拉日隧道(监测方案)

隧道监控量测实施方案1 工程概况1.1 新柳梧隧道1.1.1 简介新柳梧隧道属于拉日铁路拉萨至日喀则新建工程（青藏公司管段）站前施工TJ1标,隧道起迄里程DK2+336DK2+686,中心里程为DK2+511，其中包含29米明洞，全长350m。隧道位于半径为1200的曲线上，缓和曲线的长度为150m，隧道为单线下坡隧道，坡度4.5。整个隧道围岩级别包含、级围岩，其中级围岩长150m，级围岩长70m，级围岩长57m；级围岩长44m。、级围岩采用台阶法施工，、级围岩仰拱采用复合衬砌。1.1.2 地质情况1.1.2.1 地形地貌新柳梧隧道位于拉萨河宽谷区左岸，拉萨火车站西侧，右侧为既有青藏铁路柳梧隧道。该施工区域属于柳梧新区，离市区仅5km左右。1.1.2.2 地层岩性本隧道所处地段，地层主要为第四系全新统风积细砂（Q4eol4），冲积细砂（Q4al4）、砾砂（Q4al5）、粗圆砾土（Q4al6），基岩为喜山期闪长岩。该隧道位于冈底斯念青唐古拉板片南部前缘，所在地区新构造运动较活跃。印度板块在新生代早期完成了雅鲁藏布江缝合带的拼合后，仍在向北运动，使得本区仍在整体抬升，斜掀和差异性的上升运动，致使岩体节理裂隙发育，多为密闭节理，节理间距0.050.5m。1.1.2.3气象、水文地质条件该地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉，无霜期短，空气相对湿度小，昼夜温差大，日照充足丰富，冬春两季干燥风沙大，多雷暴。年平均气温8.4，极端最高气温29.9，极端最低气温-16.5。降雨量年分布不均衡，雨季多集中在每年的69月，年平均降雨量461.4mm，年最大风速15.0m/s主导风向SW，年平均大风日数（8级）6.9天。土壤最大季节冻土深度26cm。工程区域属拉萨河水系，据钻孔揭示，隧道进出口均见地下水，主要为第四系潜水，地下水位埋深813m。隧道区地下水类型为基岩裂隙水。地下水水质良好，对混泥土不具侵蚀性。1.1.2.4不良地质及特殊岩土地质较为复杂，隧道进出口分布有半固定沙丘，地表植被稀疏，风沙层58m,以粉砂、细沙为主。另外，隧道进口地下水位以下的饱和细沙层存在沙土液化现象。1.1.2.5 地震动参数地震动参数：地震基本烈度：八度1.2 忠才山隧道1.2.1 简介忠才山隧道属于拉日铁路拉萨至日喀则新建工程（青藏公司管段）站前施工TJ1标,隧道起迄里程DK6+370DK7+220,中心里程为DK6+795，其中包含42米明洞，全长850m。隧道除拉萨端413.03m位于R-2000m的曲线上，其余段均位于直线上。隧道从3的上坡至里程DK7+000后采用3的下坡出洞。整个隧道围岩级别包含、级围岩，其中级围岩长277m，级围岩长320m，级围岩长112m，级围岩长69m；级围岩长60m。、复合衬砌。1.2.2 地质情况1.2.2.1 地形地貌忠才山隧道位于距拉萨市约10km处，为拉萨河左岸地高山余脉，该山体呈带状伸入拉萨河冲洪积阶地。1.5.2.2 地层岩性本隧道所处地段，地层主要为第四系全新统风积细砂（Q4eol4），冲积细砂（Q4al4）、砾砂（Q4al5）、粗圆砾土（Q4al6），基岩为喜山期闪长岩。该隧道位于冈底斯念青唐古拉板片南部前缘，所在地区新构造运动较活跃。印度板块在新生代早期完成了雅鲁藏布江缝合带的拼合后，仍在向北运动，使得本区仍在整体抬升，斜掀和差异性的上升运动，致使岩体节理裂隙发育，多为密闭节理，节理间距0.050.5m。1.2.2.3气象、水文地质条件该地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉，无霜期短，空气相对湿度小，昼夜温差大，日照充足丰富，冬春两季干燥风沙大，多雷暴。年平均气温8.4，极端最高气温29.9，极端最低气温-16.5。降雨量年分布不均衡，雨季多集中在每年的69月，年平均降雨量461.4mm，年最大风速15.0m/s主导风向SW，年平均大风日数（8级）6.9天。土壤最大季节冻土深度26cm。工程区域属拉萨河水系，据钻孔揭示，隧道进出口均见地下水，主要为第四系潜水，地下水位埋深813m。隧道区地下水类型为基岩裂隙水。地下水水质良好，对混泥土不具侵蚀性。1.2.2.4不良地质及特殊岩土地质较为复杂，隧道进出口分布有半固定沙丘，地表植被稀疏，风沙层58m,以粉砂、细沙为主。另外，隧道进口地下水位以下的饱和细沙层存在沙土液化现象。1.2.2.5 地震动参数地震动参数：地震基本烈度：八度1.3 拉萨河隧道1.3.1 简介拉萨河隧道属于拉日铁路拉萨至日喀则新建工程（青藏公司管段）站前施工TJ1标,隧道起迄里程DK10+940DK11+734,中心里程为DK11+337，其中包含59米明洞，全长794m。隧道除进口端307.42m位于R-1600m的曲线上和出口端353.89m位于R-2000的曲线上外，其余段均位于直线上。隧道纵坡依次为9、5的上坡、5的下坡。整个隧道围岩级别包含、级围岩，其中级围岩长100m，级围岩长330m，级围岩长144m，级围岩长49m；级围岩长30m。、为复合衬砌。 1.3.2 地质情况1.3.2.1 地形地貌拉萨河隧道位于拉萨河宽谷区左岸，洞身穿越一低高山山体，地形起伏，山体自然坡度3040，山体坡面上植被稀疏，洞身浅埋段有冲击发育。