国道318线康定折多山隧道公路工程TJ1标段隧道监控量测实施方案111[优秀工程方案]

国道318线康定折多山隧道公路工程TJ1合同段隧道监控量测实施方案编制：审核：审批：成都华川集团有限公司国道318线康定折多山隧道公路工程TJ1合同段项目经理部二0一八年七月十五日目录1、编制依据 (1)2、工程概况及工程地质条件 (1)2.1、工程概况 (1)2.2、地质水文概况 (3)3、监控量测的目的 (6)3.1、隧道施工监控量测的目的 (6)4、监控量测的意义 (7)5、监控量测管理机构、人员及设备要求 (8)5.1、管理机构、人员配置 (8)5.2、职责 (8)5.3、监控量测设备管理 (9)6、监控量测项目和频率 (10)6.1、监测项目 (10)6.2、量测频率 (10)7、监控量测方案 (11)7.1、监控量测的基本要求 (11)7.2、监控量测的主要内容 (12)7.3、洞口段地表沉降监测 (13)7.4、隧道净空位移及拱顶下沉量测 (14)7.5、隧道排水及受纳水体流量及水位观测 (18)7.6、洞内、外观察 (19)7.7、必测项目的测点布置 (20)7.8、必测项目的量测频率及数据分析 (25)7.9、部分选测项目的监控量测 (28)8、监控量测实施及要求 (30)8.1、净空变化量测 (30)8.2、拱顶下沉量测 (34)8.3、地表下沉量测 (34)9、监控量测控制和结束基准 (36)9.1、监控量测控制基准 (36)9.2、位移控制基准 (38)9.3、量测结束标准 (39)10、监测数据的处理、分析与信息反馈 (39)10.1、监测数据的处理方法 (39)10.2、监控量测资料的整理分析 (40)10.3、监控量测信息反馈 (43)11、提交的监测成果资料 (47)11.1、日报 (47)11.2、月(周)报 (47)11.3、专题报告 (48)11.4、监测总报告 (48)12、工程安全性管理及应对措施 (49)12.1、工程安全性管理内容 (49)12.2、监测管理质量保证措施 (51)13、监控量测质量保证措施 (52)13.1、监控量测质量保证措施 (52)13.2、监测点保护措施 (53)13.3、安全文明作业 (53)附表 (54)折多山隧道监控量测实施方案1、编制依据为了及时了解掌握隧道施工过程中围岩的稳定状态和支护、衬砌的可靠程度 ,确保施工安全及隧道结构的长期稳定性,在隧道施工过程中,及时为隧道围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据,为施工决策管理服务,实现信息化施工管理.1、《工程测量规范》(GB 50026-2007)2、公路隧道监控量测技术规程(DB13/T 2177-2015);3、公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)4、《公路工程技术标准》JTG B01-20035、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)6、《公路瓦斯隧道技术规范》(DB51/TB2243-2016)7、地下工程防水技术规范(GB50108-2001)8、公路工程技术标准 (JTG B01-2003)9、公路隧道勘测规程(JTJ063-85)10、招投标文件、设计图纸等有关资料.2、工程概况及工程地质条件2.1、工程概况国道318线康定折多山隧道公路工程施工,TJ1标段起止桩号：K0+000～K5+500,路线全长5500米,主要工程内容包括：隧道主洞4875米,平导1300米,路基及涵洞工程.路基工程：路基总长0.625公里,标准路基宽10米.