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1、 新建宝鸡至兰州客运专线（陕西段）BLZQ-2标太宁隧道监控量测实施方案编制： 审核： 审批： 目 录1 编制依据- 1 -2 工程概况- 1 -2.1 自然条件- 1 -2.2 水文地质特征- 1 -2.3 工程地质特征- 2 -3 工程重难点分析- 5 -4 施工进度计划- 5 -5 施工工艺技术- 5 -5.1 监控量测的目的- 5 -5.2 监控量测内容- 5 -5.3 监控量测流程- 6 -5.4 监控量测测点布置- 6 -5.5 监控量测断面间距- 10 -5.6 监控量测监测频率- 10 -5.7 监测数据分析及处理- 11 -6 资源配置计划- 15 -6.1 监控量测组织机构
2、- 15 -6.2 监控量测主要设备- 15 -7 施工安全保证措施- 15 -8 其他技术保证措施- 16 -9 附件- 16 -1 编制依据（1）太宁隧道工点设计图。（2）高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设2010241号。（3）高速铁路隧道工程施工质量验收标准铁建设2010240号。（4）铁路隧道监控量测技术规程TB10121-2007。（5）集团公司及公司相关管理制度“中铁四程200928号文”。2 工程概况太宁隧道位于陕西省宝鸡市渭滨区境内，起始里程为DK655+448，终点里程为DK661+347，全长5899m。隧道洞身最大埋深330m，最小埋深96m。隧道平面位于直线段上；隧道
3、自进口至出口单面上坡，纵坡依次为20、6.5，设置圆曲线形竖曲线，竖曲线半径为25000m。进口位于高家镇太宁沟解甲滩村委会对面陡坡；出口位于晁峪乡晁峪沟内段家磨村东南方向约300m处半山坡。进出口交通均较便利，进口有太宁沟村村通水泥公路通过，连接姜谭路通往310国道；出口有晁峪沟村村通水泥路通过，通往310国道。2.1 自然条件该隧道地处渭河南岸中低山区，地面高程一般为7361120m，自然坡度约2045之间，隧道通过大部分地区山势陡峻，南北向沟谷深切，多呈“V”字型，山坡上多为风积黄土覆盖，斜坡下部及沟心多基岩裸露。隧道洞身最大埋深330m，最小埋深96m。2.2 水文地质特征隧道进、出口
4、分别为太宁河、晁峪河，太宁河流量约2.5万m3/d，晁峪河流量约3万m3/d，流量随季节变化大。隧址区地表水系发育，姚家沟、小牛沟、白桃石沟和苗石沟内均有常年流水，沟谷中地表水受大气降水与土石分界面出露的泉水和沿途基岩裂隙中渗出的地下水补给，泉水流量不大，一般小于0.3L/s，该区地下水较发育。隧道区地下水主要为构造裂隙水，构造裂隙水主要接受沟谷地表水和上部孔隙潜水、风化裂隙水的补给，一般富水性较弱，洞身施工中可能出现面状、线状渗漏水、滴渗水，但在隧道通过构造破碎带、节理密集发育带、侵入岩与变质岩接触带及甘峪水库段，不排除发生集中涌水的可能，施工中应做好防排水措施。从涌水量估算结果看，太宁隧道
5、全隧属中等富水区段，正常涌水量在 5408m3/d左右，可能最大涌水量在11691m3/d 左右。2.3 工程地质特征1）地层岩性该隧道通过区域地层条件较复杂，第四系、燕山期、下元古界地层均有出露，现按时代由新到老详述如下：第四系黏质黄土（Qeol3）：浅黄色-褐黄色，主要分布于隧道顶部，厚度约520m，土质均匀，垂直节理发育，具有大孔隙，含虫孔，硬塑坚硬，II 级普通土，0150kPa，具有级非自重湿陷性，湿陷土层厚度约512m，隧道洞身及洞口均未涉及到该地层。碎石土（Qdl4）：黄褐色-灰黄色，主要分布于隧道、进出口斜坡地段，厚度约48m，土质不均，含少量粗角砾。碎石成分主要为石英片岩、花
6、岗岩，稍密，级硬土，0450kPa。燕山期主要分布于隧道中段至出口（DK656+425DK661+347）之间，与隧道进口端宽坪群石英片岩呈侵入接触关系，该套地层内零星可见宽坪群石英片岩俘虏体存在。花岗岩（5）：肉红色-灰黑色，细、中、粗粒花岗结构，矿物成分主要为钾长石，石英，云母，局部含有角闪石等,偶见石英岩呈条带状出现。表层为强全风化，局部风化成土状，风化层厚度约515m，级硬土IV 级软石，0800kPa；弱风化花岗岩，V 级次坚硬石，01200kPa。下元古界宽坪群（Pt1）主要分布于隧道进口至DK656+425 附近约1km范围，与燕山期花岗岩呈侵入接触关系。岩性为石英片岩夹大理岩（