进口地段地表分布有沙层；山梁上有基岩裸露，受节理裂隙法乐及风化作用影响，易形成危岩落石；浅埋段分布有风积沙，出口段只要为坡积，洪积碎石类土。1.3.2.2 地层岩性（1）拉萨河隧道穿越的地层主要为第四系全新统风积细砂（Q4eol4），冲积细砂（Q4al4）、砾砂（Q4al5）、细圆砾土（Q4pl6）、细角砾土（Q4pl6），坡积粗角砾土（Q4dl6），基岩为喜山期花岗岩。1.3.2.3气象、水文地质条件本地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉、无霜期短、空气相对湿度小、昼夜温差大、日照充足丰富、冬春两季干燥风沙大、多雷暴等特征。年平均气温6.7，极端最高气温28.5，极端最低气温-25.1，最热月平均气温14.6，最冷月平均气温-3.5，降雨量年分布不均衡，雨季多集中在每年的69月，年平均降水量469.9mm，年最大降水量752.1mm，年平均蒸发量2068.6mm，年平均风速14.7m/s,最大风速30.0m/s，年平均大风日数(8级)19天。土壤最大冻土深度26cm。工程区域内较大的河流为拉萨河，为常年流水河，流量较大，水质清澈，水量随季节变化而变化。隧道区基岩中赋存少量基岩裂隙水，主要受大气降水补给地下水不发育，属贫水区。1.3.2.4不良地质及特殊岩土隧道进出口存在不良地质：A危岩、落石主要分布于拉萨河隧道进、出口端，在线路里程DK11+000+100、DK11+590710右测范围内，山体顶部与坡面基岩裸露，山势陡峻，岩体节理隙发育。岩体多被切割成碎石状、块状，易形成危岩落石，落石直径一般在0.21.5之间。B风积砂隧道洞身浅埋段发育半固定沙丘，砂层厚约5m，沟内及坡面植被稀疏，沙害较为严重。1.3.2.5 地震动参数地震动参数：地震基本烈度：八度1.4 曲龙隧道1.4.1 简介曲龙隧道位于白德站位东侧，洞身穿越一低高山山体，地势上隧道进、出口两端低而洞身部位高，地形起伏较大，相对高差达140m。进出口地段地表分布有粉砂、粗角砾土，山梁上基岩裸露，山体坡面上植被较稀疏。该隧道附近尚有乡村道路绕山通过，交通较为便利。隧道起迄里程为DK14+710DK15+126，隧道全长416m，为单线隧道。隧道位于直线上；隧道纵坡为4的上坡。1.4.2 地质情况1.4.2.1地层岩性隧道处的地层主要为第四系全新统风积粉砂，坡积粗角砾土地，洪积块石土，冲积粗圆砾土，基岩为燕山期闪长岩。1.4.2.2地质构造该隧位于冈底斯-念青唐古拉板片南部前缘，所在地区新构造运动较为活跃。印度板块在新生代早期（渐新世-中新世）完成了雅鲁藏布江缝合带的拼合后，仍在向北运动，使得本区仍存在整体抬升，斜掀和差异性的上升运动。根据区域地质报告及对隧道区的地质调绘，隧道通过区域未见大的区域构造发育，但受多期区域构造及新构造运动影响，岩体节理裂隙发育，主要节理产状：N75W/57N、N65W/85S、N80W/45N。1.4.2.3 地震动参数根据中国地震参数区划图（GB18306-2001）的划分，地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期0.45S，相当于基本烈度八度。1.4.2.4气象条件 该地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉，无霜期短，空气相对湿度小，昼夜温差大、日照充足丰富，冬春两季干燥风沙大、多雷暴等特征。年平均气温8.4，极端最高气温29.9，极端最低气温-16.5，最热月平均气温15.4，最冷月平均气温-1.9，降雨量年分布不均衡，雨季多集中在每年的69月，年平均降水量461.4mm，年最大降水量796.6mm，年平均蒸发量2300.4mm，年最大蒸发量2659.6mm，年平均风速1.76m/s主导风向E，最大风速15.0m/s主导风向SW，年平均大风日数（8级）6.9天。土壤最大季节冻土深度26cm。1.4.2.5水文地质特征工程区域内较大的河流为拉萨河，为一常年流水，流量较大，水质清澈，水量随季节变化面变化。隧道洞身浅埋段浅埋沟谷中未见地表水。 隧道区地下水类型为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要以浅部风化裂隙网状水与深部构造裂隙脉状水的形式存在。由于该隧道较短，且通过一低高山梁，地下水赋存量较少。环境水对圬工无侵蚀性。1.4.2.6不良地质 风积沙：隧道进口发育半固定沙丘，影响到线路两侧100200m,砂层厚513m。成份以粉砂、细砂为主，淡黄色，砂质较均，局部杂少量砾石。风沙来源主要为就地起沙，沙源较丰富。由于受拉萨河宽谷风向影响，主导风向为N70E，地表植被稀少。风源来源主要为就地起沙，沙源丰富。危岩、落石：隧道的进出口附近，由于山体顶部及坡面基岩裸露，出露基岩主要为喜山期闪长岩，山势陡峻，节理裂隙发育，N75W/57N、N65W/85S、N80W/45N，节理间距0.2 1.0m，多为张开节理，无填充。岩体被切割成块状，块石状，形成危岩落石，落石粒径一般在0.21.5m之间。1.5 白德村隧道1.5.1 简介白德村隧道位于白德站位东侧，隧道最大埋深163m，该隧道工程附近有乡村道路绕山通过，交通较为便利。