搜索
中铁二十局集团有限公司成贵客专第四分部第二工程架子队玛瑙山隧道监控量测专项方案编制：审核：技术负责人：部门负责人：中铁二十局集团有限公司成贵客专第四分部第二工程架子队二零一四年二月第一章简介1.1工程概况玛瑙山隧道位于宜宾市江安县底蓬镇柏杨坪村至大井镇黄桷湾。隧道起讫里程DK194+740～DK197+750，全长3010m，隧道线路走向由西北向东南，最大埋深250m。玛瑙山隧道为客运专线单洞双线隧道，线间距4.6m，设计行车速度为250Km/h。本隧道为直线段，隧道内纵坡采用单面下坡，坡度为14‰。玛瑙山隧道洞身以Ⅲ级围岩为主，Ⅳ、Ⅴ级围岩占开挖总长度的37.5%。隧区地表多为旱地、灌木、树林、水田，基岩零星出露。1.2监控量测目的为确保监控量测工作顺利正常开展，了解围岩状态，及时反馈信息于设计和指导施工，调整支护参数和二衬施作时间，确保施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，尽量降低监控量测费用，减少对工程施工的干扰，同时为加强监控量测实施人员规范操作，全面掌握监控量测实施全过程，结合隧道工程特点，制定本方案。1.3组织机构及作业程序组织机构：为保证监控量测工作正常有序开展，分部建立总工程师负责的管理体系，工程部和安质部负责对隧道的监控量测进行日常检查、指导和重大问题上报工作。并成立监控量测小组，制定各岗位职责，明确分工，责任到人。总负责人：分部总工程师，负责监控量测工作组织安排和重大问题的处理。主管部门：工程部、安质部，负责监控量测全面管理，日常检查、指导和重大问题上报工作，并参与重大问题的处理。监控量测负责人：测量队负责主管监控量测组工作，掌握监控量测工作状态，分析和上报有关监控量测数据和情况，制定处理措施，下达技术交底资料。及时组织相关人员开展监控量测工作，并对监控量测结果负责，分析监控量测数据和上报监控量测动态。现场监控量测实施人：监控量测组员（操作人员和资料员），操作人员负责现场监控量测具体实施，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、签认、汇总和归档等资料管理工作。作业程序：（1）熟悉资料（施工图纸、规范和作业指导书等）;（2）布点量测;（3）取得数据;（4）整理签认;（5）分析处理;（6）位移管理;（7）信息反馈;（8）工程对策;（9）资料归档。1.4作业准备量测仪器：量测仪器配备：数码相机、地质罗盘、收敛仪、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等。辅助工具：爬梯、手电筒及其它辅助工具。量测项目：根据设计要求，结合玛瑙山隧道具体情况，确定围岩量测必测项目。第二章监控量测方案2.1监控量测的基本要求1.成立相应的组织机构，配备专业人员和设备，掌握成熟、可靠地数据处理与分析技术。2.根据设计要求或隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等，编制《监控量测实施细则》或作业指导书，经监理或业主批准后严格实施。3.将现场监控量测作为工序引入作业循环，并结合地质预报做出评价，优化设计参数，实施动态管理。监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中，监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。4.监控量测工作必须紧接开挖、支护作业、埋点数量、位置、时间应符合设计或规范规定，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。测点应牢固，挂牌标示。5.施工过程中应加强资料收集与整理工作，工程竣工后，监控量测资料要纳入竣工文件。6.施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理，由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细记录。表2-1作业人员配备表监控量测小组组长1人测量人员2人技术员1人普工1人表2-2主要设备配置表全站仪1台精密水准仪器1台钢挂尺1把收敛计1把数码相机1台电脑1台隧道激光断面仪1台（可多个工作面共用）2.2监控量测流程图是分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划施工监控量测开挖工作面状态评价数据处理施工是否完成判断稳定性判断判断修改支护参数结束否施工准备2.3监控量测的主要内容根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定隧道监控量测的项目。量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类。1.必测项目包括：a、洞内外观察；b、净空变化；c、拱顶下沉；d、地表下沉。表2-1监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘、数码相机2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计、全站仪）0.1mm3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢挂尺或全站仪1mm4地表下沉水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1mm浅埋隧道必测（H0≤2b）2.选测项目包括：1）隧底隆起；2）围岩压力；3）钢架内力；4）喷射混凝土内力；5）二次衬砌内力；6）初期支护与二次衬砌间接压力；7）锚杆轴力；8）围岩内部位移；9）爆破振动；10）孔隙水压力；11）水量；12）纵向位移。表2-2监控量测选测项目序号监控量测项目测试方法和仪表测试精度备注1隧底隆起水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1mm2围岩内部位移多点位移计0.1mm3围岩压力压力盒0.001MPa4初支与二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa5钢架受力钢筋计、应变计0.1MPa6喷混凝土内力混凝土应变计10με7锚杆轴力钢筋计0.1MPa8二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计0.1MPa9爆破振动振动传感器、记录仪临近建筑物10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪注：H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。