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隧道围岩监控量测实施细则
宜万铁路W16标段内隧道洞身埋深大于300m的只有下村坝隧道和长鹰坝2号隧道,且埋深均小于400m,而且长度不大,地应力影响不会很大,不会产生较强的岩爆现象,但也应该注意对地应力的监测。但本标段隧道岩溶发育,工程地质和水文地质情况复杂。根据总指《宜万铁路建设防范高风险专项机制》的要求及宜万线实际施工情况,为确保隧道的设计合理、施工安全及运营安全,预防不良地质灾害的发生,特制定本实施细则。
1 组织机构、人员及职责 1.1组织机构〔图1
项目部总工 项目部工程 隧道一队隧道二队隧道三队隧道四队隧道五队隧道六队
1.2人员组成
表一 W16隧道施工量测监控组成员表
姓 名 王文义 阳敦国 林载顶 李金勇 姓 名 赵成满 徐立军 职 务 总工程师 工程部 技术主管 驻队工程师 职 务 技术主管 驻队工程师 职 称 高级工程师 高级工程师 工程师 工程师 职 称 工程师 工程师 .
文化程度 大学 大学 大专 大学 文化程度 大专 大学 组内职务 组 长 副组长 组 员 组 员 组内职务 组 员 组 员 单位 项目部 项目部 隧道一队 单位 隧道二队 .
姓 名 杨际碧 刘占才 林我清 李 珺 赵如意 李天洪 鲁呈祥 石 涛 职 务 技术主管 驻队工程师 技术主管 驻队工程师 技术主管 驻队工程师 技术主管 驻队工程师 职 称 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 文化程度 大专 大学 大学 大学 大学 大学 大专 大学 组内职务 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 单位 隧道三队 隧道四队 隧道五队 隧道六队 1.3 职责
1.3.1 负责编制隧道监控量测实施细则,包括量测项目及方法、量测仪器及设备、测点布置、量测程序、量测频率、数据处理及信息反馈方法等。
1.3.2 严格根据监控量测计划、方案,负责隧道监控量测,包括隧道周边位移、拱顶位移、地表观测等常规量测项目和围岩压力、围岩内部松动区范围、钢架及锚杆内力等特殊量测项目,对量测成果的真实性、可靠性及质量负责。监控量测资料应在实施细则规定的时间内经施工监理签认后,提交设计单位。
1.3.3 及时向项目总工汇报隧道内围岩稳定状态,并定期提出围岩稳定性和支护可靠性的书面报告。当量测结果出现危险信息时,应立即书面向项目总工汇报,并积极协助施工人员进行紧急处理。
1.3.4 协助设计院现场进行关键技术参数的测试及试验,并在时间和空间上提供必要的条件。
2 仪器设备的配置
本标段隧道监控量测所需主要仪器设备如下表：
表2 隧道监控量测所需主要仪器设备表
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名称 收敛计 水平仪 水准仪〔含塔尺 应变仪 水压仪 所需数量 6 6 6 6 6 现场已有数量 6 6 6 6 6 备注 满足需要 满足需要 满足需要 满足需要 满足需要 3 监控测试内容及要求 3.1 变形 3.1.1 洞外监测
洞外监测的重点为洞口段和洞身破碎带、岩溶漏斗区域及偏压洞口的地表开裂、下沉和隧道洞口的边、仰坡的稳定状态、地表渗、流水情况,每次观察后应做好详细记录。
拱顶下沉的量测必须在隧道开挖之前进行。量测断面应与隧道内的量测处于同一横断面,每个量测断面的观测点不少于7个,监控范围应延伸布置在隧道开挖影响范围以外。地表构筑物应在其周围增设观测点。量测应超前于隧道开挖工作面。监控量测时间应一直持续到地表下沉长期稳定、隧道衬砌施作完毕后停止。
3.1.2 洞内监测、松弛范围量测
拱顶下沉、净空水平收敛及隧底上鼓量测测点应尽可能靠近工作面埋设,量测在开挖后应及时进行,初读数应在开挖后8小时内且在下一循环开挖前读取,最迟不得超过12小时。量测断面间距、每个断面测点数量、量测频率根据表3、表4确定。
当围岩收敛速度<0.2mm/d变形趋于稳定,围岩变形基本稳定2-3周后结束量测工作。对浅埋隧道、破碎带、岩溶漏斗区域、偏压隧道、软弱围岩
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和高地应力隧道按设计要求延长量测时间。
3.1.3 岩体力学测试
岩石强度、采用点荷载,取样强度试验,弹性纵波速度测试。围岩压力,采用压力盒测试。
3.1.4 统一各种记录表格
必须项目量测端面间距和每断面量测点数表3
每断面测点数量 围岩级别 V-IV IV III 断面间距〔m 净空变化 5 20 30 2条基线 1条基线 1条基线 拱顶下沉 3点 1点 1点 量 测 频 率 表4
位移速度〔mm/d 量测断面距开挖面距离〔m ≥5 1-5 0.5-1 <0.2 注:b表示隧道开挖宽度 3.2 地应力测试
根据设计资料,由于本标段隧道埋深最大为360m,小于400m,受地应力影响较小,只在个别位置掘专门试验坑洞,采用应力解除法测试.
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量测频率 2次/d 1次/d 1次/3d 1次/3d 1次/7d <0-1>b <1-2>b <2-5>b >5b .
