昌宁L1隧道监控量测方案.doc

昌宁高速公路L1协议段项目经理部

隧道监控量测方案

编制：

复核：

审核：

江西省公路机械工程局
昌宁高速公路L1协议段项目经理部
一月四日

目 录
1、隧道概况 1
2、编制依据 1
3、仪器配置及人员组成 1
4、现场监测任务和目的 1
5、各项量测项目的监测方法 2
5.1必测项目 2
5.1.1隧道地质及支护状况变化情况观测 2
5.1.2周边位移净空收敛测试 2
5.1.3拱顶下沉量测 4
5.1.4地表下沉观测 4
5.2选测项目 5
5.2.1锚杆内力及抗拔力量测 5
6、监控量测数据的解决及信息反馈 6
7、监控量测工作对现场施工的指导及注意事项 7
8、隧道监测资料整理和存档 8

1、隧道概况
L1标有两座隧道，翠微峰一号隧道和翠微峰二号隧道，设计均为单洞双向两车道公路隧道。翠微峰一号隧道桩号为LK1+371~LK1+563,长度192米，净空10.4米×5米。翠微峰二号隧道桩号为LK2+165~LK3+816,长度1651米，净空10.4米×5米。
2、编制依据
(1)、南昌至宁都高速公路冈上至宁都段新建工程《两阶段施工图设计》
(2)、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2023)
3、仪器配置及人员组成
(1)、昌宁高速公路L1标隧道监控量测仪器配置表
仪器名称
型号
数量
备注
数显收敛计
JSS30A
1

精密水准仪
PLW1
1
配合铟钢直尺
锚杆拉力计
ML-200B
1

地质罗盘
DQY-1
1

数码相机
SOUJIA
1

(2)、经理部成立以项目总工为第一负责人的专门领导机构，由工程技术部具体负责实行隧道监控量测工作，部长负责督促贯彻。
4、现场监测任务和目的
（1）、通过对围岩变化情况及支护结构的观测和动态量测，对监测数据进行归纳整理，综合评价隧道在施工过程中的安全性，并提出注意事项和建议，以达成合理安排施工工序、进行平常施工管理、保证施工安全、修改设计参数和积累资料的目的。
（2）、通过对围岩和支护的变位、应力量测，对测量数据进行分析解决与必要的计算和判断后，及时进行预测和反馈，掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，以便指导现场施工作业。
（3）、经监测数据的分析解决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围岩及支护衬砌结构的稳定。
5、各项量测项目的监测方法
5.1必测项目
5.1.1隧道地质及支护状况变化情况观测
(1)、目的
重要是检查隧道的地质情况（围岩岩性、节理发育情况、岩层产状、破碎限度、地下水发育情况、不良地质情况）是否与原地勘资料相符，隧道支护结构在正常情况下和爆炸后的变化是否在设计和规范允许的范围内，对出现异常和不相符的及时向业主提交报告，以方便设计单位对支护参数进行修改，并对隧道围岩的发展趋势进行预测，对的施工方法和方案（台阶长度、各工序超前长度、爆破参数、进尺长度等）提出建议。
(2)、量测方法及量测频率
由量测人员进行肉眼观测，手工素描记录，采用地质罗盘、钢尺、等量测工具（必要时可采用数码摄像机录制地质剖面及支护状况）。在每次爆破和初期支护后立即进行，特别在地质情况发生变化、爆破参数发生改变时对初期支护和二次衬砌的变化加强量测，对观测内容作出具体记录，并绘制相应地质素描图，校核围岩分类，并预测前方围岩性质及也许出现的地质构造。
5.1.2周边位移净空收敛测试
(1)、目的
周边位移收敛监测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛值是最基本的量测数据，通过对围岩周边的水平净空收敛量及其速度进行观测，掌握围岩内部随时问变形的规律，从而判断围岩的稳定性和为拟定二次支护的时间提供依据；保证结构总变形量在规定允许值之内，更好地用于指导施工。
(2)、量测方法及量测频率
重要采用收敛计(收敛计测试精度为±0. 06mm)，测点的纵向间距应视需要而定，或在有代表性的地段选取若干个测试断面。凡是地质条件差或重要工程，应从密布点，其测试频率如表1所示。围岩表位移观测点的埋设采用钢筋混凝土钻孔浇注而成，埋没深度不小于0. 2m。测点在观测断面距离开挖面2.0m的范围内埋设，并在爆破后24小时内下一次爆破前测读初读数。其测线布置根据不同的施工方法和地质情况采用一条、二条、三条或四条，净空位移量测测线布置。 初测收敛断面应尽也许靠近开挖面，距离宜为1.0米，收敛测桩应牢固地埋设在围岩表面，其深度不宜大于20cm;收敛测桩在安装埋设后应注意保护，避免因测桩损坏而影响观测数据的准确性。
因收敛计是机械式仪器，为了减少观测时的人为误差，观测时应尽也许由固定人员和观测设备操作，并测读三次取其平均值，以保证观测精度。
净空收敛量测频率表（表1）
测试断面布置
量测间隔时间
1～15d
16d～l月
1月～3月
每10～50m一个断面，每断面2～3对测点
l～2次／d
1次／d
1～2次／周
净空收敛量测频率表（表2）
测试地段
开挖方法
一般地段
特殊地段
洞口附近
埋深小于2B
有偏压地段
全断面开挖
一条水平测线

