目及方法37.1隧道周边收敛监测37.2隧道拱顶下沉监测57.3锚杆轴力监测67.4洞口段及冲沟浅埋段地面沉降监测88.监控量测资料的整理99.附录10黑山隧道围岩监控量测方案1.编制依据 1.高速铁路隧道设计规范TB 10621-2009
2、 2.铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007) 3.高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设2010241号 4.高速铁路隧道工程施工质量验收标准TB 10753-2010 5.施工图纸、设计要求和环境、地质条件 6.工程特点、施工方法、工程状态和可操作性2.隧道概况新建北京至沈阳高速铁路辽宁段TJ-10标黑山隧道,该隧道位于黑山县北部，邵家岗子村至小东镇之间，起讫里程为DK592+400DK592+840，全长440m，为单洞双线隧道，隧道内线间距5.0m。隧道最大埋深为38.19m。440m为级围岩。隧道位于直线上，隧道内纵坡为3的单向下坡。3.监控量测的目的和任务3.1监控量测的目
3、的为了保证隧道施工的安全和顺利进行，监视围岩稳定状态、修正初期支护参数、判断二次衬砌施作时机和及时调整施工方法的重要手段，亦是保证安全施工、提高经济效益的重要条件。进行全面、系统的监控量测，以：1）掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果修改设计，指导施工；2）预见事故和险情，以便及时采取措施，防范于未然；3）积累资料，为以后的工程设计、施工提供经验；4）为确定隧道安全提供可靠的信息；5）量测数据经分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和隧道稳定。3.2监控量测的任务1）、制定合理可行的的监控量测方案，为隧道安全、优化施工提供依据；2）、指导日常量测和掌子面观察；
4、3）、负责对计划的和典型的断面，埋点与量测，开挖后的围岩评价，并将量测结果及时通报业主、设计、监理、等单位；4）、掌握围岩和地下水的变化情况，进行分析和记录。为支护结构型式、支护参数和二次衬砌实施提出指导性建议并及时反馈监理、业主、设计单位。5）、对支护结构的合理性、安全性作出评价，出现异常情况，提出处理意见；6）、每月提出监控量测报告；每季度末提出下季度工作计划；完成后向业主、监理提出系统完整的监控量测报告及原始资料；4.人员配备隧道工点成立监控量测组，监控量测组由三人组成。组长由熟习隧道监控量测工作的技术人员担任，负责数据的采集和分析处理，其他人员配合组长工作。5. 主要仪器设备全站仪、水
5、平仪、XGJ-21型隧道位移计、收敛仪6.监测项目监控量测可分为必测项目和选测项目两类。6.1必测项目必测项目 表1序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内、外观察现场观察、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛仪、全站仪4地表沉降水准仪、钢挂尺或全站仪隧道浅埋段6.2选测项目选测项目 表2 序号监控量测项目常用量测仪器1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪9爆破震动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计
6、11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪7.监测的项目及方法7.1隧道周边收敛监测7.1.1监测内容 隧道周边收敛监测，是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对 位移量。7.1.2监测目的1）周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映，监测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；2）根据变位速度、变位加速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；3）判断初期支护设计与施工方法选取的合理性，用以指导设计和施工。7.1.3监测方法根据不良地质、洞口浅埋等地段平均每5m设置一个监控量测断面，每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点，利用收敛计，采用一根在重锤作用下
7、被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介，通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。7.1.4测试仪器XGJ-21型隧道位移计（或其他可替代收敛仪）或全站仪。7.1.5测点布置每监测断面设置46对测线，测桩分别布置在拱顶及两侧。如图1所示。图1 三台阶法测点布置示意图 7.1.6监测频率必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表3、表4确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。隧道收敛位
8、移和拱顶下沉监测频度表 表3监控量测断面距开挖面的距离监控量测频率（01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d51次/7d注：B-隧道开挖跨度按位移速度确定的监控量测频率 表4位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d7.2隧道拱顶下沉监测7.2.1监测内容拱顶下沉监测，是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测，是相对于不动点的绝对位移。7.2.2监测目的1）通过拱顶位移监测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；2）根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；3）指导现场与施工。7.2
9、.3监测方法根据不良地质、洞口浅埋等地段平均每5m设置一个监测断面，在隧道拱顶设置测 点，安设隧道拱部变位观测计，将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部变位观测计上作为标尺，后视点可设在稳定的部位，用水平仪观测。测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。7.2.4测试仪器水平仪，水准尺，挂钩钢尺，全站仪，等仪器。7.2.5测点布置 见：图1 三台阶法测点布置示意图7.2.6监测频率拱顶下沉量测与水平相对净空量测在同一量测断面内进行。7.3锚杆轴力监测7.3.1监测内容测试锚杆轴力的大小。7.3.2监测目的1）了解锚杆受力状态及轴向力的大小，为确定合理的锚杆