白德村隧道位于拉萨河谷宽谷区左岸，洞身穿越低高山山体，地势起伏，隧道最大埋深160m，除隧道进出口端地表有风积沙分布外，洞身多基岩裸露，植被稀疏。隧道全位于9的单面下坡，隧道除出口段205.3m位于半径为2000m的曲线上外其余均位于直线上。隧道起讫里程为DK15+956DK16+688,隧道全长732m，为单线隧道。1.5.2 地质情况1.5.2.1地层岩性隧道处的地层主要为第四系全新统风积粉砂，坡积粗角砾土地，洪积块石土，冲积粗圆砾土，基岩为燕山期闪长岩。1.5.2.2地质构造该隧位于冈底斯-念青唐古拉板片南部前缘，所在地区新构造运动较为活跃。印度板块在新生代早期（渐新世-中新世）完成了雅鲁藏布江缝合带的拼合后，仍在向北运动，使得本区仍存在整体抬升，斜掀和差异性的上升运动。根据区域地质报告及对隧道区的地质调绘，隧道通过区域未见大的区域构造发育，但受多期区域构造及新构造运动影响，岩体节理裂隙发育，一般大于3组，主要节理产状：N65E/50S、N75E/30S、N45W/80N、N85E/75N。1.5.2.3地震动参数根据中国地震参数区划图（GB18306-2001）的划分，地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期0.45S，相当于基本烈度八度。1.5.2.4气象条件 该地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉，无霜期短，空气相对湿度小，昼夜温差大、日照充足丰富，冬春两季干燥风沙大、多雷暴等特征。年平均气温8.4，极端最高气温29.9，极端最低气温-16.5，最热月平均气温15.4，最冷月平均气温-1.9，降雨量年分布不均衡，雨季多集中在每年的69月，年平均降水量461.4mm，年最大降水量796.6mm，年平均蒸发量2300.4mm，年最大蒸发量2659.6mm，年平均风速1.76m/s主导风向E，最大风速15.0m/s主导风向SW，年平均大风日数（8级）6.9天。土壤最大季节冻土深度26cm。1.5.2.5水文地质特征工程区域内较大的河流为拉萨河，为一常年流水，流量较大，水质清澈，水量随季节变化面变化。隧道洞身浅埋段浅埋沟谷中未见地表水。 隧道出口端（DK16+700）附近钻探揭示地下水位埋深约16m，为第四系孔隙潜水，含水层主要为砂类土，主要受大气降水补给，水质良好，对混凝土无侵蚀性。根据隧道区地形地貌，地层岩性及地质构造等条件，隧道区区地下水类型主要为基岩裂隙水，本隧道通过地段为基岩裂隙贫水区，地下水主要接受大气降水渗入补给。地下水水质良好，对混凝土不具侵蚀性。1.5.2.6不良地质 风积沙：隧道进口端里程DK15+970DK16+020段、隧道出口均分布有半固定沙地，地表植被稀疏，风沙层厚69m，成份以粉砂、细砂为主，淡黄色，砂质较均，局部杂少量砾石。风沙来源主要为就地起沙，沙源较丰富。由于受拉萨河宽谷风向影响，每年均有扬尘、沙层暴发生。主导风向为N67E和N70E，风沙危害较为严重。 危岩、落石：该隧道的进出口坡面及山体顶部发育危岩、落石，尤其隧道出口附近较为严重。山体顶部及坡面基岩裸露，山势陡峻，出露基岩主要为喜山期闪长岩，节理裂隙发育，岩体物理风化作用强烈，地表岩体多呈碎石、块石状及块状，坡面分布有落石，粒径一般0.20.8m；隧道出口附近落石粒径一般0.31.5m1.6 财港山隧道1.6.1 简介财港山隧道位于拉萨市财纳乡境内。隧道全长1290m，隧道进出口里程分别为DK29809、DK31+099。出口明洞接长22m。其中围岩93m,V级围岩总长60m， IV级围岩总长275m， III级围岩总长569m， II级围岩总长160m。1.6.2 地质情况1.6.2.1 地形地貌财港山隧道位于财纳乡境内，隧道穿越区为协荣站位东侧一低高山山体，地势起伏较大，进口地段地表分布有风积砂，植被稀少，出口地段地表为洪积形成的沙地，植被稀少，山梁上基岩裸露。隧道全位于3.5、6的人字坡。在隧道进口处200m处有拉贡路基4标的项目部驻地，另有正在施工的拉贡专用公路的便道，交通重要条件较好。1.6.2.2 地层岩性根据钻探及地质调绘，隧道沿线所经过的地层主要为：第四系全新统风积细砂、洪积细砂、粗砂、砾砂、碎石土、块石土、坡积粗角砾土，基岩为燕山期花岗岩。1.6.2.3 地质构造该隧道工程位于冈底斯念青唐古拉板块南部。所在地区新构造运动较活跃。印度板块在新生代早期（渐新世中新世）完成了雅鲁藏布江缝合带的拼合后，仍在向北运动，使得本区仍存在整体抬升、斜掀和差异性的上升运动。根据区域地质报告及对隧道区的地质调绘，隧道通过区域未见大的区域构造发育，但受多期区域构造及新构造运动影响，岩体节理裂隙发育，岩体多呈块状构造。节理一般大于3组，主要节理产状：N80W/52S、N50W/61N 、N50E/48N,微张一张开节理，无充填，节理间距0.22.0m。岩体被切割成碎石状、块状。1.6.2.4气象、水文地质条件工程区域属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉、无霜期短、空气相对湿度小、昼夜温差大、日照充足丰富、冬春两季干燥风沙大、多雷暴。