涵洞工程：钢筋砼箱涵13.2米/1道,管段内主要结构物见下表(表1-1)：表1-1 涵洞工程一览表表1-2 设计线路平曲线表主线表1-3 设计线路平曲线平导表1-4 设计线路竖曲线主线(单位：米)曲线要素变坡点 间距(米)纵坡 (%)半径 R(米)切线 T(米)外矢距 E(米)170 5.700 1 K0+170 3749.762 4500 61.875 0.425 400 2.950 2 K0+570 3761.562 55000.000 151.250 0.208 5640 2.400 3K6+2103896.99225000.000362.5002.6282130-0.5表1-5 设计线路竖曲线平导(单位：米)曲线要素变坡点 间距(米) 纵坡 (%) 半径 R(米) 切线 T(米)外矢距 E(米)170 5.700 1 PK0+170 3749.762 4500 61.875 0.425 400 2.950 2 PK0+570 3761.562 55000.000 151.250 0.208 5640 2.400 3 PK6+2103896.92225000.000362.5002.6282130-0.542.2、地质水文概况2.2.1地形地貌折多山隧道全长4875米,场区地处四川盆地西缘山地和青藏高原的 过渡地带,隧址区一般海拔标高3600～4600米,折多山顶峰海拔4862米,地势由西向东倾斜,区域地貌为中高山构造剥蚀地貌,河谷分布有长条的 河流侵蚀堆积地貌,河谷一般呈“U ”字形.2.2.2气象和水文根据四川省甘孜藏族自治州气象局公共气象服务中心资料,折多山隧道段工程设计区域进口的 年平均气温为2.2℃.气温垂直递减率0.6℃/100米.出口的年平均气温为2.8℃.气温垂直递减率0.43℃/100米.最冷月(1月)平均气温-6.0℃～6.6℃,年极端最低气温是-23.7℃.气温垂直变化与高寒气候特征明显.场区以折多山为分水岭将隧址区分为两个水文地质单位,场地地表水主要位于进口的发源于折多山的折多河及位于出口的兰泥巴河,为大渡河支流,折多河在光明以上总体流向为SE向,在光明汇入解放沟,总体流向转为EW向,至团结流向转为向北,在康定城于雅拉河汇合于瓦斯河,为隧道进口处的最大地表水体,调查时最大水深约1米,流量3～4米³/s,位于隧道出口的兰泥巴河整体向南流过场地,为出口处的最大地表水体,调查时最大水深约1～2米,流量3米³/s,河水补给来源主要来自于地表降水和折多山高山融雪水,向下游汇入大渡河.2.2.3岩层岩性据区域地质资料,工程区地层区划属巴颜喀拉秦岭地层区马尔康分区金川雅江小区,属扬子地层区康定地层分区,除第四系外,地层中的岩石受构造影响,遭受不同程度的变质,工作区地层主要有：第四系全新统人工填筑层(Q4米e)、崩积层(Q4c)、崩坡积层(Q4c+dl)、坡洪积层(Q4dl+pl)、泥石流堆积层(Q4sef)和第四系更新统(Q p fgl)冰水堆积层;中生界三叠系上统如年各组(T3r1)、中统杂谷脑组(T2z)、燕山晚期黑云母花岗岩(γβ5)及断层构造岩.2.3地质构造及地震2.3.1地质构造隧址区地跨松潘-甘孜造山带和扬子准地台两个一级大地构造单,印至运动奠定了本区的基本构造局.工程区区域构造上属于鲜河NW向构造带,以东属于龙门山NE向构造带,以南为川滇SN向构造带,以上三大构造带共同组成了中国西南著名的“Y”字形构造格局,又称“三岔裂谷系”.隧址区的大地构造背景正处在这三岔口交接地带.对于本工程,鲜水河断裂带主要由一系列北北西向断裂构成.鲜水河断裂带挽近期活动十分明显,地震活动比较强烈,热泉分布比较多,鲜水河断裂带上的近代地震具有强度大、频度高的特点,断裂未来强震的复发将对工程场地的地震安全性产生不同程度的影响.2.3.2隧址区主要断层及特征据区域资料及本次调查,场区初步查明的主要断裂带有5条,分别为F15(金龙寺-磨子沟断裂)、F17(惠远寺-勒吉普断裂)、F17-1(惠远寺-勒吉普支断裂)、F18(二台子断裂)、F22(多尔金措-龙古断裂).2.3.3地震根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)及四川赛思特科技有限公司2015.10提交的《G318线康定折多山隧道工程场地地震安全性评估报告》,隧址区的地震基本烈度≧Ⅸ度 ,地震动峰值加速度为0.4g,地震动反应谱特征周期为0.40s.