10、参数提供依据；2）判断围岩变形的发展趋势，概略判断围岩内强度下降区的界限；3）评价锚杆的支护效果。4）掌握岩体内应力重分布的过程7.3.3监测方法沿隧道周边钻孔，布置与锚杆材质相同的监测锚杆，沿锚杆不同长度上布置元件，监测沿锚杆长度各点的轴力。7.3.4测试仪器 钢筋计7.3.5测点布置根据不良地质、洞口浅埋等地段，在隧道周边各设置5个监控量测断面，每个断面在侧壁和拱顶设置5个测孔（根据实情，每个测孔内布置35个测点）。图2 监测 锚杆示意图0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.4m0.8m0.8m0.8m0.8m0.8m4.0m测点1测点2测点3测点4孔
11、口测点5孔底电缆测孔布置如图3所示，测点布置如上图2所示。a）锚杆轴力、地中位移、格栅应力、初衬压力b）二衬压力、二衬内力图3 监控量测测点布置示意图7.3.6监测频率如下表5所示。锚杆轴力量测频 表5开挖(天)频度开挖(天)频度11524次天30901次周16301次1天901次月7.4洞口段及冲沟浅埋段地面沉降监测6.4.1监测内容测试洞口段及冲沟浅埋段隧道开挖时对地面沉降的影响及其影响范围。6.4.2监测目的1）判断开挖时对地面沉降的影响及其影响范围；2）根据监测结果决定对该区段设计、施工方法的调整和变更；3）保证施工安全，优化支护参数；6.4.3 测试方法用水平仪进行监测。6.4.4测
12、试仪器变位观测计，全站仪，水平仪，水准尺等仪器。7.4.5 测点布置地表沉降量测的测点与水平净空相对变化和拱顶下沉量测点布置在同一断面，沿隧道中线位置左右间隔4m对称布设沉降观测点（视现场情况定）,见下表6。监测频度：参考下表6测点布置、测量频率 表6序号监测项目测试方法及仪表测点布置测试精度量测频率115d1630d13月3月1地表下沉水准仪、塔尺每个代表性地段12个量测断面，每个断面711个测点1mm12次/天1次/23天1次/周13次/月8.监控量测资料的整理 1、监测资料主要包括监测方案、监测数据、监测日志、监测报表、监测报告。 2、掌子面地质状况表、周边收敛、拱顶下沉测试数据按铁路隧
13、道监控量测技术规程附表A、B、C格式记录，保存原始资料，并按要求进行签字、计算、复核。3、根据不同原理的仪器和不同的采集方法，采取相应的检查和鉴定手段，包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统，加强上岗人员的培训工作等内容。4、误差产生的原因及检验方法：误差产生主要有系统误差、过失误差、偶然误差等，对量测产生的各种误差采用对比检验、统计检验等方法进行检验。 5、监测结果的分析、处理：对监测数据及时进行处理和反馈，预测围岩及结构和支护状态的稳定性，提出施工参数的调整意见，确保工程的顺利施工。监测工作应分阶段、分工序对量测结果进行总结和分析。6、数据处理：将原始的数据通过科学、合理的方法，用频率
14、分布的形式把数据分布情况显示出来，进行数据的数值特征计算，舍掉离群数据。7、曲线拟合：根据各监测项选用对应的反映数据变化规律和趋势的函数表达式，进行曲线拟合，对现场量测数据及时绘制对应的位移时间曲线或图表，当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。8、通过数据分析，掌握围岩、结构受力的变化规律，确认和修正有关设计参数。9.附录附表1 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道净空变化监控量测原始记录施工单位： 监理单位： 仪器型号： 观测点埋设日期： 桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相
15、对上次变化值时间间隔变形速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdMm/d观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 工区生产负责人： 监理工程师：附表2 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道拱顶下沉监控量测原始记录施工单位： 监理单位： 仪器型号： 观测点埋设日期： 桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔下沉速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdMm/d观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 工区生产负责人： 监理工程师：附表3 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道地表下沉监控量测原始记录施工
16、单位： 监理单位： 仪器型号： 观测点埋设日期： 桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔下沉速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdMm/d观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 工区生产负责人： 监理工程师：附表4 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道XXX平导/斜井拱顶下沉监控量测原始记录施工单位： 监理单位： 仪器型号： 观测点埋设日期： 桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔下沉速度备注年月日时mm
17、mmmmmmmmmdMm/d观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 工区生产负责人： 监理工程师：附表5 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道隧底沉降监控量测原始记录施工单位： 监理单位： 仪器型号： 观测点埋设日期： 桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔下沉速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdMm/d观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 工区生产负责人： 监理工程师：附表6 新建铁路北京至沈阳客运专线黑山隧道收敛沉降成果表序号测量日期距初测天数水平测线A本次收敛值(mm)水平测线A累计收敛值(mm)水平测线B本次收敛值(mm)水平测线B累计收敛值(mm)拱顶本次沉降(mm)拱顶累计沉降(mm)地表累计沉降(mm)隧底累计沉降(mm)与开挖面距离(m)12345678910111213141516171819202122观测者： 计算者： 复核者： 监理工程师：