年平均气温8.4，极端最高气温29.9，极端最低气温-16.5，最热月平均气温15.4，最冷月平均气温-1.9，降雨量年分布不均匀，雨季多集中在每年69月，年平均降水量461.4mm，年最大降雨量796.6mm，年平均蒸发量2300.4mm，年平均风速1.76m/s主导风向E，最大风速15m/s，年平均大风日数（8级）6.9天。土壤最大季节冻土深度26cm。工程区域内较大的河流为拉萨河，为一常年流水，流量较大，水质清澈，水量随季节变化而变化。洞身浅埋得沟谷中未见地表水出露， 从洞身沟谷地形，覆盖层形态上看，易行成间隙性流水，应考虑对隧道影响。隧道进口端地下水位埋深约16m，为第四系孔隙潜水，含水层主要为砂类土，主要受大气降水补给，水质良好，对混凝土无侵蚀。 根据隧道区地形地貌、地层岩性及地质构造等条件，隧道洞身区地下水类型主要为基岩裂隙水，基岩裂隙水主要以浅部风化裂隙网状水与深部构造裂隙脉状水的形式存在，地下水赋存量较小。属基岩裂隙贫水区，地下水主要接受大气降水渗入补给。1.6.2.5不良地质及特殊岩土风积砂：隧道进口端（DK29+790DK29+890段）发育半固定沙地，主导风向N30E，地表植被稀疏，风沙层厚35cm，成分以粉砂、细砂为主。隧道出口段发育半固定沙地，风沙来源主要为河床就地起沙，沙源较丰富。由于受拉萨河宽谷区春、冬季大风的影响，每年均有沙尘、沙尘暴的发生。本区主导风向N30E，风沙对隧道工程有一定影响。危岩，落石：该隧道进出口端及山坡坡面，自然山坡陡峭，基岩裸露，出露基岩主要为喜山期花岗岩，受区域地质构造作用的影响，岩体节理裂隙发育，主要节理产状：80W/52S,N50W/61N,N50E/48N,微张-张开节理，无填充，节理间距0.20.1m，岩体被切成碎石状，块石状，易形成危岩落石，粒径一般1.0m左右，个别23米。1.6.2.6 地震动参数根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），隧道所在场区内地震动峰值加速度值0.05g，地震动反应谱特征周期为0.335S。地震动参数：根据国家质量技术监督局颁布的中国地震动参数区划图（GB18306-2001）国家标准第1号修改单，本工程所在区地震动峰值加速度为0,15g，相当于基本烈度七度，地震动反应谱特征周期为0.45s。2 编制依据及原则2.1 编制依据1.铁路隧道监控量测技术规程（TB 10121-2007）；2.国家一、二等水准测量规范（GB12897-2006）；3.工程测量规范（GB 50026-2007 ） 窗体顶端4.地下铁道岩土工程勘察规范（GB/T50307-1999）；5.地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）；6.建筑变形测量规范（JGJ8-2007）；7. 拉萨至日喀则铁路工程设计文件与图纸；8. 国家其他测量规范、强制性标准；9. 国家和铁道部相关方针政策、规范、验标及施工指南等。2.2 编制原则开展和加强监测工作，可以根据实时的监测数据，分析判断预测工程施工过程中隧道围岩、周边环境及围护体系的变形情况，采取有效措施，达到控制指导工程施工，保护周边环境及围护体系的目的。从时空效应的理论出发，结合本工程的具体情况以及设计单位的要求，本监测方案的编制按以下原则进行：1）监测内容和监测点的布设，满足本工程设计和有关规范规程的要求，同时能客观全面反映工程施工过程中周围环境和围护体系的变形情况。2）采用监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法正确、监测频率适当，符合设计和规范的要求，能及时准确提供数据，满足施工的要求。3）监测信息及时反馈工程各方，同时在日常的施工过程中加强对各项监测数据综合分析，找出产生原因并建议相应的对策，及时预测下道工序的影响，优化施工，切实达到信息化施工的目的。3 监控量测的目的现场监控量测是隧道施工过程中，对围岩及支护系统的稳定状态进行监测，为围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据，是确保隧道施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段，对于采用新奥法施工的隧道，监控量测是新奥法施工过程中必不可少的施工程序。特别是对于软弱围岩隧道，监控量测对于隧道的安全施工、围岩级别变更、调整支护参数、确定临时支护的拆除时机，将起到至关重要的作用。施工监控量测的目的是：1）掌握围岩和支护结构的工作动态，进行日常施工管理，并对围岩稳定性做出评价，控制围岩变形。2）确定或调整支护结构的形式、支护参数和支护时间。3）了解支护结构的应力状态和应力分布；4）评价支护结构的合理性及其安全性，并对预设计和施工的合理性进行评估和信息反馈，以确保施工安全和隧道的稳定。4 施工监控量测工作的主要类型、内容隧道监控量测：现场监控量测根据围岩条件、隧道埋深、支护类型和施工方法等来选择测试项目，量测项目分为必测项目和选测项目两大类。必测项目是为了在设计和施工中确保围岩稳定，并通过判断围岩的稳定性来指导设计、施工的经常性量测。