围岩监控量测

围岩监控量测新建太原至焦作铁路8标段隧道工程 编号：TJZQ-08-1-16   围岩监控量测工程作业指导书  编制：审核：批准： 2016年10月28日发布2016年10月28日实施目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc466326492"1. 监控量测目的PAGEREF_Toc466326492\h2HYPERLINK\l"_Toc466326493"2. 监控量测计划PAGEREF_Toc466326493\h3HYPERLINK\l"_Toc466326494"3. 监控量测方法、测点布置与量测频率PAGEREF_Toc466326494\h3HYPERLINK\l"_Toc466326495"4. 监控量测数据的整理与反馈PAGEREF_Toc466326495\h6HYPERLINK\l"_Toc466326496"5. 监控量测管理PAGEREF_Toc466326496\h8HYPERLINK\l"_Toc466326497"6. 测试工作中的注意事项PAGEREF_Toc466326497\h9太焦铁路TJZQ-8标项目经理部一工区隧道围岩监控量测作业指导书1. 监控量测目的(1)监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的效果，保证围岩稳定和施工安全；(2)提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二衬与仰拱的施作时间；(3)通过对量测数据的处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和修正支护设计参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。2. 监控量测计划根据施工图设计和《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108—2002）的要求，本工程隧道监控量测将选择以下项目进行：必测项目包括：①洞内外观察；②净空水平收敛量测；③拱顶相对下沉量测；④浅埋地段地表下沉量测。选测项目包括：①地表下沉量测；②锚杆轴力量测；③钢架内力及所承受的荷载量测；④围岩、喷层、二衬应变量测；⑤围岩压力量测。监控量测仪器：全站仪、激光隧道限界检测仪、精密水准仪、收敛仪、隧道拱部位移计（挂钩式、振弦式钢筋计与频率仪、钢弦式压力计、振弦式钢筋计与频率仪）3. 监控量测方法、测点布置与量测频率监控量测施工流程见图3-1。（1）洞内外观察洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察。开挖工作面的观察，在每个开挖面进行。当围岩石质较好、地质情况基本无变化时，可每天进行一次；但在软弱围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查；若遇特殊不稳定情况时，派专人进行不间断的观察。观察后绘制开挖工作面略图并绘出地质素描图，填写工作面状态记录及围岩级别判定卡。观察内容包括：新开挖出的裸岩面节理裂隙发育情况、开挖工作面的稳定状态、涌水情况、围岩变形等。对已施工区段的观察，每天至少一次，观察内容包括：是否发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象、喷混凝土是否发生裂隙与剥离或剪切破坏、钢拱架有无被压变形情况、初期支护质量情况。洞外观察每天至少一次，内容包括：洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透情况等。（2）拱顶相对下沉及水平相对净空变化量测拱顶下沉及水平相对净空变化量测在同一断面进行，每个量测断面各布置一个拱顶下沉点和一条水平收敛量测侧线（全断面法）或二条净空水平收敛量测测线（台阶法）。净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初读数在开挖后12h内读取。量测断面间距：根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》要求，净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定。Ⅵ～Ⅴ级围岩地段5m；Ⅳ级围岩地段10m；Ⅲ级围岩地段30m；Ⅱ级围岩地段50m。为掌握各类围岩位移变化规律，应在各类围岩起始地段增设量测断面。在洞口及浅埋地段可根据现场实际情况适当增加监控量测断面。 表3-1 量测频率表变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离（m）量测频率备注≥5（0～1）B（1～2）次/dB表示隧道开挖宽度1～5（1～2）B1次/d0.5～1（1～2）B1次/（2～3）d0.2～0.5（2～5）B1次/2d＜0.2＞5B1次/周从上表中根据变形速度和距开挖面的距离，选择较高的一个量测频率。（3）浅埋地段地表下沉量测地表下沉量测的测点应与拱顶相对下沉及水平相对净空变化量测的测点布置在同一横断面内，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距按表3-2：表3-2 地表下沉量测断面间距隧道埋深H（m）量测断面间距（m）备注H＞2B50B表示隧道开挖宽度B＜H＜2B20H＜B10沉降点埋设：测点用顶端磨尖的φ18钢筋打入地面下60-80cm，低于地面5cm，并同地表隔离。