合福鐵路客運專線閩贛段ⅶ標
ⅶ標隧zys-007
中鐵十七局集團京福客專閩贛ⅶ標專案經理部
施工監控量測作業指導書
一、編制目的：
對施工監控量測作業程式進行設計和實施，使施工監控量測的資料有效和可靠，以利指導後續工序的施工。
二、適用範圍：
適用於本標段所有隧道的施工監控量測作業。
三、職責分工：
由工程部進行量測方法控制，並根據試驗結果對量測方案進行改進。
各分部工程技術部和測量隊負責實施。
四、編制依據技術標準/質量標準：
《客運專線隧道工程施工質量驗收暫行標準》－鐵建設[2005]160號
《客運專線隧道工程施工技術指南》－tz214-2005
《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》－鐵建設[2005]160號
1、量測專案
隧道施工的監測旨在收集可反映施工過程中圍岩動態的資訊，據以判定隧道圍岩的穩定增長狀態，以及所定支護結構引數和施工的合理性．量測專案可分為必測專案和選測專案兩大類．
本標段隧道的監控量測主要以圍岩與支護狀態觀察、拱頂下沉、周邊位移及收斂以及洞口淺埋段的地表下沉為必測專案．
為確保隧道施工順利進行，及時掌握圍岩和支護在施工中的力學動態及穩定程度，保障施工安全；為評價和修改初期支護引數、力學分析及二次襯砌施作時間提供資訊依據，結合隧道具體條件確定開展監控量測。
正洞測量選擇洞內觀察，水平淨空變化值以及拱頂下沉量測、三個必測專案,為日常施工管理提供有關資料資料，必要時，在斷層帶增設隧道底上鼓量測專案,在進口洞口段選擇地表下沉量測專案。
2、隧道施工過程中應進行洞內、外觀察。
洞內觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。
2.1開挖工作面觀察應在每次開挖後進行。觀察中發現圍岩條件惡化時，應立即採取相應處理措施；觀察後應及時繪製開挖工作面地質素描圖、填寫開挖工作面地質狀態記錄表和施工階段圍岩級別判定卡。
對已施工地段的觀察每天至少應進行一次，主要觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌等的工作狀態。
2.2洞外觀察重點應在洞口段和洞身埋置深度較淺地段，其觀察內容應包括地表開裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩定狀態、地表水滲透情況等。
3量測現場作業
3.1現場量測要求
a．初期支護施作2h後即埋設測點，進行第一次量測資料採集。
b．測試前檢查儀表裝置是否完好，如發現故障應及時修理或更換；確認測點是否鬆動或人為損壞，只有測點狀態良好時方可進行測試工作。
c．測試中按各項量測操作規程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次；三次讀數相差不大時，取算術平均值作為觀測值，若讀數相差過大則應檢查儀器儀表安裝是否正確、測點是否鬆動，當確認無誤後再按前述監控量測要求進行複測。每次測試都要認真做好原始資料記錄，並記錄掘進里程、支護施工情況以及環境溫度等，保持原始記錄的準確性。量測資料應在現場進行粗略計算，若發現變位較大時，應及時通知現場施工負責人，以便採取相應的處理措施。
d．測試完畢後檢查儀器、儀表，做好養護、保管工作。及時進行資料整理，監控量測資料須認真整理和審核。
3.2施工監測
測點埋設：噴錨支護施作後，用風鑽鑿40mm、深200mm的孔，先用錨固劑塞滿後再插入測點固定杆，盡量使同一基線兩測點的固定方向在同一直線上，等錨固劑凝固後，即可進行量測工作。
量測儀器：採用隧道收斂計監測、精密水準儀。
4、 量測斷面布置
4.1、測線布設
隧道每個量測斷面各布置乙個拱頂下沉測點和二條淨空水平收斂量測測線，測點布置見圖1，採用cd法開挖時，應在拱腳以上1m處加設一條淨空水平收斂量測測線。
圖1 測量斷面布置圖
4.2、量測斷面間距
根據《鐵路隧道噴錨構築法技術規範》要求，結合本隧道具體情況，各級圍岩量測斷面間距為ⅴ級圍岩地段10m；ⅳ級圍岩地段30m；ⅲ級圍岩地段50m.
為掌握各級圍岩位移變化規律，在各級圍岩起始地段增設量測斷面。
4.3、拱頂下沉量計算
拱頂下沉量的大小,根據測線a、b、c的實測值並利用三角形面積公式換算求得，如圖1。
拱頂下沉量
△h=h-h1
h= s=2/a*(a+b+c)
h1=式中:a、b、c—為前次量測的實測值。
a′、b′、c′—為後次量測的實測值。
5、 量測頻率
5.1、洞內觀察分為開挖工作面觀察和初期支護觀察兩部分，開挖工作面觀察應在每次開挖後進行，觀察發現圍岩條件惡化時立即採取相應處理措施，地質情況基本無變化時，可每天進行一次，觀察後應及時繪製開挖工作面地質素描圖，對初期支護的觀察也應每天至少進行一次，觀察內容包括噴射混凝土是否有剝落、開裂，錨桿是否鬆動，鋼架是否變形等狀況。
5.2、淨空水平收斂量測及拱頂下沉量測採用相同的量測頻率，量測頻率見表1。實際量測頻率應在表中根據變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的乙個量測頻率。
表1注：b為隧道開挖寬度。
6、量測資料處理
6.1、現場量測的資料應包括量測日期、時刻、隧道內溫度、同一測線的三次重複量測微讀數及鋼尺孔位讀數等。見下表2樣式。
現場量測的資料應及時繪製位移-時間散點圖.