选测项目是对一些有特殊意义和代表性的区段进行补充测试，以求更深地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护的效果，更好地指导未开挖区的设计与施工。拉日隧道具体量测项目及数量见下表：表 拉日隧道现场监控量测项目及数量序号项目名称方法及工具备注1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等每个开挖面均观察2净空收敛量测收敛计3拱顶下沉量测水准仪、水准尺、钢尺或测杆4地表沉降观测水准仪。塔尺隧道浅埋段5 监测点的布置与观测方法及精度隧道监控量测5.1 地面沉降5.1.1点位布设在隧道浅埋段，沿隧道前进方向每10m左右布设一个断面，每个断面7个测点，以隧道里程设定测点编号。（见下图）5.1.2埋设方法在进行沉降测点的埋设时，水泥地面：先用冲击钻在地表钻孔，然后放入沉降测点，测点采用2030mm，长300400mm半圆头钢筋制成。测点四周用水泥砂浆填实固牢。原始地面：埋设混凝土桩。5.1.3测量仪器采用DS05级精密水准仪5.1.4测量方法地表沉降控制点与工作基点的联测按国家一级规定，变形点测量按国家二级规定，具体限差见下表。一、二等水准观测限差等级视线长度（m）前后视距差（m）任意测站上前后视距差累计（m）视线高度（下丝读数）一级300.51.00.5二级501.03.00.3一、二等水准观测限差等级基辅分划读数之差(mm)基辅分划所测高差之差(mm)往返较差或闭合差(mm)单程双测站所测高差之差(mm)检测已测测段高差之差(mm)一级0.30.4二级0.40.6监测中采用精密水准仪和铟钢尺，用高程监测网的控制水准点（基准点）对监测点进行测量。基准点每月进行检测一次。监测点按国家二等水准要求观测，以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。同一测点相邻两次标高差即为本次该测点沉降量，第一次沉降量累加至本次沉降量即为该测点累计沉降量。计算公式如下：式中：为本次沉降量；为本次标高；为上次标高；本次累计沉降量。5.1.5测量记录表格地表下沉量测记录可参见下表：地表下沉测量记录表桩号施工方法施工部位埋设日期测点编号量测时间观测值温度修正值修正后测点高程相对初次下沉值(u)相对上次下沉值时间间隔下沉速率备注年月日时温度第一次第二次平均值()(m)(m)(m)(mm)(m)(mm)(mm)dmm/d测读者： 计算着： 复核者：5.2 拱顶沉降5.2.1 点位布设沿隧道前进方向，根据围岩情况，530m拱顶和隧底各设一测点，以隧道里程为测点编号。，沿纵向断面间距为级为30m，级为10m，、级为5m，级围岩地段为30m设一组，测点布置尽可能与地面观测点相一致。填充面每30米设一组。5.2.2 埋设方法1）拱顶：隧道初次衬砌后，先用冲击钻在拱顶上钻12mm的孔，然后放入10mm钢筋，埋设深度要求嵌入岩体深度不小于10cm，露出部分做成封闭三角形（采用6的钢筋），边长为6cm（具体见下图）。图为：隧道拱顶沉降测点2）隧底：隧底采用埋设混凝土桩。5.2.3 测量仪器采用DS05级精密水准仪5.2.4测量方法与计算监测中采用精密水准仪和铟钢尺，用高程监测网的控制水准点（基准点）对监测点进行测量。基准点每月进行检测一次。监测点按国家二等水准要求观测，以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点，以水准控制点为基准，测算出各监测点标高。同一测点相邻两次标高差即为本次该测点沉降量，第一次沉降量累加至本次沉降量即为该测点累计沉降量。计算公式如下：式中：为本次沉降量；为本次标高；为上次标高；本次累计沉降量（下图为现场用水准仪观测拱顶沉降）图为：隧道现场水准仪观测拱顶下沉5.2.5测量记录表格拱顶下沉量测记录可参见下表：表 拱顶下沉测量记录表桩号施工方法施工部位埋设日期测点编号量测时间观测值温度修正值修正后测点高程相对初次下沉值(u)相对上次下沉值时间间隔下沉速率备注年月日时温度第一次第二次平均值()(m)(m)(m)(mm)(m)(mm)(mm)dmm/d测读者： 计算着： 复核者：5.3 水平收敛5.3.1 点位布设沿隧道前进方向，根据围岩情况，520m布设测点，与拱顶下沉监测点布设在同一断面，以隧道里程为测点编号。具体布置如下图：5.3.2 埋设方法埋设方法同拱顶沉降埋设方法。5.3.3 测量仪器JSS30A型数显收敛仪，分辨率0.01mm。5.3.4 测量方法与计算将收敛仪测尺端的挂钩与测点连接，再将另一端与另一测点连接，适当收敛紧测尺后将其固定，再调整调节装置使张力线与恒力线重合即可读数。先读钢尺上的读数，然后再读百分表的读数。两读数之和即为测值（下图为现场测量水平收敛）。图为：用数显收敛仪观测水平收敛利用下式计算位测线的位移量：= Ln - L0式中：测线的位移量（mm）Lnn次的实测值（mm）L0初始值（mm）5.2.5测量记录表格净空收敛量测记录可参见下表：表 隧道净空收敛测量记录表桩号施工方法施工部位埋设日期测线编号量测时间观测值温度修正值修正后观测值相对初次收敛值(u)相对上次收敛值时间间隔收敛速率备注年月日时温度第一次第二次平均值()(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)dmm/d测读者： 计算着： 复核者：5.3 地质和支护状况观察开挖工作面的工程地质与水文地质的观察和描述，对于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件是十分重要的；开挖面附近初期支护状态的观察和裂缝的描述，是直接判断围岩、隧道稳定性和支护结构参数合理性的重要手段。