基点选择在施工影响范围之外、通视良好的地方。基点不应少于2个，以便进行联测，确保结果的准确性。量测仪器：水准仪和全站仪。地表下沉量测在横断面方向的测点间隔取2～5m，一个量测断面内设7～11个测点。地表下沉量测在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。地表下沉量测频率和拱顶相对下沉及水平相对净空变化量测的频率相同。（4）锚杆轴力量测根据围岩条件，每断面设置2～5个测点，元件埋设初期测试频率要每天1～3次，随着围岩渐趋稳定，量测次数逐渐减少。当出现不稳定征兆时，增加量测次数。（5）钢架内力及所承受的荷载量测初期测试频率和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，直到无变化为止。（6）围岩、喷层、二衬应变量测初期测试频率和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，直到无变化为止。（7）围岩对钢拱架的压力量测采用能经受支撑屈服强度的压力盒，压力盒分别放在三个位置，钢拱架两侧拱脚处的底板下和拱顶连接点处两连接板之间。量测围岩压力的主要为压力盒及频率计。初期测试频率和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，直到无变化为止。4. 监控量测数据的整理与反馈（1）拱顶下沉、周边收敛测试数据填写记录表；（2）根据现场量测数据绘制位移—时间曲线或散点图，在位移—时间曲线趋于平缓时进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当位移—时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，施工部门及时加强支护，必要时停止掘进，并采取必要的安全措施。（3）根据位移变化速率判断围岩稳定状况，变形基本稳定应符合下列条件：隧道周边变形速率有明显减缓趋势；拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。（4）围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判断，并及时反馈于设计和施工中，根据水平相对净空变化值进行判断时，应符合《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》的有关规定。（5）测量过程中如发现异常现象或与设计不符时,应该及时提出,以便修改支护参数。（6）根据量测结果及《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》中6·3·3条规定进行隧道稳定性综合判别，可按表4-1"变形管理等级"指导施工。表4-1 变形管理等级管理等级管理位移施工状态备注ⅢU＜U0/3可正常施工U—实测位移值；U0—最大允许位移值。ⅡU0/3≤U≤2U0/3应加强支护ⅠU＞2U0/3应采取特殊措施（7）控制二次衬砌的施工时间二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定并满足下列条件立即施作：①隧洞周位移有明显减缓趋势。②拱脚附近水平收敛速度小于0.2mm/d或拱顶位移速度小于0.15mm/d。③收敛量已达总收敛量的80%-90%。④初期支护表面无再发展的明显裂缝。当不能满足上述条件。围岩变化无收敛趋势时，必须采取有效补强措施，使围岩-初期支护体系有一定的安全系数，然后立即施作二次衬砌，二次衬砌参数适当加强。为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测周报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。5. 监控量测管理各施工工区应指定专人负责此项工作。其主要职责有：（1）负责量测计划安排；（2）负责对量测资料进行整理；（3）及时向施工负责人汇报洞内围岩稳定状态，并定期提出围岩稳定性和支护可靠性的书面；（4）当量测结果出现危险信息时，应立即向施工负责人报告，并协助施工负责人进行紧急处理。6. 测试工作中的注意事项施工监测采用的机械式仪表和电子仪器，必须确保量测仪表具有良好的使用状态。（1）测试前应做到：①检查仪表设备是否完好，如发现问题及时修理或更换；②检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时方可进行测试工作。（2）测试工作中：①按各项量测的操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大时应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确认无误时再进行测试；②每次测试时都要做好记录，并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等，并保持原始记录的准确性；③在现场进行粗略计算，若发现变形较大时，应及时通知现场施工负责人。（3）测试完毕后应做到：①检查仪器、仪表，做好养护、保管工作；②及时进行资料整理。