隧洞安全监测方案.doc

1、湖北省鄂北地区水资源配置工程 2016 年第 13 标段余家沟渡槽霞家河暗涵施工（桩号： 258+490264+230）合同编号：EBSZY/JZAZ 2016-13隧洞安全监测方案批准： 审核： 编制： 黄河建工集团有限公司鄂北工程 2016 年第 13 标段项目部二一八年八月 目 录1、工程概况 .12、监控量测的目的 .13、编制依据及执行技术规范 .14、隧洞变形监测技术要求 .25、隧洞变形监测方案 .25.1 监测方案设计原则 .25.2 洞内施工期变形监测 .25.3 变形监测频率 .35.4 变形监测方法及数据处理 .46、隧洞沉降观测 .56.1 沉降变形测量点的布设 .56

2、.2 沉降观测方法及频次 .66.3 沉降观测要求 .67、监测控制标准及警戒值 .78、监测资料的分析、预测及信息反馈 .78.1 监测资料的反馈程序 .88.2 监测信息的反馈程序 .89、监控量测体系 .910、质量保证措施 .1011、安全环保、文明施工保证措施 .111隧洞安全监测方案1、工程概况湖北省鄂北地区水资源配置工程 2016 年第 13 标段，鄂北干渠桩号258+490264+230，总长 5.743km，其中隧洞 4 段，共计 2.8815km，分别是长0.2615km 的余家沟隧洞（桩号 258+668.5258+930） 、长 0.13km 的武胜关隧洞（桩号260+

3、570260+700） 、长 1.49km 的汉东寨隧洞（桩号 260+940262+430） 、长 1km 的霞家河隧洞（桩号 262+520263+520） 。隧洞设计断面均为城门洞形，城门洞形断面净尺寸为 2.83.08 m（bh） ，直墙高 2.27m，顶拱为半径 1.62m、角度 120的圆弧。本标段四条隧洞均处于低山丘陵地形，隧洞沿线未见大的断层和破碎带。隧洞围岩类别均为均为类，隧洞均处于地下水位之下，隧洞岩石渗透性较小，不存在大的涌水问题。2、监控量测的目的为了掌握围岩在开挖过程中的动态信息和支护结构的稳定状态，提供有关隧洞施工全面、系统的信息资料，为评价和修改支护参数，力学分析

4、及二次衬砌施作时提供信息依据，确保施工安全和支护结构的稳定。在施工中，监控量测是施工过程中必须的施工程序。对围岩支护系统的稳定状态进行监测，是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。 3、编制依据及执行技术规范1、招标文件2、投标文件3、批准的施工组织设计4、 工程测量规范 GB50026-20075、 水利水电工程施工测量规范 DL/T5173-20126、 建筑变形测量规范 JGJ8-20077、 铁路隧道监控量测技术规程 Q/CR9218-20158、 水利水电工程施工安全防护设施技术规范 SL714-20159、 水工建筑物地下开挖工程施工规范 SL714-201524、隧

5、洞变形监测技术要求在施工期的安全监测中，根据围岩类别隧洞开挖跨度及洞体埋深情况，按下表估算围岩的允许变形值作为围岩稳定状态的标准值。当实测围岩变形值出现下列情况之一时(见表 1)，应立即修正支护参数，进行二次支护或采取新的加固措施。表 1 隧洞变形量允许值表埋深（m）围岩类别300 0.100.30 0.200.50 0.401.20 0.150.50 0.401.20 0.802.0 0.200.80 0.601.60 1.003.00注 1:表中允许位移值用相对值表示 ,指两点间实测位移累计值与两测点间距离之比。注 2：脆性围岩取小值，塑性围岩取较大值。5、隧洞变形监测方案5.1 监测方案