因此，开挖循环要进行地质及支护状况观察。1）观察的目的细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是即省事而作用有很大的监测方法，它可以获得与围岩稳定性状态有关的直观信息如预测开挖前方的地质条件；为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。2）目测观察的内容对开挖后没有支护的围岩进行目测，主要了解开挖工作面的工程地质和水文地质条件。目测观察的内容如下表：表 开挖后没有支护的目测观察内容序号目测观察内容目测观察结果备注1地质种类和分布状态，2岩性特征（岩石的颜色。成分、结构、构造）3地层时代及产状4节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育成都和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状5断层的性质、产状，破碎带宽度、特征6涌水量大小、涌水位置、涌水压力7开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象将目测观察到的有关情况和现象，应详细记录。开挖后已支护段的目测观察内容见下表：表 开挖后已经支护的目测观察内容序号目测观察内容目测观察结果备注1初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录2有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象3喷射混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷射混凝土是否发生剪切破坏4有无锚杆和喷射混凝土施工质量问题5钢拱架有无被压屈现象6是否有底鼓现象3）目测观察围岩的破坏形态危害性不大的破坏构筑仰拱后，在拱肩部出现的剪切破坏，一般都进展缓慢，危害性不大，特别是当拱肩部的剪切破坏面上有锚杆穿过时，因锚杆的抵抗作用，更不会发生急剧破坏。危害性较大的破坏在没有构筑仰拱的情况下，当隧道内空收敛速度很慢且内空收敛量很大时，拱顶喷射混凝土因受弯曲压缩而产生的裂隙常常进展急剧，时常伴有混凝土碎片飞散，是一种危害性较大的破坏。塌方破坏的征兆拱顶喷射混凝土层出现对称的、可能向下滑落的剪切破坏的现象时，或侧墙发生向内侧滑动的剪切破坏，并伴有底鼓现象时，这两种情况都是塌方事故产生的前兆。6 监测仪器、精度、监测项目控制值及频率变形管理等级表管理等级管理位移施工状态U 2U0/3采取特殊措施注：U实测位移值；U0最大位移值监 测 频 率 表序号监测项目仪器监测精度设计控制值监测频率1地面沉降DS05精密水准仪0.7mm见下表见下表2拱顶沉降DS05精密水准仪0.7mm见下表见下表3水平净空收敛JSS30A型数显收敛仪0.01mm分辨率0.01mm见下表见下表4洞内外观察随时进行变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面距离（m）量测频率5（01）B（12）次/d15（12）B1次/d0.51（12）B1次/（23）d0.20.5（25）B1次/2d0.25B1次/周7 监测人员与主要监测仪器设备7.1 监测组织机构图根据工程实际情况，本指挥部经过慎重考虑后成立了专业监测小组，从组织上保证监测的顺利进行，使施工完全信息化控制中，具体机构安排如下：测量队长：刘斌 联系电话：13684370822测量副队长：罗玉海 联系电话：15982205436测量队员：施锡斌 联系电话：13648909230 王 凯 联系电话：18798904241 聂光新 联系电话：15289089013 简云龙 联系电话：15089053141 姜 超 联系电话：18798911245 勒格小峰 联系电话：187989042037.2 主要监测仪器设备表5 监测仪器表序号仪器名称型号精度数量有效期检定状况1水准仪莱卡DNA03、苏一光DS050.7mm3台2011.6.1合格2收敛计JSS30A0.01mm6台2011.6.1合格3高精度全站仪莱卡TCR12011+1PPM2台2011.61合格4铟钢尺3套20116.1合格5钢挂尺3套2011.6.1合格6地质罗盘仪3套2011.5.28合格7单反数码相机尼康D30001台2011.6.2合格8 监测及组织8.1 技术准备8.1.1在人员进场并且组建了现场管理机构后须进行监测方案的交底，组织监测人员熟悉监测方案，工程设计监测内容及监测的精度要求及注意事项，明确个人的分工职责，检查各自应有的资料、记录表格是否齐全；8.1.2基础资料调查分析，收集监测工程项目的相关资料，包括监测地区的气温、施工现场地形、工程地质和水文地质、地下障碍物状况、周围建筑物的形状、临近地下工程的状况、地下管线布设等；8.1.3编制进度计划根据工程施工进度计划编制施工监测组织和作业循环图标，监测工程项目程序要符合工程总进度计划和施工进度要求，要有与其协调平衡的措施，避免干扰冲突，确保初期监测和工程施工监测取得准确的初始状态值和时间与空间上连续的全过程的资料；8.1.4认真研究监测项目设计布置和技术要求，保证监测工程项目施工严格遵循有关规范，达到监测标准和要求。