三条测线

台阶法开挖
二条水平测线
二条测线
四条测线
四条测线
在隧道洞口段施工，或地质条件变差、量测值出现异常情况，量测频率应加大；必要时1h或更短时间量测一次；对于地质条件好的且收敛值稳定的隧道，可加大断面间距；对于围岩较差，收敛值长期不稳定，应缩小量测断面的间距。净空变化位移量测的频率同时可参照表3所示的位移变化速度及距开挖面的距离来拟定。
净空位移量测频率（表3）
位移速度
距工作面距离
量测频率
10mm/d以上
0～1B
1～2次/ld
10～5 mm/d
1B～2B
1次/ld
5~l mm/d
2B～5B
1次/2d
1mm/d以下
5B以上
1次／1周
备注：当水平收敛位移速度为0. 1～0. 2mm/d时，可以认为围岩基本稳定，此时可以停止观测。
注：B为隧道开挖宽度。
5.1.3拱顶下沉量测
(1)、目的
拱顶下沉量测也属于位移量测，通过测量观测点与基准点的相对高差变化量得出拱顶下沉量和下沉速度，其量测数据是判断支护效果，指导施工工序，保证施工质量和安全的最基本资料；拱顶下沉值重要用于确认围岩的稳定性，事先预报拱顶崩塌。
(2)、量测方法及量测频率
拱顶下沉观测采用精密水准仪、铟钢尺及钢挂尺，测量观测点与基准点之间的高差，从而计算出拱顶下沉量，观测精度为(0.1mm)。拱顶下沉测点的布置应与周边位移收敛一致，位于同一断面上，拱顶下沉观测频率如表4所示。
拱顶下沉观测频率表（表4）
测试断面布置
量测间隔时间
1～15d
16d～l月
1月～3月
每10～50m -个断面，每断面3个测点
1～2次／d
1次／d
1～2次／周
备注：当水平收敛位移速度为0. 1～0. 2mm/d时，可以认为围岩基本稳定，此时可以停止观测。
5.1.4地表下沉观测
(1)、目的
对因隧洞施工影响也许引起的地面建（构）筑物及地表沉降量、沉降速度进行观测。通过量测了解地表下沉的范围、量值、地表及地中下沉随工作面推动的规律、地表及地中下沉稳定的时间
(2)、量测方法及量测频率
根据开开挖断面、埋深及岩性情况，一般在III～I类围岩中且覆盖层厚度小于40m的段落，应进行地表沉降观测。观测点间距5～l0m，采用钻孔钢筋混凝土埋设。如有建筑物，沉降观测点则应埋在基础上或墙脚；地面沉降点尽也许埋入基岩中，若因表土层太厚，无法埋入，则按《建筑变形测量规范》规定采用混凝土墩方式埋设。在距隧道两侧80m以外稳固、不易受到破坏、且通视条件较好的地方埋设基准点，基准点的埋设采用直径16钢筋混凝土钻孔灌注，埋入基岩的深度不小于0. 3m，同时上设保护盖。每组基准点由2～3个基准点组成，各基准点之间的距离大于50m。采用精密水准仪和铟钢尺进行量测，仪器精度为0.1mm，观测精度按二级变形测量的精度规定进行，即允许观测误差为±0. 5mm。开始量测前布置好测点和基准点，并测量测点及基准点联网的相对高程。其测点布置为每5～50m 一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每5～20m 一个测点。观测间隔时间为开挖面距量测断面前后小于2倍隧道宽度时1～2次/d;开挖面距量测断面前后小于5倍隧道宽度时1次／2d;开挖面距量测断面前后大于5倍隧道宽度时1次／周。
5.2选测项目
5.2.1锚杆内力及抗拔力量测
(1)、目的
了解锚杆实际工作状态，结合位移量测，修正锚杆的设计参数。
(2)、量测方法及量测频率
锚杆抗拔力实验按《公路隧道施工技术规范》的规定采用拉拔仪，每l0m一个断面，每断面至少3根锚杆进行测试。对测试的锚杆在打设时预留不小于20cm的余长或随机抽测时采用焊接进行接长，用于拉拔仪对锚杆抗拔力的测试。
6、监控量测数据的解决及信息反馈
观测资料的整编，一方面对各类检测资料进行检查和审查：一要审核资料的完整性；二要审核资料的对的性和可靠性。根据知识、经验或理论审核资料的内容是否合理，是否符合实际情况等。将各项仪器的有关参数、仪器安装埋设后的初始读数和所有仪器设备档案卡等整编成册。定期检查监测设施和二次仪表是否对的，保证观测成果的准确性。建立安全监测数据库，及时整理分析资料，绘制测值变化过程线。
每次量测后及时对量测数据进行整理分析，若发现异常情况（如位移、应力忽然加大、位移应力变化速度忽然增快、地质情况发生突变等），当天以口头向项目经理、总工程师、作业队反报告，第二天整理成正式资料的形式提交；并提出解决措施的建议，如调整爆破参数、支护参数及方式等。
在每次测量后根据量测记录数据绘制时态曲线以及被测量位置的测点参数与开挖面距离之间的关系曲线。当位移—时间曲线趋于平缓时，应进行数据解决和回归分析，对最终位移进行推算并掌握位移变化规律。当位移—时间曲线出现反弯点时，则表白围岩和支护结构已处在不稳定状态，此时就密切监视围岩动态，并采用措施加强支护，必要时应暂停施工进行解决。