7、PScMbt1）。片岩多为黑云母石英片岩及绢云绿泥石石英片岩，灰黑色灰白色，细粒隐晶质结构，片状构造，岩层为薄层中厚层状，产状不稳定，一般N70E/16N，主要矿物含有石英，长石，岩质坚硬。受花岗岩侵入影响，岩体较破碎，完整性较差，表层为强风化，风化层厚510m，级软石，0600800kPa；弱风化片岩夹大理岩，级次坚石，01000kPa。大理岩呈厚层状夹于片岩层中，变晶结构，块状构造，主要矿物以方解石、白云石为主，岩质坚硬，岩层为薄层状，具有轻微溶蚀现象。2）地质构造该隧道位于位西秦岭北麓中低山区。坪头晁峪断层在隧道北侧距离隧道约2km处，对线路影响较小。定测阶段通过地表工程地质测绘及勘探发
8、现在线路位置发育一段燕山期花岗岩四期侵入变质岩接触带、5条断层破碎带；5条节理密集带，分述如下：花岗岩侵入变质岩接触带洞身相交里程DK656+330DK656+530段，隧道穿越燕山期花岗岩与下元古界宽坪群石英片岩侵入接触带，地质调绘及钻探成果表明，该接触带附近产状不规则，侵入岩与变质岩在地表交错出现（部分变质岩以捕掳体形式出现），影响范围较宽。带内岩体受挤压及热力变质作用影响，节理裂隙很发育，岩体破碎，热变质现象明显，多见压碎岩，花岗岩体破碎、风化呈砂砾土状，片岩部分高岭土化。断裂构造F1（逆断层）：发育于片岩夹大理岩地层，断层走向为N41E，倾角60E，断层带宽度约15m，带内岩体节理裂隙
9、极发育，部分石英脉充填，岩体破碎，并见断层角砾、压碎岩及断层泥。该断层在DK655+465DK655+480 段与线路呈49交角相交。F2（正断层）：该断层发育于进口附近石英大理岩地层内，断层走向为N29W，倾角35S，上下盘错动明显，破碎带宽度20m，见断层泥、镜面及擦痕，影响宽度约23m。该断层在DK655+455DK655+475 段与线路呈61交角相交。F3（逆断层）：发育于石英大理岩地层，断层走向为N21W，倾角40S，破碎带宽度约30m，带内岩体节理裂隙发育，岩石破碎，见灰白色断层泥。该断层在DK656+050DK656+080 段与线路呈69交角相交。F4（性质不明断层）：该断层
10、发育于花岗岩体内，由钻孔DZK-03 揭露，断层产状与附近Jm3 节理密集带产状相近，走向N69E，倾角75N，断层带宽度约30m，影响带宽近20m，断层带物质主要为断层角砾、压碎岩及断层泥，糜棱岩化发育。该断层在DK658+875DK658+900 段与线路呈42交角相交。F5（逆断层）：断层上下盘均为花岗岩，断层走向为N50E，倾角49S，断层带及影响宽度约20m，断层带物质主要为断层角砾及断层泥，节理裂隙极发育。该断层在DK659+450DK659+470 段与线路呈41交角相交。节理节理密集带（Jm1）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，
11、节理多为张开-宽张节理，部分石英脉、方解石脉充填，密集带走向为N64E，倾角55N，宽度约25m。该节理密集带在DK657+785DK657+810 段与线路呈26交角相交。节理密集带（Jm2）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，张开-宽张节理发育，石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶蚀现象。密集带走向N52E，倾角80N，规模较大，宽度约70m。该节理密集带在DK658+650DK658+720 段与线路呈38交角相交。节理密集带（Jm3）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，节理多为张开-宽张节理，
12、石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶蚀现象，密集带走向为N69E，倾角75N，宽度约20m。该节理密集带在DK659+180DK659+200 段与线路呈21交角相交。节理密集带（Jm4）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，带内岩体在地表呈强全风化，节理裂隙发育，岩体极破碎，张开-宽张节理发育，石英脉、方解石脉充填，密集带走向为N69E，倾角75S，宽度约25m。该节理密集带在DK659+525DK659+550 段与线路呈21交角相交。节理密集带（Jm5）：该节理密集带发育于花岗岩地层内，强全风化，节理裂隙发育，岩体破碎，张开-宽张节理发育，节理间距510cm，石英脉、方解石脉充填，方解石脉见溶
