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1、苏家坪隧道监测方案编制一工程概况隧道进口位于四川省广元市朝天区蒲家乡下甘子沟，隧道出口位于四川省广元市朝天区蒲家乡干溪沟。隧道起讫里程DK500+080DK500+992，全长912m,隧道洞身最大埋深183 m,。整座隧道为3.0的上坡，隧道11 m位于R-4500 m的左偏曲线上，31m位于R-4495.496 m的右偏曲线上。苏家坪隧道为双线隧道，所穿越的地质条件、三级，级为较稳定的砂岩，级为灰岩呈薄层状产出，层间为页岩；级处在洞口附近，围岩受风化影响岩体破碎，且层间结合差。本隧道采用双向掘进， 级围岩可采用全断面开挖， 级围岩采用三台阶法施工， 级围岩采用CD法施工，光面爆破技术.二.
2、监测项目及控制基准1 监测项目针对本工程的技术特点及周边环境条件，在区间布设较完善的监测网络。包括地监测与洞内监测两个方面内容。监测项目表序号监测项目监测仪器监测目的监测频率1地表下沉水准仪和水准尺了解施工过程中的地表沉降情况1） 开挖面距监测断面前后小于2D时，12次d，2） 开挖面距监测断面前后小于5D时，1次2d，3） 开挖面距监测断面前后大于5D时，1次周，随爆破随时进行2地表建筑沉降与倾斜水准仪和水准尺了解施工过程中建筑物沉降与倾斜情况评估建筑物是否安全3拱顶下沉水准仪和水准尺了解施工过程中初期支护结构变形情况4周边净空收敛收敛计了解施工过程中初期支护结构变形情况5地中土体垂直位移分
3、层沉降仪，沉降管了解施工过程中的地层不同深度的垂直变形情况6地中土体水平位移测斜仪，测斜管了解施工过程中的地层不同深度的水平变形情况7围岩压力压力传感器了解施工过程中的初期支护结构的荷载分布情况8钢筋格栅拱架应力钢筋计了解施工过程中的初期支护结构的内力分布情况9地下水位水位计，水位管了解施工对地下水位影响10爆破振动速度声波仪及测振仪了解爆破引起地表及建筑物的振动情况D为隧道跨度2 控制基准根据设计文件及周围环境条件，制定本工程的位移控制标准监测项目控制范围控制标准地表下沉 、类围岩 30 m m . 类围岩 19 m m、拱顶下沉及 类围岩 50m m 净空收敛 类围岩32m m类围岩19m
4、 m位移速度 、类围岩 5 m md 、类围岩3m md建筑物倾斜全线 3% 3。监测工作的目的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，指导工作。2） 遇见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然。3） 累计资料，为以后的隧道设计提供类比依据。4） 为确定隧道安全提供可靠的信息。5） 测量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。三. 监测点布设及结果分析判断标准 周边位移（收敛）监测隧道围岩周边个点趋向隧道中心的变形称为收敛。所谓隧道收敛位移量测主要是指对隧道壁面两点间水平距离的变形的量测，拱顶下沉以及地板隆起位移量的量测等。它是判断
5、围岩动态的主要的量测项目。隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。 1） 采用收敛计时，测点采用焊接或钻孔预埋。采用全站仪量测时，测点采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预处理件。净空变化量测测线数地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线-台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分布开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线，其余分部一条水平测线。监控量测控制基准监控量测控制基准包括隧道内位移、地表下沉、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建筑物特点和重要性等因素知道。跨
6、度7 mM12 m的隧道初期支护极限相对位移围岩等级隧道深埋h(m)h5050h300300H500拱脚水平相对净空变化()-0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.001.803.00拱顶相对下沉()-0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40位移控制基准类别距开挖面1B (U、B)距开挖面2B (U、2B)距开挖面较远允许值65%Uo90% U
7、o100% UoB为隧道开挖宽度，Uo为极限相对位移值。位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BU U1b/3U 2U1b/3U 2 U2b/3U为实测位移值。 拱顶下沉监测1） 拱顶下沉量测同位移变化量测一样，都是隧道监控量测的必测项目，最能直接反映围岩和初期支护的工作状态，其量测目的与周边收敛量测一样。目前拱顶下沉量测大多采用精密水准仪和铟钢挂尺等。2） 拱顶下沉监测测点的埋设，一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩(为保证测量精度，常在左右各增加一个测点，即埋设三个测点)，吊挂铟钢挂尺，用精密水准仪测量隧道拱顶绝对下沉量。可用钢筋弯成三角形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。 3） 测点