6、设计原则岩体表面变形是隧洞开挖后其应力形态变化的直观反映，对于地下工程的稳定能提供较可靠的信息，也比较容易施测，故此进行隧洞施工期现场变形监测时量测相对位移值，即量测内空收敛变形。施工期现场监测实施的主要目的，在于掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈、指导施工作业；了解支护结构的作用和效果；确保工程施工安全和经济性；将监测的成果反馈于设计与施工过程中。5.2 洞内施工期变形监测按照上述设计原则及对施工监测条件的分析，本工程施工监测方案按照隧洞前期地质勘探结果，在隧洞相应位置埋设预埋件，预埋件的长度根据需要加工，连接件与预埋件进行焊接，并使销钉孔方向垂直于洞壁，布置示意图如图 5.2-1：3图 5

7、.2-1 变形监测点布置示意图本工程隧洞均为、类围岩，围岩完整性总体一般，局部裂隙发育。变形监测断面按照分段控制的原则，类围岩洞段每隔 3050m 设置一个变形监测断面，类围岩洞段每隔 1030m 设置一个变形监测断面，在开挖近掌子面的设计断面上埋设测点，测点按照下图进行布置（见图 5.2.1） ，量测采用数显收敛仪。并在、类围岩的不良地质洞段紧跟掌子面布置若干个变形监测断面，以掌握围岩和支护的变形动态信息。图5.2.1 、类围岩监测点布置图5.3 变形监测频率变形监测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表 5.3.1 和表 5.3.2 确定。由测点距开挖面的距离决定的监控量测频率和又

8、位移速度决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。表 5.3.1 按距开挖面距离确定的变形监测频率注：B 表示隧洞开挖宽度监控量测断面距开挖面距离（m） 监控量测频率（01）B 2 次/d（12）B 1 次/d（25）B 1 次/（2d3d）5B 1 次/(7d)4表 5.3.2 按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d） 监控量测频率5 2 次/d15 1 次/d0.51 1 次/ （2d3d）0.20.5 1 次/ （3d）0.2 1 次/ （7d）5.4 变形监测方法及数据处理1 首先在测点处牢固的埋设预埋件;预埋件长度根据需要加

9、工，连接件与预埋件的连接，应使销钉孔方向铅直。2 检查予埋测点有无损坏、松动并将测点灰尘擦净。3 打开收敛计钢尺摇把，拉出尺头挂钩放入测点孔内，将收敛计拉至另一测点，并将尺架挂钩挂入测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入与联尺架固定。4 调整调节螺母，仔细观察，使塑料窗口上的刻线对在张力窗口内标尺上的两条白线之间（每次应一致） 。5 记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度，每次基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于 0.05mm 时，应重新测试。6 测试过程中，若数显读数已超过 25mm ，则应将钢尺收拢（换尺孔） 25mm 重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间

10、距，以消除钢尺冲孔距离不精确造成的测量误差。7 记录数据、时间、温度、尺孔位置和测点编号。8 一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛计，打开尺卡收拢钢带尺，为下一次使用作好准备。9 记录数据有三项内容，包括数显读数；钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值，三次读数的偏差应小于 0.05mm。10 收敛变形观测的记录数据有三项内容，包括数显读数；钢卷尺使用长度及测点附近气温。一般情况下读数取三次平均值，三次读数的偏差应小于 0.05mm。11 基线两点间收敛值 S 按下式计算：)()(0nLDS5式中： 首次数显读数， （mm） ；0D首次钢尺长度， （mm） ；第

11、 n 次数显读数， （mm） ；n0L第 n 次钢尺长度， （mm） 。如第 n 次测量与首次测量的环境温度相差较大时，要进行温度修正。公式如下： nnLTL)( 0式中： 温度修正后钢尺长度， （mm） ；钢尺材料的线膨胀系数，取 1.17 ；610第 n 次量测环境温度， ()；T首次测量环境温度，()；o钢尺温度修正后收敛值 按下式计算：S LnDo基线缩短， 或 为正值，反之为负。6、隧洞沉降观测6.1 沉降变形测量点的布设沉降变形测量点分为基准点、工作点和观测点三类，其布设按下列要求：1 基准点，要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，基准点使用设计院移交的高程基准点。2 工作基点，要求

12、埋设在稳定区域，在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程的传递点。3 沉降观测点，直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。6.1.1 洞外沉降观测点的布设本标段隧洞洞外沉降监测主要对象为洞口高边坡，洞口仰坡及侧坡处因地下水含量变化及气温变化的影响，边坡稳定性较差，需对其定期监测，实时掌控其沉降情况，必6要时采取加强支护以保证边坡稳定。每隔 25m 布设一个监测点，在地面以下挖0.30.30.3m 的坑，用混凝土灌填并埋设钢筋（22） ，钢筋头露出混凝土面10mm（如图 6.