13、蚀现象，密集带走向为SN，倾角85E，宽度约90m。该节理密集带在DK660+250DK660+340 段与线路呈90交角相交。3）不良地质及特殊岩土设计资料揭示，隧道区花岗岩残积层和风化岩中存在差异风化现象，主要表现为残积层中存在强风化、微风化花岗岩及全、强风化花岗岩中存在中等风化花岗岩和微风化花岗岩，一般表现为球状。施工中易造成塌方，应加强超前地质预报及是变更支护参数，确保施工安全。3 工程重难点分析太宁隧道全长5899m，按进口、出口两个工作面组织施工，单口掘进长度达到3000m，且工程地质复杂，穿越花岗岩侵入变质岩接触带、5条断层破碎带、5条节理密集带和甘峪水库丰水期上游下方，地下水较
14、为丰富。工程重难点是：工期紧，施工进度组织难度大；地质情况复杂，安全风险高。4 施工进度计划根据总体施工组织设计，太宁隧道计划开工日期2013年5月1日，隧道贯通日期2015年12月31日，总工期974日历天。5 施工工艺技术5.1 监控量测的目的（1）确保施工安全及结构的长期稳定性；（2）验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；（3）确定二次衬砌施做时间；（4）监控工程对周围环境影响；（5）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据；（6）通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、
15、依据和指导作用。5.2 监控量测内容监控量测分为必测项目和选测项目，根据各隧道地层地质情况、周围环境以及隧道施工方法，工区对太宁隧道进行以下项目的监测，必要时根据设计增加选测项目。（1）洞内、外观察；（2）地表沉降量测；（3）净空收敛量测；（4）拱顶下沉量测。5.3 监控量测流程监测数据分析为达到预定的监测目的，要进行科学合理的组织安排，监测需严格按照流程进行。监控量测流程见图5.3-1。图5.3-1 监控量测流程图5.4 监控量测测点布置（1）地表沉降监测点暗挖段地表沉降测点宜与拱顶下沉测点设在同一断面上。为掌握地表沉降范围，在与隧道中线垂直的横断面上布置测点,间距25m，靠近中线的地方测点
16、布置密些，外侧渐稀，必要时可扩大监测范围及加密测点布置。量测范围为中线两侧不小于HO+B,明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。地表有控制性建筑物时，测量范围应适当加宽。其测点布置见图5.4-1、图5.4-2。图5.4-1 暗挖段地表测点布置示意图图5.4-2 明挖段测点布置范围示意图测点埋设：在地表钻孔，然后放入长300mm，直径220mm的圆头钢筋，外露5mm，四周用混凝土填实。在开挖影响范围以外设置水平基准点23个,水平基准点埋设方法见图5.4-3。图5.4-3 基准点布置示意图（单位：cm）（2）洞内监控量测点布置根据施工设计图及相关技术要求，根据开挖方式确定测点布置方式
17、，如图5.4-4，5-4-5,5-4-6：图5.4-4 三台阶法测点布置示意图图5.4-5 两台阶法测点布置示意图图5.4-6 全断面法测点布置示意图洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，所有测点均采用85cm长22螺纹钢制作，打入围岩并外露5cm，并将长5cm的5*5角钢焊接在钢筋外露部分，贴反射片，以便观测。基准点埋设在已经施工完二衬混凝土结构的边墙部位，并标识保护。（3）测点标识由于隧道内作业机械、设备、人员较多，若不注意很容易碰撞或损坏监测点，现场应对作业人员进行相关保护的教育，同时监控量测点埋设后，应及时进行标识，标识牌长21cm,宽15cm,红底黄字。标识内容