根据区域地震地质环境、地震活动性特点和地球物理场特征的研究,在工程场地周围大于150千米的区域划分出龙门山地震带、长江中游地震带、鲜水河-滇东地震带和巴颜喀拉山地震带,包括13个地震构造区、共计232个潜在震源区;根据历史地震资料,统计求出了相应的地震活动性参数,建立了适合该地区地震动衰减关系,进行了地震危险性概率分析计算,结果见表2-3.根据场地工程地震条件和地震危险性概率分析结果,分别计算并得到了G318线康定折多山隧道进口、出口工程场地50年超越概率为10%、5%、2%和1%的基岩场地设计地震反应谱.3、监控量测的目的监控量测是检验设计、施工是否合理和围岩、结构是否安全稳定的重要手段,它始终伴随着施工的全过程,是保证施工安全、指导施工作业的重要环节之一,应作为关键工序列入现场施工组织.3.1、隧道施工监控量测的目的保证隧道暗挖和明挖结构的稳定和施工安全.根据量测结果,分析可能发生危险的征兆,判断工程的安全状况,采取措施,遏制危险的趋势,确保施工及周边环境的安全.以施工量测的结果指导现场施工,进行信息化反馈优化设计,使设计更切合实际,安全合理,有利施工.将现场量测的结果与理论预测值相比较,修正设计参数,为优化设计提供依据.通过量测结果的信息反馈,了解施工方法和施工手段的科学性,以便及时调整施工方法,保证施工安全,提高经济效益.通过量测了解支护结构的受力和变形情况,对其安全及稳定性进行评价.提供判断围岩和初期支护基本稳定的依据,确定二次衬砌的施作时间.通过量测积累数据来判定其受施工影响的程度 ,以决定对其采取的保护措施.为以后设计、施工积累经验.4、监控量测的意义随着我国交通的迅速发展,通过这些隧道工程实践,推动了隧道工程技术的发展,促进了科学技术的进步,新技术在隧道施工过程中已被广泛采用,同时取得了很好的效果.但是我们还应该看到我们取得的成绩还不够,还不能适应隧道工程发展的需要,与世界先进国家相比我们的技术水平还较低.在以后的工程建设中还需进行深入的研究和科技攻关.监控量测作为隧道施工的三大核心之一,可为评价施工方法的可行性、设计参数的合理性以及了解围岩及支护结构的受力和变形特性等提供准确及时的依据,对隧道二次衬砌的施作时间具有决定性意义,因此,它是保障隧道建设成功的关键因素.在隧道施工中,监控量测工作必不可少,必须按照有关规定进行地质素描、隧道周边位移收敛和拱顶下沉等必测项目以及其它一些选测项目的量测工作.通过隧道开挖目测围岩地质状况和实测的有关变位信息,为判断隧道空间的稳定性提供可靠的依据;利用量测信息的反馈,修改设计、指导施工;根据量测结果,提供围岩收敛趋势情况,判断围岩的稳定性与安全性,提供施工建议,以便采取措施防患于未然;根据变位速度判断隧道围岩稳定程度 ,并为二次衬砌提供合理的支护时机,从而确保工程质量与施工安全.监控量测的主要任务是确保安全、指导施工、修正设计、积累资料,其可以及时提供拱顶下沉、周边收敛信息,判断设计参数的合理性,提出更加恰当的施工方法和合理的支护措施,实现隧道信息化动态施工控制,达到既能安全快速施工,又能节省工程造价的目的 .5、监控量测管理机构、人员及设备要求5.1、管理机构、人员配置在臧高公司国道318线康定折多山隧道建设总指挥部的指挥下,监理单位的监督下,根据隧道风险等级和管理要求,项目部成立隧道监控量测管理领导小组,由项目部精测队负责实施.组长：王宝明副组长：杨金桥、周易组员(监控量测小组)：李森、刘平、刘勇、王思怡领导小组设在项目部,精测队对口管理监控量测工作;工程部、安质部、分部经理和总工,负责对重大异常情况的施工方案进行研究.成立现场监控量测小组,负责监控量测工作的具体实施,及时埋设观测标,进行观测,数据处理完成及时反馈现场,指导施工作业.5.2、职责⑴领导小组组长、副组长职责配备专业监控量测人员和符合要求的仪器设备,建立健全监控量测质量安全保证体系.