8.2 设备及物质控制8.2.1根据本标段中各工程的特殊要求，购置必要的仪器设备，了解、熟悉新购仪器、仪表的使用方法。对原有设备进行保养、检验和维修；8.2.2根据监测方案中所提供的仪器、仪表、传感器、辅助材料等的规格和数量，编制各种设备、物质需求量计划，签订设备、物资供应和租赁合同，保证按时供应；8.2.3 确定设备及物质进场时间及使用计划；8.2.4 保证100%测量和监测设备在校准、鉴定的有效期内运行；8.2.5 注意仪器设备的日常维护保养；8.2.6 按规定的频率和方法进行仪器的常规检查；8.2.7 各监测项目要按人员固定、仪器固定、方法固定、监测时间段固定的原则作业，以保证数据的可靠性和精确性；8.2.8 在正式埋设安装仪器设备前要对仪器设备进行检查完好性，试装确认工作正常才可以进行埋设安装，试装过程应有资料记录。安装埋设仪器时要进行照相记录和保存文本资料。8.3 监测数据的采集、整理8.3.1现场记录使用统一制定的标准格式，内容应填写齐全，字迹清楚，不得涂改、擦改和转抄。凡划改的数字和超限划去的成果，均应本人签名并注明原因和重测结果所在的页数，保留原始资料，并按要求进行签字、计算、复核。8.3.2需现场计算的检核数据要当场完成，避免返测而耽误工期。现场记录采用电子记录手薄，观测各项限差都已经设定，可避免人为计算错误。8.3.3根据不同原理的仪器和不同的采集方法，采取相应的检查和鉴定手段，包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统，加强上岗人员的培训工作等内容。8.3.4误差产生的原因及检验方法：误差产生主要有系统误差、过失误差、偶然误差等，对测量产生的各种误差采用对比检验、统计检验等方法进行检验。8.3.5监测结果的分析、处理：对监测数据及时进行处理和反馈，预测围岩、结构和支护状态的稳定性，把握施工对周边环境的影响，提出施工参数的调整意见，确保工程的顺利施工。监测工作应分阶段、分工序对测量结果进行总结和分析。8.4 监测质量控制措施8.4.1管理控制监测工程项目，从设计到实际运行应有明确的质量标准和要求，以保证监测工程项目在设计基准期内具有规定的可靠度。8.4.2 质量控制的环节质量控制的主要环节应包括下列内容：1)收集各类反映质量的信息和监测数据，制定监测的每项工作和设备的质量标准及控制方法的规定；2)对监测工作实施的每个环节进行质量检查；3)对仪器设备定期检验和标定；4)根据观测值分析判断反馈监测工作和仪器状态；5)根据质量标准做出评价和处理意见。8.4.3 质量控制的保证监测工程质量控制应通过明确的责任制和检查、校核制度予以保证。8.4.4 监测工程质量控制的步骤和方法1)初期控制在设计阶段通过必要的勘测、实验和研究得出参数，用于确定监测点布设位置、深度和数量。工程开始前还必须进行各种实验，确定合理的标准和仪器安装工艺参数，以确保能够满足设计和规范要求。2)施工控制在安装埋设全过程中，必须对仪器、材料、设备工艺等进行连续性的检验，以保证他们的质量的稳定性，这个阶段要做好安装记录。a) 仪器的种类型号和说明；b) 测点的位置和高程；c) 测点安装的日期和时间；d) 气候、温度、风和雨的情况；e) 安装周期施工状况；f) 钻孔（挖槽）时的记录，岩芯、地下水观测的描述；g) 安装过程中的记录、方法、材料；h) 按比例绘制平面和剖面图标示测点埋设所在的准确位置；i) 安装时的彩色照片，包括埋设前的特写镜头；j) 测取初始读数。8.5 监控测量监控测量，包括工程施工工期的数据采集、记录、数据处理、仪器维护与标定。这个阶段，首先根据规定的读数频率，满足系统性和时间上的连续性要求，以仪器的精度和准确度为标准监测或判定数据的偏差是否正常。定期进行现场标定，以检查仪器工作状况，及时维修和校正。8.6 数据的处理和报送8.6.1数据整理每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。1)量测数据的整理为使量测数据在施工过程中起到安全施工、合理安排施工程序、修正设计参数的作用，除了收集现场监测第一手资料外，还必须进行观测资料的整理，变形量的计算，编制变形量成果表，以及对某些测点绘制时态曲线。主要包括净空收敛位移以及拱部下沉位移与时间的关系曲线。它是评价围岩稳定和确定二次衬砌时间的主要依据。2)量测数据分析由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的散点图总是上下波动和不规则的，因此必须进行数值处理才能得到合理的典型曲线，并以相应数学公式进行描述。回归分析是处理量测数据、最终绘制曲线的一种较好的方法。3) 数据分析绘制时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，如下图所示。