18、例：图5.4-5 测点标识示意图5.5 监控量测断面间距（1）地表沉降洞口及浅埋段监测点必须按照7点法布置，每5m布置一个量测断面，进洞后若地质条件较好，可调整至10米，但不得超过10米；（2）洞内拱顶下沉及净空收敛根据设计资料和铁路隧道监控量测技术规程要求，确定监控量测断面间距如表5.5-1，实际施工中根据围岩变化情况及时调整监测断面间距。表5.5-1 监控量测断面布置表围岩级别量测断面间距（m）测点数量（个）（浅埋）57（深埋）107（浅埋）107（深埋）30750510035.6 监控量测监测频率（1）洞内外观察洞内观察分为开挖工作面观察和已施工段观察两部分。开挖工作观察在每次开挖后进行
19、，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态，每天最少观察1次，必要时增大观察频率。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。每天最少观察1次，必要时增大观察频率。（2）地表沉降地表沉降监测点在仰坡开挖后，立即布设，正常情况下每天观测1次，出现异常时，必须加大监测频率，一天必须观测2次以上。（3）洞内拱顶下沉和净空收敛洞内拱顶下沉和净空收敛监测频率按照位移速度决定，出现异常情况或不良地质
20、时，应增大监控量测频率。具体参照表5.6-1：表5.6-1 监控量测频率表位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d5.7 监测数据分析及处理为了真实、及时、准确的反映施工现场信息，监测数据历经以下过程：测点埋设数据采集数据收集数据输入绘制曲线输入计算机生成图表信息反馈。在监测点埋设、数据采集及收集后，应立即对观测数据进行分析，绘制曲线，具体有如下几个步骤：（1）应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。如图5.7-1：图5.7-1 位移时间曲线图（2）当位移-时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，
21、以推算最终位移和掌握位移变化规律。根据现场量测的位移时间曲线对围岩稳定性进行如下判断：A:当时，说明变形速率不断下降，位移趋于稳定；B:当时，说明变形速率保持不变，应发出警告，及时加强支护系统；C:当时，则表示变形速率不断增大，围岩稳定情况已进入危险状态，须立即停工，采取有效的工程措施进行加固。当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已发生了突变，呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。（3）根据太宁隧道设计图，隧道断面净空高度919cm，拱教水平最大距离1384cm，查阅铁路隧道监控量测技术规程，计算出太宁隧道初期支护极限位移值如表5.7-1。隧道周壁任意点的
22、实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于表5.7-1所列数值。当实测值接近或达到警戒值，而位移速率无明显下降，或喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。表5.7-1 太宁隧道初期支护极限相对位移值(mm)围岩级别隧道埋深h (m)h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（mm）4111355834111016669276415拱顶相对下沉（mm）511513279367314101128注:拱脚水平相对净空变化值指两测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。（4）根据量测结果进行
23、综合判断，结合表5.7-2确定变形管理等级，根据工程安全性评价流程对工程安全性进行评价，据以指导施工。表5.7-2 变形管理等级管理等级管理位移(mm)施工状态U(2U0/3)应采取特殊措施注: U实测变形值， U0允许变形值根据表5.7-2，按分围岩等级计算得出太宁隧道变形管理等级如表5.7-3。表5.7-3 太宁隧道分围岩等级变形管理等级围岩等级变形管理等级变形位移值（mm）施工状态级允许变形50mmU17mm可正常施工17mmU33mm应加强支护U33mm应采取特殊措施级允许变形80mmU27mm可正常施工27mmU53mm应加强支护U53mm应采取特殊措施级允许变形100mmU33mm