3.监控量测分类为了管理需要，通常将讲监控量测分为A类量测和B类量测。A类量测：是对隧道周边围岩稳定性进行判定、对设计参数的可靠性进行验证为目的的日常管理量测。A类量测项目主要为必测项目。B类量测：B类量测是为了解支护材料的动态及伴随开挖的周边围岩的动态，反馈于未开挖区间的设计施工；同时监测对临近建筑物的影响。B类量测项目如表2-3所示。表2-3B类量测项目及目的量测项目量测目的围岩接触应力量测把握初衬砌背面土压力锚杆轴力量测根据锚杆的变形分析锚杆轴力效果，判断锚杆长度、直径。初衬应变及钢筋应力量测把握钢筋的应力状态2.4洞内、外观察2.4.1、洞外观察洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。洞外监测的重点为洞口段和洞身浅埋段、山间洼地、岩堆、破碎带、岩溶漏斗区域及偏压洞口的地表开裂、下沉和隧道洞口边、仰坡的稳定状态、地表渗、流水等情况，每次观察后应做好详细记录或留下影像资料。2.4.2、洞内观察洞内观察可分为开挖工作面观察和已施地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后初喷混凝土之前进行一次，重点观察记录工作面的工程地质与水文地文情况，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。对地质条件复杂地段，应积累影像资料，作为地质变化的依据之一。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施。开挖工作面观察后应立即绘制开挖工作面地质素描图，填写工作面状态记录表及围岩级别判别卡。在观察中如发现地质条件恶化，应立即通知施工负责人采取应急措施。对已施地段的观察也应每天至少进行一次，观察的内容包括喷射砼、锚杆的工作状况，以及施工质量是否符合规定的要求。2.4.3、净空变形量观察净空变形量测断面的间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定为10～15m。净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初始读数是在开挖后12h内读数，最迟不大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成初期变形值的读数。2.4.4、地质素描何谓素描，也就是运用单色线条在平面上勾画出景物的立体形象。地质素描，就是从地质观点出发，运用透视原理和绘画技巧来表达地质现象或地质作用的画幅。在野外勾画的素描，往往要求在较短的时间内完成，通常就在野外地质记录本上画，不可能精工细画，也可称为地质素描草图。以铅笔作画较多，如技术熟练，用笔有把握，也可用钢笔作画。施工过程中，地质素描的主要内容包括：以地层结构为描述对象，重点反映岩石性质、岩层中的结构和构造特点。即在地质素描图中，应重点反映岩性、构造、层理、节理、褶皱、块状、断层等参数，对于水文地质，在地质素描图中也应用相就说明。通过地质素描资料的收集、对比，可以在一定程度上预测前方未开挖地段的地质状况，以便于及时调整施工方案。目前，各单位均已将地质素描作为超前地质预报的一种辅助手段。2.4.5、地质罗盘地质罗盘是进行地质素描必不可少的一种工具。借助它可以定出方向（方位角），观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置)。（1）地质罗盘的结构地质罗盘式样很多，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。如图2-1所示，由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。图2-1地质罗盘结构图a、磁针：按装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。b、水平刻度盘：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，o度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。c、竖直刻度盘：专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。d、悬锥：是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。e、水准器：通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。f、瞄准器：包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。（2）地质罗盘的使用方法1）在使用前必须进行磁偏角的校正。因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。2）方位角的测量是测定目的物与测者间的相对位置关系，也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝、对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了，可读磁针摆动时最小度数的二分之一处，测量其它要素读数时亦同样)。若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时，指北针读数表示测者位于测物的什么方向，此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向，与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒，故影响测物与测者的相对位置。为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针，此时所得读数即所求测物之方位角。3）岩层产状要素的测量岩层的空间位置决定于其产状要素，岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。测量岩层产状是地质素描的最基本的工作方法之一，必须熟练掌握。①岩层走向的测定岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高