13、1.1） 。监控量测使用水准仪测定其高程，数据采集完成后进行沉降分析。图6.1.1 洞外沉降观测点布设示意图6.1.2 洞内沉降观测点的布设本标段隧洞为圆洞，结合隧洞内施工期开挖情况，洞内沉降观测主要对象为拱顶，测点同变形观测拱顶点，根据需要制作预埋件，预埋件为销钉，连接件焊接至预埋件，并使销钉孔方向垂直于洞壁，并将反光片贴在连接件上。6.2 沉降观测方法及频次1 洞外沉降观测采用四等水准单线路往返测，同一区段的往返测使用同一型号仪器及同一个标尺，观测时应在标尺分划线成像清晰而稳定时进行，气温突变时不得进行观测。2 洞内沉降观测采用四等水准单线路往返测，使用全站仪进行观测，每个断面应在开挖后立

14、即进行，至隧洞沉降稳定后进行定期观测并详细记录资料、绘制沉降时程曲线。3 洞内沉降观测一般不少于 3 个月，当观测数据不足或沉降评估不能满足设计要求时，适当延长观测期。沉降观测时间分为两个阶段：1)第一阶段是锚喷支护完成至沉降观测稳定。2)第二阶段为二衬后的 3 个月。4 为方便观测，沉降观测与隧洞收敛观测同时进行。6.3 沉降观测要求7隧洞水准路线观测按国家四等精密水准测量要求形成附合水准路线，沉降观测点位布设于观测断面隧道内壁两侧，水准路线观测示意图如图6.3所示：图6.3 隧洞沉降观测水准路线示意图7、监测控制标准及警戒值在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对

15、象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。在施工中，以表 7 的三级管理制度作为监测管理方式进行动态管理。取监测控制标准的 2/3 作为警戒值，将允许位移值和警戒值之间称为警戒范围，实测值如在此范围，则需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限；警戒值和基准值之间成为注意范围，当实测值在基准值以下时，说明围岩是稳定和安全的。当位移时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。表 7 变形管理表管理等级 管理位移 施工状态 U0U n/3 可正常施工 Un/3U 02U n/3 应注意，并加强监测 U02U n/3 应采取加强支护等措施注

16、：U 0实测位移值；U n允许位移值；U n的取值，即监测控制标准。根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在级管理阶段监测频率可适当放大一些；在级管理阶段则应注意加密监测次数；在级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达到 12 次 /天或更多。监测控制标准应由设计、监理、施工单位及业主根据工程情况共同确定。88、监测资料的分析、预测及信息反馈本标段监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。监测人员及时将监测情况汇报项目总工及项目经理，并按施工监理和设计单位要求提交监控量测报告

17、，同时对当月的施工情况进行评价并提出施工建议，及时反馈指导信息，调整施工参数，保证安全施工。8.1 监测资料的反馈程序为确保监测结果的质量，加快资料反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，监测结果及时上报，并定期向有关单位提交监测报表，同时附相应的测点位移时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。监测资料反馈程序见下图 8.1。监 控 量 测 结 果位移 是 否 超过级位移 是 否 超过级位移 是 否 超过级继续施工综合判断暂停施工否否否是安全不安全采取特殊措施图 8.1 监测资料反馈管理程序图(1)通过测点位移时间曲线的回归分析，推算最终位移、掌握结构及围岩位移变化规律。(2)当位移时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急剧增长现象，表明支护体系已呈不稳定状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。(3)测点实测变形量或用回归分析推算的最终变形量均应小于允许变形量。当位移变形速率无明显下降，而此时实测变形量已接近允许变形量，或支护混凝土表面已出现明显裂缝时，必须立即采取补强措施，并改变施工方法或施工参数。8.2 监测信息的反馈程序