24、可正常施工33mmU66mm应加强支护U66mm应采取特殊措施级允许变形150mmU50mm可正常施工50mmU100mm应加强支护U100mm应采取特殊措施工程安全性评价流程如图5.7-2：图5.7-2 工程安全性评价流程图工区经理和总工作为第一责任人，监测组必须每天上报监测日报至项目经理和项目总工，由项目经理和项目总工对监测结果和当日工作安排作出批示。当监控量测结果异常时，应及时通知主管领导和现场负责人，并采取应急措施，确保围岩稳定和施工安全。监测组每周编制监测周报，每月编制月报，监测周报、月报由工区总工程师、经理签字（格式及内容参考附后）后报指挥部。为确保监测信息的及时性，每次监测的结果
25、以手机短信方式发至工区主要负责人。6 资源配置计划6.1 监控量测组织机构监控量测工作是专业化较强的工作，为了确保监控量测数据的准确可靠，达到应有的精度，且施以监控量测信息指导施工，工区成立以总工程师为组长的监控量测小组。小组由熟悉监控量测工作的5名技术人员组成。组长：刘贵香副组长：周昊小组成员：赵刚强、高飞龙、戴阳、周大林6.2 监控量测主要设备监控量测设备配置见表6.2-1。表6.2-1 监控量测设备配置表序号监测项目仪器单位数量1洞内外观察数码相机、规尺套12地表沉降莱卡TS06全站仪台13拱顶下沉4净空收敛5数据处理三星电脑台16信息化数据上传华为智能手机台17强光手电把37 施工安全
26、保证措施（1）隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。（2）进行量测作业时，应做好监测仪器及测量人员的安全防护，量测断面两侧应摆放警示标记，并专人指挥洞内车辆及人员通行，当监控量测与其它工序出现干扰时，应优先进行量测作业。（3）所有参与监控量测的人员，应遵守安全操作规程和规章制度，佩戴齐备劳动防护用品。8 其他技术保证措施为保证量测数据的真实可靠及连续性，采取以下措施：（1）量测人员相对固定。（2）仪器的管理使用、保养、检验及资料整理由副组长负责，加强量测仪器的保护，确保仪器准确性。（3）量测设备，传感器等各种
27、元器件在使用前均经检查校准合格后方投入使用；（4）量测数据均经副组长检查，组长复核检查后方可上报。（5）量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行，并定期进行备份，防止计算机故障丢失数据资料。（6）在监测过程中遇到监测数据异常或观察到围岩或支护出现不稳定迹象时，应立即汇报给项目经理和总工，由项目经理和总工确定处理方案，并在24小时内提出书面报告和相应建议报送局经理部。（7）在施工过程中，除按规定及时提交监测成果外，还应实时综合分析量测数据，结合量测成果对隧道设计、施工提出合理的建议。9 附件（1）地表下沉观测记录表（1）拱顶沉降观测记录表（2）净空收敛观测记录表（3）监控量测周（月）报周（月）
28、报封面第01期 中铁四局宝兰客专线陕西段BLZQ-2标X工区XXX隧道（ DKxxx+xxx-DKxxx+xxx）施工监测成果周（月）报（xxxx年xx月xx日xxxx年xx月xx日）编制： 复核： 工区审查意见:总工程师： 项目经理： 经理部审查意见：总工程师： 项目经理： 月报内容1、 本月施工概况：本月晁峪隧道进口施工情况：本月开始洞口边仰坡开挖 ,对洞口地表沉降观测开始监测.2、 监测工作完成情况：本月量测情况简述：本月洞口地表1个量测断面,共11个监测点。3、 数据处理及分析：本月隧道洞口地表沉降下沉最大的点位为1、2 ，当月沉降3.6mm、3.6mm，累计沉降3.6mm、3.6mm
29、。监控量测坚持勤量测的原则。4、 下月计划：继续监测洞口地表沉降，待洞身开挖后，及时测量洞内拱顶沉降及净空收敛。5、 附：各“监测项目观测记录表和曲线图”晁峪隧道地表沉降观测数据表测点里程：DK661+649 初测时间：2013年4月26日点号：11总天数时间时间间隔（d）标高（m）本次下沉量（mm）下沉速率（mm/d）累计下沉量（mm）管理等级备注年月日时12013.4.269:001813.0235 0.00 0.00 0.00 22013.4.279:001813.0233 0.20 0.20 0.20 32013.4.289:001813.0230 0.30 0.30 0.50 42013.4.299:001813.0226 0.40 0.40 0.90 52013.4.309:001813.0216 1.00 1.00 1.90 测量： 复核： 现场监理： 日期：