8、的大小要适中，过小：测量时不易找到：过大：爆破易被破坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以保证数据不中断。根据位移速率进行施工管理：1） 当位移速率大于1/d时，表明围岩处于剧烈变形阶段，应密切关注围岩动态。2） 当位移速率10.2/d时，表明围岩处于缓慢变形阶段。3） 当位移速率小于0.2/d时，表明围岩已达到基本稳定阶段，可进行二次衬砌作业。 地表下沉量测 1） 浅埋隧道通常位于软弱、破碎、自稳时间极短的围岩中，施工方法不妥极易发生冒顶塌方或地表有害下沉，当地表有建筑物时会危及其安全。浅埋隧道开挖时 可能会引起地层沉陷而波及地表，因此，地表下沉量测对浅埋隧
9、道的施工是十分重要的。2） 地表沉降量测仪器可采用精密水准仪、铟钢挂尺进行，基准点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周使用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。地表沉降量测方法和拱顶下沉量测方法相似，即通过测点不同时刻标高h，求出两次量测的差值h，即为该点的下沉值。(参考点必须设置在工程施工影响范围以外，以确保参考点。)读数时，各项限差宜严格控制，每个测点读数误差不宜超过0.3，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重新读后视点数，以作核对。首次测量时，对测点进行连续三次观测，三点高程之差应小于1.0./取平均值作为初始值。
10、3）测点布设 对于浅埋隧道地表沉降以及沉降的发展趋势是判断围岩稳定性的一个重要指标。用水准仪进行地面量测，简易可行，量测结果能反应浅埋隧道开挖过程中围岩变形的全过程。其量测精度一般为1.0。浅埋隧道地表沉降量测的重要性，随隧道埋深变浅而增大。地表沉降量测的重要性埋深重要性量测与否3BH小不必要2BH2B一般最好量测BH2B重要必须量测HB非常重要必须列为主要量测项目B为隧道直径，H为隧道埋深。浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布设在同一断面里程。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表沉降观察点。在隧道纵向至少布置一个纵向断面。在横断面上至少应布设11个测点，在
11、隧道中线附近应布置密集一些，远离隧道中线应疏一些。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按下表要求布置。地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2BHo2.5B2050B Ho2B1020HoB510 Ho为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。地表沉降测点横向间距为25 m，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho+B，地表有控制性建筑物时，量测范围应适当加宽。 围岩内变形量测1） 围岩内变形量测的目的：1：确定围岩位移随深度变化的关系。 2：找出围岩的移动范围，深入研究支架与围岩相互作用关系。 3：判断开挖后围岩的松动区，强度下降区以及弹性区的范围。 4：判断锚杆长度是否适宜，以便确定合理的锚杆
12、长度。 2）量测设备的选择： 围岩内变形量测的设备，主要使用位移计，它可量测隧道不同深度处围岩位移量，在选择位移计时应注意以下几点： 1：安装、量测方便，性能稳定可靠。 2：能较长期进行监测。 3：造孔方便，安装及时。 4：锚头抗震，能适应个类围岩，也可土中锚固。 5：精确度能满足生产、科研的要求。 6：价格低廉。 按测试装置的工作原理可分为电测式位移计和机械式位移计。电测式位移计是把非电量的位移通过传感器的机械运动转化为电量变化信号输出，再由导线传送给二次仪表，接受并显示。电测式位移计实施方便、操作安全、能够遥控、适应性强、灵敏度高，但受外界干扰较大，读数易受多种因素的综合影响稳定性差，且费
13、用较高。目前工程施工中多采用机械式位移计，按位移计可以测取位移量的个数多少，多点位移计可在围岩内部不同深度埋设多个测点，同时量测围岩内部不同深度的位移量。四 监测数据处理与应用 1）量测数据处理的目的： 由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定离散性，其中包含测量误差甚至测点误差。不经过整理和数学处理的量测数据难以进行直接利用，数学处理的目的是：1：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比，相互印证，已确认量测结果的可靠性。2：探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判断围岩和支护系统稳定的状态。 2）量测数据处理的内容和方法 1：绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线。
