监控量测施工作业指导书工指用Word格式.docx
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1编制目的1
2编制依据1
3适用范围1
4量测项目1
4.1必测项目1
4.2.选测项目2
5量测断面的间距和量测频率3
6测点设置4
8监测资料整理、数据分析及反馈6
9监控量测管理7
10监控量测质量保证措施8
宁杭客运专线Ⅰ标卧龙一号、卧龙二号隧道
监控量测作业指导书
1编制目的
现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分,它不仅能指导施工,预报险情,确保安全,而且通过现场监测获得围岩动态的信息(数据),为修正和确定初期支护参数,混凝土衬砌支护时间提供信息依据,为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。
2编制依据
(1)《客运专线铁路隧道工程施工指南》(TZ214-2005)
(2)宁杭客运专线卧龙一号、卧龙二号隧道施工图设计文件。
(3)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)[铁建设(2007)138号]
3适用范围
适用于宁杭客运专线I标卧龙一号、卧龙二号隧道围岩监控量测。
4量测项目
4.1必测项目
必测项目是施工中必须作为一道工序进行的监控量测项目,它包括:
A、洞内外观察:
根据《铁路隧道施工规范》要求,在隧道施工过程中应进行洞内、外观察,洞内观察可分为开挖面观察和已施工地段观察两部分。
工作面观察应在每次开挖后进行。
观察中发现围岩条件恶化时,立即采取相应的处理措施。
洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
对已施工地段的观察每天至少进行一次,主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架的工作状态
B、水平相对净空变化值的量测
C、拱顶下沉量测
4.2.选测项目
根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件自行确定的监控量测项目,作为必测项目的验证和补充。
它包括:
A、地表下沉量测
B、围岩压力量测
C、裂缝宽度量测
D、围岩弹性波速
监控量测的项目和方法
量测项目
量测部位、测点布置
量测仪器及方法
量测频率
必
测
项
目
明洞边坡稳定
边坡,每5~10m一个断面
全站仪、水准仪
开挖后进行
明洞基底稳定
基底,每5~10m一个断面
洞内外观察
工作面及已开挖部位
专业人员观察记录,地质素描
一般情况下每天一次,过断层或不良地质增加观测次数
周边位移
量测断面按Ⅴ级围岩10m设一个断面
收敛仪
第一次:
开挖后12h内及下一循环前(0~B):
1~2次/d;
(1~2)B:
1次/d;
(2~5)B:
1次/2d;
>
5B:
1次/周
注:
B为洞室宽度
拱顶下沉
水平仪或收敛仪
选
地表下沉
10~20m一个断面
水平仪
根据现场情况选测
围岩压力
根据设计或业主要求或于断层及其影响带内
LKX锚杆应力计
围岩弹性波速
SYC—2声波检测仪
裂缝宽度
按设计或业主要求进行
SDF—50测缝仪
5量测断面的间距和量测频率
(1)地质及支护状况的观察,对判断围岩稳定性、进行开挖前方的地质预报等十分重要,所以地质观察和记录对开挖后的每一个工作面都应进行,必要时还要进行地质描述.对初期支护应进行喷射混凝土、锚杆、钢架等的状况描述。
观察中发现围岩条件恶化时,立即采取相应的处理措施;
观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表。
(2)净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度等确定,其间距按表1采用。
拱顶下沉量测与净空水平收敛量测应在同一断面进行,并用相同的量测频率,从表2根据变形速度和距开挖工作面距离较高的一个量测频率。
拱顶下沉及周边收敛量测间距表(表1)
围岩级别
量测断面间距(m)
V(浅埋)
10~15
V(深埋)
20~30
Ⅳ(浅埋)
Ⅳ(深埋)
拱顶下沉及周边收敛量测频率表(表2)
变形速度(mm/d)
量测断面距开挖面距离(m)
≥5
(0~1)B
1~2次/天
1~5
(1~2)B
1次/天
0.5~1
1次/2天
0.2~0.5
(2~5)B
<0.2
>5B
B表示隧道开挖宽度
(3)地表下沉量应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定是否进行。
地表下沉量测的测点应与净空水平收敛及拱顶下沉量测的测点布置在同一断面内,沿隧道中线,地表下沉量测断面的间距可按表3采用。
地表下沉量测断面间距表(表3)
埋置深度H
H>2B
20~50
B<H<2B
10~20
H<B
10
注:
地表无建筑物时取表中上限值;
需要进行横断面方向地表下沉量测时,其测点间距取2~5m,在同一量测断面内取7~11个测点。
地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。
地表下沉量测在开挖面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)处开始,直到衬砌结构封闭,下沉基本停止时为止。
6测点设置
周边位移量测以水平相对净空变化值的量测为主,水平净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
拱顶下沉量的位置在每一断面宜布置1~3点。
若地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,应同时量测拱腰下沉及基底隆起量。
测点安装应能保证在开挖后12小时(最迟不超过24小时)内和在下一循环开挖前测到初次读数。
坑道周边收敛计可选球铰弹簧式或重垂式,拱顶下沉量测采用水平仪、水准尺和挂钩钢尺等,有条件时可采用激光隧道断面监测仪进行量测。
变形量测可采用单点或多点式锚头和传力杆,配以机械式百分表或点测位移计。
不同工法测点布设参见示意图。
测点布设示意图
7监控量测流程
围岩监控量测流程见下图7.1。
图7.1围岩监控量测流程
8监测资料整理、数据分析及反馈
现场量测所取得的原始数据,不可避免的会具有一定的离散性,其中包含着测量误差。
因此,应对所测数据进行一定的数学处理。
数学处理的目的是:
将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证,以确定量测数据的可靠性;
探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律,判定围岩和初期支护系统稳定状态。
在取得监测数据后,及时由专业监测人员整理分析监测数据。
结合围岩、支护受力及变形情况,进行分析判断,将实测值与允许值进行比较,及时绘制各种变形或应力~时间关系曲线,预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况,并将结果反馈给设计、监理,从而实现动态设计、动态施工。
目前,回归分析是量测数据数学处理的主要方法,通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。
具体方法如下:
(1)将量测记录及时输入计算机系统,根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线,见图4。
图4位移u-时间t的关系曲线图
(2)若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常,表明围岩和支护已呈不稳定状态,加强支护,必要时暂停开挖并进行施工处理。
(3)当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
(4)各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定后,进行二次衬砌的施作。
9监控量测管理
围岩稳定性的综合判别,应根据量测结果按以下方法进行。
(1)按变形管理等级指导施工,见表2。
表2变形管理等级
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U<
Uo/3
可正常施工
Ⅱ
Uo/3≤U≤2Uo/3
应加强支护
Ⅰ
U>
2Uo/3
停工,采取特殊措施后方可施工
U为实测位移值;
Uo为最大允许位移值。
(2)根据位移变化速度判别
净空变化速度持续大于5.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护。
水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d,围岩基本达到稳定。
在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用监控量测分析判别。
(3)根据位移时态曲线的形态来判别
当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t<0),围岩趋于稳定状态;
当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0),围岩不稳定,应加强支护;
当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t>0),围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,加强支护。
围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作,必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。
10监控量测质量保证措施
(1)将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。
各施工单位应组成专门监测小组,具体负责各项监测工作。
(2)制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。
(3)施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
(4)积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导,及时向监理、设计单位报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录,工程完成后,根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
(5)量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。
量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。
量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。
(6)测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作,及时进行资料整理及信息反馈。
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