对监控量测数据的真实性和准确性负责.根据设计要求,编制监控量测实施方案 (细则),经项目部总工程师审核后报监理、建设单位审批后实施;编制监控量测管理办法,并抓好具体落实.按批准的实施方案组织实施,及时对监测数据进行统计分析.根据揭示的地质情况,及时调整监控量测方案 .配合监理对现场监控量测的检查和复核工作.根据预警等级对现场情况进行处理.⑵组员(监控量测小组)职责成立现场监控量测工作小组,配备有相应资质和能力的专业人员和符合要求的仪器设备,保证网络覆盖、监测仪器、传输工具、客户端管理等硬件配置的到位与正常使用.依照监控量测规范和实施方案认真开展量测工作,负责督促分部、架子队进行测点埋设、数据采集、数据分析和安全评价等工作,对监控量测数据的真实性和准确性负责.编制月度监控量测工作计划,按计划开展监控量测工作.负责在实施监控量测工作前,通知现场监理人员实施监理,并填写监控量测日志表,详细记录监控量测实施时各部位里程位置,工况环境及地质简明情况.负责在规定时间内完成数据采集和软件计算处理分析,在每个掌子面完成量测后实时计算处理,根据软件分析结果,对工程安全性提出评价意见.建立管理台账和周报、月报分析制度 ,结合地质情况分析监控量测数据的变化规律,预警后采取工程措施的效果,对施工安全进行评价.每日测量工作结束数据及时计算成果,立即运用软件对当日数据进行处理分析,并打印日报表,报送分部工程部,在洞口公示牌张贴监控量测日报.每周、月将监控量测资料整理齐全并按要求编制周报、月报,报项目部、监理站.5.3、监控量测设备管理监测组根据量测工作的需要,及时提供设备计划,组织采购.加强监测小组量测仪器、设备的管理,定期进行标定,并建立健全仪器设备台帐.按照仪器使用管理规定,进行量测仪器的使用和管理,确保仪器精度满足要求.投入主要仪器设备表6、监控量测项目和频率6.1、监测项目监测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目,是为了在设计施工中确保围岩稳定、判断支护结构工作状态、指导设计施工的经常性量测.必测项目在本项目主洞和平导隧道施工中均需进行,选测项目根据实际施工过程中需要增设,具体内容如下：监测项目6.2、量测频率监控量测频率根据监测数据的变化情况而定,一般每断面量测频率和周期见下表按距开挖面距离确定的监测频率注： B—隧道开挖宽度 .按位移速率确定的监测频率7、监控量测方案7.1、监控量测的基本要求成立相应的机构组织,配备专业人员和设备,掌握成熟、可靠地数据处理与分析技术.根据设计要求或隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等,编制《监控量测实施方案》,经监理、建设单位批准后严格实施.将现场监控量测作为工序引入作业循环,并结合地质预报做出评价,优化设计参数,实施动态管理.监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中,监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响.监控量测工作必须紧接开挖、支护作业、埋点数量、位置、时间应符合设计或规范规定,并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容.测点应牢固,挂牌标示.施工过程中应加强资料收集与整理工作,工程竣工后,监控量测资料要纳入竣工文件.施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度 ,保证数据的准确性.监控量测数据应利用计算机系统进行管理,由专人负责.如有监控量测数据缺失或异常,应及时采取补救措施,并详细记录.7.2、监控量测的主要内容根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定隧道监控量测的项目.