表2表3
由於現場量測的資料具有一定的離散性,它包含著偶然誤差的影響,要經過數學處理方可應用,對所有資料進行回歸計算,即用曲線u=f(t)對時間-位移散點圖進行擬合,同時對變形形速率du/dt及變形速率的變化率d2u/dt2進行**,根據資料處理後圍岩變形-時間曲線,找出不同時刻圍岩的變形量以及圍岩變形的發展趨勢,進而預估圍岩的最大變形量,用以同變形臨界值相比較,以便判斷遂道圍岩變形是否在允許範圍內,據此來判斷隧道圍岩的穩定性和支護結構的可靠性.
6.2繪製：⑴ 位移與時間的變化曲線(見圖2例樣)；⑵位移速度與時間的變化曲線(見下圖3例樣).
有必要時繪製（3）位移與開挖工作面距離的關係曲線。(4)可作位移加速度與時間的變化曲線.
7、量測資料的應用
對初期支護時態曲線進行回分析，選擇與實測資料擬合好的函式進行回歸，**可能出現的最大位移。
7.1、實測最大位移值或**最大位移值不大於允許極限位移值的2/3時右認為初期支護達到基本穩定.參照表4列變形管理等級進行指導施工。
圖2圖2
圖37.2、根據位移變化速度 ,當拱腳水平相對淨空變化速度大於10～20mm/d時,表明圍岩處於變形急劇增長狀態; 當速度在小於0.2mm/d時當速度小於0.
2mm/d時,可認為圍岩達到基本穩定.
7.3、根據回歸後位移時態曲線的形態(即位移加速度-時間曲線),當圍岩位移速度不斷下降時(即位移加速度＜0)表示圍岩趨於穩定狀態; 當圍岩位移速度保持不變時表示圍岩向不穩定狀態發展須發出警告,加強支護系統; 圍岩位移速度不斷上公升時表示圍岩進入危險狀態須立即停工,進行加固.
表4u-實測位移值或**可能出現的最大位移值；u0-最大允許位移值。
u0-的選取參照「鐵路隧道噴錨構築法技術規範tb10108-2002」表6.3.3-2.
上述判別準則不適用於淺埋及特淺埋地段。淺埋及特淺埋地段隧道圍岩自承載體系不完善，要加強初期支護的強度和剛度，嚴格控制變形發展。
8、地表下沉量測
對於淺埋隧道地表沉降以及沉降的發展趨勢是判斷隧道圍岩穩定性的乙個重要標誌。
測點布置：縱向:與洞內收斂、拱頂下沉量測斷面對應同一里程，其縱向（隧道中線方向）間距可按表5選用,但至少布置兩個縱向斷面。
地表下沉量測點集中設在隧道中線附近，並在開挖面前方h+h1處設測點，(h為隧道埋深，h1為上半斷面淨高)。整個縱向測定區間的長度為(h+h1)+(2～5)d+h』(h』為上台階開挖超前**階的距離).地表下沉量測在橫斷面上至少應布置11個測點,兩側點的距離為2～5m。
在隧道中線附近測點應布置密些，遠離隧道中線應疏些。見圖4所示。
測量方法：採用水平儀、水準尺配合測量地表沉降，精度可達2～4mm。用全站儀將所有測點布設於同一直線上。測點鋼筋安設就位後，表面磨平，並用鋼釘等銳器在其表面沖眼標記。
⑵圍岩穩定性和支護效果分析
將量測資料進行處理和分析，繪製時間--位移曲線。
測量方法：採用水平儀、水準尺配合測量地表沉降，精度可達2～4mm。用經緯儀將所有測點布設於同一直線上。測點鋼筋安設就位後，表面磨平，並用鋼釘等銳器在其表面沖眼標記。
⑵圍岩穩定性和支護效果分析同前。
9量測結束標準
待圍岩達到基本穩定後，在以1次/7d的量測頻率量測2-3週後，可結束量測。對於膨脹性圍岩，位稱長期不能趨於穩定時，應當適當延長時測時間，當移速率小於1mm/d時方可結束量測
10量測管理工作
隧道現場監控量測成立專門量測小組，由測量班負責具體實施。施工班另派兩人配合,量測組負責測的埋設、日常量測、資料處理和儀器保養維修、資料處理後發現異常馬上向工程部長和總工匯報。
現場監控量要按量測計畫認真組織實施，並將有關時測資訊反饋於施工與設計.測得的資料就盡可能在現場整理分析，盡快提交工程部、總工決策，以此修改設計，調整支護引數，合理安排施工進度。量測資料再準確，錯過工程施工的最付佳機，其對勤務員施工的指導作用將蕩然無存。
從某種意義上測成果提交的及時性比單增加量測次數理為重要。
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