14、2：绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线 3：绘制位移、应力、应变随开挖面推进变化的曲线 4：绘制位移、应力、应变随围岩深度变化的曲线 5：绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上的分布图。 3）量测数据的应用 1： 根据最大位移进行施工管理隧道初期支护实测相对位移值或预测的总相对位移值（极限值）如下表;隧道初期支护实测相对位移Uo(%)围岩等级深埋h(m)h5050h300300 2Un3应采取特殊措施U为实测位移值; Un为最大允许位移值。公路隧道施工现场监控量测项目及量测要求序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1至15天16天至1月1至3月3个月以后1地质及支护状况观察围岩
15、地质描述，支护观察，罗盘开挖后及初期支护后进行，每隔10m左右做相关记录每次爆破后2周边水平收敛位移周边收敛计酌情布置断面，每断面12对测点1至2次每天1至2次每天1至3次每周1至3次每月3拱顶下沉水准仪、塔尺、钢卷尺酌情布置断面，每断面13对测点1至2次每天1至2次每天1至3次每周1至3次每月4地表下沉水准仪、塔尺根据工作需要在各洞口浅埋段地表布置断面和测点开挖面距量测断面前后3B时，1至2次每天;5B时，1次每周5围岩与喷射砼层解除压力双膜压力盒酌情布置断面，每断面布设5个测点1次每天1至 2次每天1至2次每周1至3次每月6钢支撑内力钢筋计酌情布置断面，每榀型钢断面布设10个左右测点1次每
16、天1次每2天1至2次每周1至3次每月 B为隧道开挖宽度。4）量测数据分析和反馈应用 1:周边位移的分析和反馈应用根据测量数据作出位移与时间及与掌子面的距离的关系图，现场量测主要以围岩周边位移作为围岩稳定性评价及围岩稳定状态判断的标准： 表示围岩趋于稳定，其支护结构是安全。 变形速率较长时间保持不变，应发出警告，及时加强支护系统。 表示已进入危险状态，需立即停工，采取有效的工程措施进行加固。 2：围岩内位移分析与反馈 围岩内位移观测是为了准确判断围岩的变化发展趋势，当总位移量和位移变化率过大时，必须加强支护或调整施工措施，以控制围岩的松动范围，如加密锚杆或加大锚杆长度。 3：锚杆内力分析与反馈
17、锚杆内力是检验锚杆效果与锚杆强度的依据，若锚杆轴力超过锚杆的屈服强度时，应改用高强度钢材加工锚杆或增加锚杆数量或加大锚杆直径。 4：围岩压力分析与反馈 变形量很大时，应加强支护，以限制围岩变形和控制围岩压力的增长。 变形量不是很大时，表明支护时间和支护封底时间可能过早，或支护尺寸或刚度过大，应适当调整修正支护设计参数。围岩压力很小但变形量很大时，表明围岩将失去稳定，应立即停止开挖，加强围岩和采取辅助施工措施进行加固处理。而围岩压力不大时，变形量也不大表明围岩和支护自稳性好，5：喷层压力分析与反馈喷层应力太大，或出现明显裂损或剥落、起鼓等现象时，应作处理，一般是适当增加喷层厚度。喷层以较厚，仍然
18、出现明显裂损或破落、起鼓等现象时，则不一定在增加喷层厚度，而应采取下列措施： 增加锚杆的长度和直径等。 改变封底时间。 调整施工措施 选择二次衬砌的最佳时机，并且要继续加强监控量测。6：地表下沉分析与反馈 正常情况是地表下沉量不大，且出现稳定，在没有出现稳定时，应继续进行监测，直至稳定。而地表下沉量较大，或出现增加的趋势时，应采取加强支护和调整施工措施： 适当增加混凝土厚度。 增加锚杆数量。 加挂钢筋网。 增加钢支撑数量。 超前支护。 缩短开挖循环进尺。 提前封闭仰拱。 预注浆加固围岩。7：围岩声波测试分析与反馈围岩声波波速量测得关系曲线，既反映围岩动态变化和物理力学特征，又用于确定围岩松动区
19、范围。围岩声波数据分析时与围岩内位移相互结合，综合分析和判断围岩的松弛情况。如：锚杆长度大于围岩松动区范围区时，锚杆才起到加固作用：若围岩松动区范围大于锚杆长度时，必须加长锚杆，使锚杆长度超过围岩松动圈。 8：爆破震动测试根据测到的震动波形，确定当次爆破震动峰值速度及其对应的主频率，结合地质和支护状况的观测，定出围岩质点震动速度的安全值，控制爆破的最大一段药量。当隧道向前掘进一段距离，测出震动随距离的衰减趋势时，利用回归分析方法及时寻找震动峰值速度随比例药量的衰减规律，绘制震动峰值速度随比例药量的衰减曲线，优化爆破参数。五：隧道监控量测组织与管理 人员组织 计划在隧道的进口个安排几名现场检测技
20、术人员常驻地工作。食宿条件需施工单位协助来共同解决。 质量保证措施 为保证隧道监控测量数据的真实性及可靠性，各部门采取以下质量保证措施： 监控人员相对固定。 仪器的管理采用专人使用专人保管，专人检验的方法。 量测设备、传感器等各种器件在使用前均检查校准合格后方可投入使用. 各量测项目在监测过程中应严格遵守相应的监控项目实施细则。 量测数据均经现场检查，室内复核两次检查后方可上报。 量测数据的储存计算管理均采用计算机系统进行。 各量测项目从设备的的管理、使用及量测资料的整理等均设专人来负责。 月报的提交方式根据隧道量测情况，每周提交周报，每个月向业主、监理单位、施工单位个提交一份监控量测阶段性月报，如遇量测数据异常及险情，以紧急报告或异常报告的形式向有关部门、单位汇报，同时在施工现场及时将量测信息反馈到施工过程中去，及时指导施工实践。 隧道主体工程施工完成后及时提交最终监控量测报告。目录一工程概况二.监测项目及控制基准1 监测项目2 控制基准3。 监测工作的目的三. 监测点布设及结果分析判断标准 周边位移（收敛）监测 拱顶下沉监测 地表下沉量测 围岩内变形量测四 监测数据处理与应用1）量测数据处理的目的： 2）量测数据处理的内容和方法 3）量测数据的应用4）量测数据分析和反馈应用五：隧道监控量测组织与管理 人员组织 质量保证措施 月报的提交方式