如果位移的变化随时间(或距掌子面距离)而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如图中的正常曲线。下图的反常曲线中，出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，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。图 时间-位移曲线和距离-位移曲线根据量测获得的位移与时间曲线，既能看出各时刻的总位移量、位移速度以及位移加速度趋势等。但要衡量围岩的稳定性，除了量测值以外，还必须有判断围岩稳定性的准则，据体见下表：表 隧道周边允许相对位移值（%） 允许相对位移值(%) 围岩级别覆盖层厚度（m）503003000.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.00 0.200.800.601.601.003.00注：相对位移是指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比；脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值；、级围岩可按工程类比初步选定允许值范围；本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。8.6.2 安全预报和反馈监测数据的处理，采用土木工程监测处理软件系统对监测数据进行集中管理。计算变化量、累计变化、变化速率、统计、分析，形成时程图和断面分布图，整理监测数据以规范的格式输出到Excel表格中。 监测成果以周报、月报的形式提交给指挥部。报告的具体包括以下几方面的内容： （1）施工情况。（2）监测工作情况。包括监测点变更情况和理由，监测频率变更情况的说明，监测工作存在的问题等。(3)监测成果分析。要求分项作出分析和结论。对变形较大的点作出综合分析，指出“变形趋势”是否趋于稳定，作出该点对周围环境的影响是否安全的评价。8.6.2.1掌子面地质信息反馈1）施工阶段地质信息可通过洞内掌子面的观察获得。用掌子面观察结果评价实际围岩级别，用定性评价方法：定性评价方法是把观察结果与经验设定的基准进行综合评价的方法，考虑既有观察记录中的标准观察项目，再加上到目前为止的经验、其它的量测、观察数据以及围岩条件等因素。2）用地质信息进行隧道围岩分级通过掌子面观察获得的地质信息修正隧道围岩级别，然后根据修正后的隧道围岩级别变更隧道支护结构参数和隧道施工方法，具体流程见下图：掌子面观察地质信息修正隧道围岩级别判定围岩是否变化变更预设计隧道施工否是图 用掌子面地质信息进行隧道安全性评价8.6.2.2结构变异信息反馈施工阶段采用的隧道结构变异信息进行隧道监控，主要是通过观察初期支护和二次衬砌的变异，如开裂、屈服、底部鼓起等，来判断隧道的安全性。主要观察已施工区段初期支护的各种异常现象，根据这些异常现象对隧道稳定性进行评价，然后根据评价结果进行预设计的修正。在利用已施工区段初期支护的观察结果，判断已施工区段的支护效果，不仅要观察、分析结构的变形等，也要观察、分析有无后期荷载、涌水状况、基底的变异等发生的位置、规模、时期、历时变化、与量测值的相关性等，并参考其它观察量测结果进行综合评价。已施工区段的观察调查应作好记录，认为有变异发生的场合，首先要分析变异发生的状况。也就是说，把已施工区段的观察调查记录与掌子面观察结果、支护模式、量测结果等对比，进行变异发生原因和其发展性的分析。再根据分析结果，采取适当措施的同时，如有必要，要修正未施工区段的支护选择的基准，或修正量测项目、管理基准等，并进行施工反馈（见下图）。已施工区段的观察结果：变异位置、变异时期、变异规模变异原因调查及分析：与施工进展的关系、与施工方法的关系、与支护模式的关系、与掌子面观察结果的关系、与量测结果的关系已施工变异区段的反馈：增加支护、涌水处理未施工区段的反馈：修正支护模式、修正施工方法（开挖方法、辅助工法）对量测管理的反馈：修正量测项目、频率，修正管理基准值图 已施工区段的观察调查结果的利用方法9 紧急预案9.1保证项目部人员24小时驻守现场，并经常巡视、保护监测点（孔），以保证监测点（孔）的正常使用并能及时发现监测点（孔）的异常损坏并及时恢复被损坏之监测点（孔）。9.2对以电脑处理的监测资料做合理的备份保护，以避免由于电脑故障而对监测工作造成的影响。9.3对日常使用的监测仪器应定期或不定期进行校核，确保采集的数据真实、可靠，同时应足够的备用监测仪器，当现场仪器出现故障或损坏时能及时调换，保证监测工作的正常进行。9.4雨季是工程施工的不利情况，也给监测工作带来一定的困难。因此雨季在保证正常的监测频率的情况下，应加强一些受雨季影响较大项目的监测频率，如地表沉降，同时，应根据监测结果，加强一些不利区域的监测，以保证整个隧道工程始终处于监控状态。9.5当监测数据出现异常时，应首先通知各分部停止隧道的施工，同时上报本指挥部和监理单位，同时对异常情况复测，复测确认后向监理及施工单位进行正式通报，并主动调整监测频率，随时监控围岩净空变化情况，并提出处理方法和措施，建议方案要与量测或观察的方法结合，并根据围岩条件、施工方法、变形状况而定，获得更好的效果。29