3.3 地表水文地质监测<详见综合超前地质预测预报实施细则> 4 监控量测项目及方法〔见表5：
隧道现场监控量测项目及方法表 表5
项目名称 地质和支护状况观察 水平净空收敛 拱顶下沉 方法及工具 岩性、结构面产状及支护裂隙观察 收敛计 水平仪、水准仪、钢尺或测杆 布置 开挖后及初期支护后进行 见表3 见表3 浅埋、洞口〔埋深40m,每10～20m一个断面,1～2次每断面3B范围/天 内至少有7个测点 0-18m 量测时间间隔 18-36m 36-90m 每次爆破后进行 见表4 见表4 >90m 必测项目 地表下沉 精密水准仪 水准尺 1次/天 1次/2天 1次/周 围岩内洞内钻孔安设每30～100m一部位移1～2次1次/2单点、多点式位个断面,每断1次/天 1次/周 <洞内/天 天 移计 面5个测点 设点> 各类电测锚杆,每一类围岩段1～2次1次/2选锚杆内锚杆测力器和选1组,每组1次/天 1次/周 /天 天 测力量测 拉拔器 3～5根 项地应力另掘专门试验因本标段隧道受地应力影响较小,只目 应力解除法 测试 洞 个别地段选做 每一围岩段选二次衬1组,每组2～51次/21～2次1～3次砌压应压力盒 1次/天 个点,每断面天 /周 /月 力量测 7～11个测点 5 具体操作要求 5.1准备工作
检查仪器表准备数量、质量,设备是否完好,如发现问题应及时修理、更换或补充。
检查测点是否松动或认为损坏,确认测点状态良好时方可进行量测。
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5.2量测过程要求
5.2.1按各项目量测的操作规程安装好仪器、仪表,每一测点测读3次,三次读数相差不大时,可取算术平均值作为观测值。若读数相差太大,应检查仪器安装是否正确,测点是否松动。
5.2.2每次测试都要作好记录,并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等,并保持原记录的准确性。
5.2.3在现场进行粗略的计算,若发现围岩与支护变形较大时,应及时通知现场施工负责人。
5.2.4测试完毕作好仪器的保养与保管工作。 5.3 初支与二衬接触面压力测量
为了掌握二衬的受力情况,在初期支护与二次衬砌接触面设置压力盒,获得实际衬砌上受力值,结合结构计算了解衬砌的安全状况。
压力盒的埋设要求和初期支护面应尽量密贴、铁丝固定,引线从衬砌段两端引出妥善保护。
压力盒的测试频率每天1次,数据稳定后每周一次。压力量测的数据按照格式表3的要求进行,压力盒测得的直接数据是频率,按照标定曲线兑算出压力。
压力盒埋设断面尽量和变形观测断面一致,便于以后数据分析。 结合现场情况做好测点的保护工作。 6 监控量测数据处理和反馈 6.1 地质素描
根据地质素描预测开挖前面前方围岩的地质状况,以便考虑选择施工
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方案、调整施工措施,其包括：
a在洞内直观评价当前暴露围岩的稳定状态,检验和修正初步设计的围岩类别,检验初步设计的支护参数是否合理,如不合理应予修正。
b根据当前围岩的地质特征,推断前方一段范围地段的地质特征,进行地质预报,防范不良地质突然出现或产生地质突变。
c根据地质预报,并结合对已做初期支护的实际工作状态的评价,预先确定下一循环的支护参数和施工措施。
6.2 量测数据散点图和曲线
及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。
当位移—时间曲线趋于平缓时,进行数据处理、回归分析,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时,表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时增加量测频率、密切监视围岩状态,并加强支护,必要时暂停开挖。
6.3 隧道地表下沉
地表下沉量测对隧道浅埋段尤为重要。若量测结果表明地表下沉量较大,或出现增大的趋势,则应采取加强支护和调整支护参数或调整施工措施。
6.4 周边位移
隧道围岩周边位移是判断围岩稳定状态的标准。由于量测误差造成的离散性,按实际数据所绘制的位移随时间变化恶散点图为上下波动,因而,需要对量测数据进行回归分析,从而找出时间与位移两个变量之间相关关系。我们将采用一元非线性回归方程进行回归处理。
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6.5 二次衬砌施做在满足下列要求时进行： a.各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定。 b.周边位移速率小于0.1～0.2mm/d 7 量测资料的整理和信息管理 7.1 资料的整理
现场量测资料应认真检查、审核和计算,每次量测结束后,应在两小时内进行资料的整理工作。
及时将量测资料填入有关图表,以便了解量测数据的变化规律,便于各量测断面围岩的稳定进行判断。
7.2 信息管理
7.2.1 分级管理标准划分：
分级管理等级表 表6
管理等级 III II I 管理位移 μ0<μn/3 μn/3<μ0<2μn/3 μ0>2μn/3 施工动态 可正常施工 应加强支护 应采取特殊措施 表中：μn为允许变位值,μ0为实际变位值。
μn的确定：考虑围岩类别、隧道埋深等因素并结合现场条件选
择。
7.2.2 监控量测信息管理
选择好管理等级标准和允许变位值后,可根据下列框图〔图2进行信息管理。
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当量测信息处于III级时,按正常规定时间上报资料。
当量测信息处于II级时,应立即书面报告项目总工,提出新的监控措施和施工建议。
当量测信息处于I级时,应立即口头告知现场施工负责人暂停施工,并书面报告项目总工,通知设计、监理现场会勘,制定施工方案和措施。
监控量测信息管理框图 图2
监测结果 是否超过I级管理 否 是否超过II级管理 否 是否超过III级管理 否 继续施工 加强支护 是 暂停施工 采取特殊措施 是 综合判断是否安全 不安全
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