隧道任意点的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下表的规定。当位移变化率无明显改变，而实测位移值已接近表列数值，或喷射混凝土表面出现明显裂缝时，应立即采用补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。
隧道周边允许相对位移值(%)
允许相对位移值(%)
覆盖层厚度(m)
<50
50～300
>300
Ⅳ
0. 10～0. 30
0. 20～0. 50
0. 40～1. 20
III
0. 15～0. 50
0. 40～1. 20
0. 80～1. 20
II
0. 20～0. 80
0. 60～1. 60
1. 00～3.00
注：脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。
7、监控量测工作对现场施工的指导及注意事项
(1)、各种监测仪器的观测根据使用程序和仪器厂家说明书，采用相应的配套接受设备进行人工测试或自动采集测读。仪器安装、埋设前后，均按规定进行观测、了解仪器初始读数变化情况，判断仪器工作是否正常，其后按规定施工期测试规定进行观测，一方面对所有的监测施工进行检查，另一方面对工程的观测数据进行分析，提供建筑物工作状态前的基准值。
(2)、测读时应格外细心，以保证与观测系统相应的最高精度和观测资料的可靠性。
在开始观测一组新读数之前，应对观测仪器进行检查，以保证良好的功能。
(3)、仪器读数应记录在专用表格中，所有的读数应随时用于分析比较，从而可以检查出数据的变化或由于仪器的失灵和错读引起的异常。当第一次读数出现异常或可疑现象时，应进衍重读，并与第一次读数同时记录下来，对所有资料有影响的不正常的施工活动或其他外因都应记录。
(4)、一般情况下，测试的测点布置距开挖面应小于2m，测点埋设后，初次量测时间应在上次爆破掘进后24小时内，下次掘进之前进行。第一次量测初读数应反复测读，当连续量测3次的极差R<0. 18mm后，才干继续爆破掘进。
(5)、围岩和初期支护结构基本稳定应具有下列条件时，方可停止测量。
①隧道周边收敛速度有明显减缓均势；
②收敛量已达成总收敛量的80%以上；
③收敛速度小于0. 15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d。
(6)、隧道施工中出现下列情况之一时，应立即停工，采用措施进行解决。
①周边及开挖塌方、滑坡及破裂；
②量测数据有不断增大的趋势；
③支护结构变化过大或出现明显的受力裂缝且不断发展；
④时态曲线长时间没有变缓的趋势。
(7)、二次衬砌的施作应在满足下列规定期进行。
①各测试项目的位移速度明显收敛，围岩基本稳定；
②已产生的各项位移已达成预计总位移量的80%;
③周边位移速度小于0. 1～0. 2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07～0. l0mm/d；
④初期支护表面没有再发展的明显裂缝。
(8)、为保持围岩自身的支持能力，随时注意观测支护的变化状况、防止围岩出现过大的变形。对支护进行量测，评估其可靠性。在拱部、边墙等部位设立观测点，进行位移一时间关系的量测，随时反馈信息，一旦发现位移增长率突变等反常现象，位移值超过允许的范围而仍无停止趋势，应及时采用加强措施。通过量测指导喷射混凝土的厚度。
(9)、同时观测洞内围岩风化、裂隙的发育趋势以及地下水情况及喷射混凝土的效果。
(10)、在也许产生地表塌陷之处设立地表观测点进行观测，密切监测地表构筑物的变化。
(11)、协调好施工与监测仪器安装、观测的互相干扰，采用有效的防护措施避免仪器、设备受到人为和机械的破坏。
(12)、每次爆破开挖后，应采用通风及洒水等措施及时除烟、除尘，以保证人身安全和正常循环施工，保证量测工作及时跟上。
(13)、净空收敛等高空作业，要严格按照操作规程标准化、正规化作业，检测人员须带安全帽。作业时须派专人指挥洞内车辆通行。
(14)、洞内作业应保证照明亮度。
8、隧道监测资料整理和存档
(1)、每次量测结束后，对现场量测资料认真检查、审核和计算，及时将量测资料填入有关图表，形成地表下沉随时间变化图；净空变位速度随时间变化图；拱顶下沉随时间变化图；围岩变位随时间变化图，以便了解量测数据的变化规律，同时建立质量信息反馈系统，发现问题及时反馈，使之能得到适当的解决。
(2)、分析、对比量测数据和随时间变化图，预测变形量并对变形量进行验证。
(3)、资料归档，按照工程技术规范规定编制质量文献，作好文献控制管理。监控量测结束后，形成总的监控量测报告。