量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类.7.2.1必测项目包括：①洞内外观察;②周边位移;③拱顶下沉;④地表下沉.监控量测必测项目7.2.2选测项目包括：⑴钢架内力及外力; ⑵围岩体内位移(洞内设点);⑶围岩体内位移(地表设点); ⑷围岩压力及两层支护间压力;⑸衬砌裂缝监测; ⑹锚杆轴力;⑺支护、衬砌内应力; ⑻围岩弹性波测试;⑼渗水压力、水流量; ⑽爆破震动;监控量测选测项目7.2.3隧道地质及支护状况变化情况观察工作要求：观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果.观察后应绘制开挖工作面略图(地质素描),填写开挖工作面地质状况记录表.对已施工区段的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况.7.3、洞口段地表沉降监测7.3.1监测仪器精密水准仪、钢尺等.7.3.2监测实施方法测点布置如示意图.沉降变形观测点沿建筑角点、拐点布置,或沿建筑边墙线布置.地表沉降测点横向间距为2～5米,在隧道中线附近测点应适当加密.洞口地表下沉观测点布置示意图测量方法：观测方法采用精密水准测量方法.基准点和附近水准点联测取得初始高程.观测时各项限差宜严格控制,每测点读数高差不宜超过0.3米米,对不在水准路线上的观测点,一个测站不宜超过3个,超过时应重读后视点读数,以作核对.首次观测应对测点进行连续两次观测,两次高程之差应小于±1.0米米,取平均值作为初始值.7.3.3沉降值计算在条件许可的情况下,尽可能的布设导线网,以便进行平差处理,提高观测精度 ,然后按照测站进行平差,求得各点高程.施工前,由基点通过水准测量测出隆陷观测点的初始高程h,在施工过程中测出的高程为H.则高差△Ｈ＝H－h即为沉降值.7.3.4监测频率对于暗挖隧道施工,当开挖面与量测面距离＜1B时(B为隧道最大开挖宽度 ),2次/天;当开挖面与量测面距离1～2B时,1次/天;当开挖面与量测面距离2～5B时,1次/2～3天;当开挖面与量测面距离>5B时,1次/7天.7.3.5数据分析与处理地表沉降量测随施工进度进行,根据开挖部位、步骤及时监测,并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度图、加速度曲线图.7.4、隧道净空位移及拱顶下沉量测在进行隧道洞室开挖施工过程中,拱顶下沉及周边收敛量测在同一断面进行,并采用相同的量测频率,如位移出现异常情况,应加大量测频率.其量测的频率应根据位移速度和量测断面距离开挖面距离确定.7.4.1工作要求隧道量测断面的围岩收敛情况包括量测拱顶下沉、净空水平位移.各测点应在避免爆破作业破坏的前提下,尽可能靠近工作面埋设,一般为0.5～2.0米,并在下一次爆破循环前获得初始读数.初读数应在开挖后12h 内读取,最迟不得超过24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读数.净空水平收敛测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定.在地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线;当采用台阶开挖方式时,设一条水平测线、两条斜测线.拱顶下沉量测应与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行.当采用全断面开挖时,可将测得的净空垂直位移来代替拱顶下沉量测.斜测线的设置有助于了解垂直方向的变化情况.净空位移量测的测线布置数量可参照下表.净空变化量量测线数7.4.2测量原理及方法⑴净空水平收敛量测收敛值是指已知两测点间在某一时间段内距离的改变量.设t1时刻观察值为R1,t2时刻观测值为R2,则收敛值∆u=R1-R2,此值除以时间差∆t=t2-t1,即为收敛速度 ,必须指出,前后两次观测时的量测方法相同,即收敛计悬挂方向相同,钢带尺张紧力调整过程相同,这样可以消除仪器悬挂,调整张力等系统读数,以利提高量测精度 .全断面开挖时,通过测a线来判断水平收敛情况;上下台阶开挖时,下台阶开挖时,要增测d线,以确保下台阶施工的安全.⑵拱顶下沉量测①监测目的拱顶下沉监测值是反映地下工程结构安全和稳定的重要数据,是围岩与支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映.②沉降点埋设与测试沉降点埋设原则应以能反映结构安全为原则,并尽量与地表沉降测点相对应,以利于对比分析.拱顶下降的水准基点布设在洞内和洞外均可,要布设牢固,易于监测.在隧道开挖断面拱顶隧道中心处布置一个拱顶沉降观测点,该观测点采用Ф8钢筋弯成三角形,固定在待测点上.测点大小要适中,监测时用一把长度适宜的 (长度依据隧道高度而定)钢卷尺,尺端连一个挂勾,可以挂在测点上.监测应在水准仪及挂尺检验合格后方可进行;不得在测点和挂尺处有振动时进行监测;尽量选择在监测环境好时进行监测.③数据分析与处理对同一测点而言,拱顶沉降计算如下式：U=Ui-Ui-1式中：Ui——第i次监测高程;Ui-1——第i-1次监测高程;U——第i次沉降值;对量测数据及时进行分析处理,并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图进行反馈.测桩布置形式④监测断面布置间距的确定监测断面必须尽量靠近开挖工作面,但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩,太远又会漏掉该量测断面开挖后的变形量,根据《铁路隧道监控量测技术规程》Q/CR 9218-2015相关条文规定,测点应距开挖面2米的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初值,各类围岩条件下的监测断面间距按以下要求布置.Ⅲ类围岩 20～50 米,本隧道取20米;Ⅳ类围岩 10～20 米,本隧道取10米;Ⅴ～Ⅵ类围岩 5～10 米, 本隧道取5米;⑤监测结论围岩遵循“急剧变化－缓慢变化－基本稳定”的变形规律,说明本工程采用的支护结构强度和刚度是合理有效的 ,具有可靠的安全度 ,可以将其作为永久支护.围岩的变形主要产生在掌子面推进后30米内,而且主要是上台阶的开挖对位移变形影响较大 ,一般在开挖后的 3d～10d内变形较大 ,20d以后趋于缓和,30d左右基本趋于稳定,因此应加强围岩变形监测,调整初期支护时间,及时施作二次衬砌,加快隧道的成洞进度 .整理资料时,若发现拱顶及水平收敛位移量过大或下沉速度无稳定趋势时,应停止洞内开挖,对下部结构采取补强措施,如增加喷射混凝土厚度 ,加长、加密锚杆,加挂更密更粗的钢筋网;提前施作仰拱,提前施作二次衬砌等;使围岩在变形过程中逐渐达到稳定.7.5、隧道排水及受纳水体流量及水位观测7.5.1监测目的隧道施工过程中,由于开挖的揭露,致使隧道周围的高压水体突然向隧道施工现场涌入.由于涌水发生的突然性和部位的不易判定性,致使其规模和动力特征很难预测,加之施工空间有限,给工程施工带来很大的困难和危害,造成围岩失稳,发生掩埋设备和人身伤亡事故,使工程建设遭受严重损失,影响隧道的正常施工,也可能对地表生态环境造成短期或长期影响.在隧道施工过程中,对隧道排水及受纳水体流量及地表出露水体水位进行监测,为摸清工程区域内地表及地下水体的特征提供基础资料.7.5.2监测点的确定原则及分布通过调查及现场踏勘,初步圈定了监测点,主要为自然出露地表的、且与当地百姓生活息息相关的泉井、水库等.对于隧道中线3千米以内的地表水源地,如果具备以下特征之一的均被列为监测点.a、靠地下水补给的天然泉、井、以及有泉水补给的水库;b、居民生活主要取水点;c、居民反映隧道修建已发生水量变化的点.7.5.3监测方法及频率隧道排水及受纳水体流量观测根据隧道施工现场的实际情况及相关技术规范要求,对隧道排水及受纳。