1、新建莱西至荣成铁路站前工程LRTLSG-3标隧道监控量测方案中国建筑股份有限公司莱荣铁路ZQSG-3标项目部二二一年二月新建莱西至荣成铁路站前工程LRTLSG-3标隧道监控量测方案编 制 ： 审 核 ： 批 准 ： 中国建筑股份有限公司莱荣铁路ZQSG-3标项目部二二一年二月目 录第一章 编制依据及目的11.1 编制依据11.2 编制目的1第二章 工程概况2第三章 监控量测管理4第四章 监控量测技术要求6第五章 量测项目7第六章 监控量测工作内容、仪器和方法86.1 洞内外观察86.2 拱顶下沉量测96.3 地表沉降106.4 周边位移116.5 监控量测工作手段12第七章 洞内监控量测断面间2、距13第八章 监控量测频率与结束标准14第九章 量测数据的统计分析与信息反馈14第十章 初期支护监测结果异常的处理16第十一章 原始记录和数据的整理和保存17第十二章 注意事项17第十三章 附 录18I新建莱西至荣成铁路工程LRTLSG-3标段 隧道监控量测方案第一章 编制依据及目的1.1 编制依据1 工程测量规范（GB50026-2007）2 高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）3 高速铁路隧道工程施工技术规范（Q/CR9604-2015）4 铁路隧道监控量测技术规程（Q/CR9218-2015）5 高速铁路隧道工程技术指南（铁建设 2010 241 号）；6 新建莱西至荣成铁路3、工程实施性施工组织设计7 招投标文件、设计图纸等有关资料。1.2 编制目的现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据），为修正和确定初期支护参数及混凝土衬砌支护时间提供信息依据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。通过监控量测掌握围岩动态和支护结构的工作状态，对量测数据经过分析处理后，用来预测围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数，从而采取相应的施工措施，科学的组织和指导施工，保证隧道施工安全。1 指导隧道施工，确保隧道施工安全，杜绝因监控量测管理不到位而造成人员伤亡的安全事故，尤其要杜绝施作初期支护后4、因监控量测管理不到位而造成的“关门”事故。2 杜绝因监控量测管理不到位而造成工程周边较大环境影响。3 确保结构的长期稳定性；验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为施工方法提供依据，为优化和变更设计管理提供参考意见。4 监控量测与信息化管理相结合，切实提高现场监控量测管理水平。5 监测数据和资料可以丰富设计人员和专家对类似工程的经验，利于解决施工中的工程难题。第二章 工程概况新建莱西至荣成铁路位于山东省境内，是青银高铁通道向山东半岛地区的延伸，是胶东半岛地区对外客运交流的主要通道。正线全长 192.8km，线路起自莱西北站，经烟台市莱阳市、海阳市、威海市乳山市、南海新区、文登区，终5、至青荣城际荣成站。新建莱西至荣成铁路站前工程 LRTLSG-3 标段位于山东省乳山市和文登区之间，施工里程范围：DK116+141.70DK164+601.79,线路长度48.46公里。本标段正线起点从乳山市大孤山镇山东头村出发，向东跨银金大道后，从西林家村南侧穿过，跨越 26 县道后横穿石硼杨家村，沿 S24 威青高速方向向东延伸，途经东峒岭村南侧，向北沿 203 省道并行，跨越黄垒河后接入新建威海南海站，出站后沿东北方向依次跨越金海路、老母猪河、畅海路、S16 荣潍高速、S305 省道、圣海路后到本标段终点威海市文登区张家产镇林家床村。图2.1 线路平面走向示意图本标段包括西林、东林、唐村6、共3条隧道，总长1421.22m，围岩级别以级为主，少部分为级和级围岩，地层岩性为花岗岩和花岗闪长岩。岩层破碎风化严重，隧道埋深较浅，覆盖层较薄，属于浅埋隧道，施工技术难度较大。西林隧道位于山东省威海市乳山市大孤山镇境内，起点里程DK117+880,终点里程DK118+344.22，全长464.22m，全隧位于坡度为3.5的单面下坡，洞身位于半径为9000的右偏圆曲线上。隧址区属于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，相对高差约31m,自然坡度约15-40，隧道最大标高约96.5m，隧道最大埋深约27.6m，植被发育，辟为茂密灌木。隧址区表层为震旦期垛崮山超单元花岗闪长岩，全风化，黄褐色，主要分布在隧道山7、坡表层，厚3.0-6.3m不等。隧道洞身围岩为震旦期垛崮山超单元，青灰色-灰白色，强风化-弱风化，强风化层厚约3.5-9.8m,岩心呈块状，节理裂隙发育，岩体破碎；弱风化，岩芯呈柱状，岩体较完整，岩质较坚硬。东林隧道位于山东省威海市乳山市大孤山镇境内，起点里程DK118+625,终点里程DK118+992，全长367m，全隧位于坡度为18的单面上坡，洞身位于半径为9000的右偏圆曲线上。隧址区属于剥蚀丘陵区，地形起伏较大，相对高差约45m,自然坡度约15-40，隧道最大标高约120.1m，隧道最大埋深约45.4m，植被发育，辟为茂密灌木。隧址区表层为震旦期垛崮山超单元花岗闪长岩，全风化，黄褐色8、，主要分布在隧道山坡表层，厚0.8-8.9m不等。隧道洞身围岩为震旦期垛崮山超单元，青灰色-灰白色，强风化-弱风化，强风化层厚约0.8-15.5m,岩心呈块状，节理裂隙发育，岩体破碎；弱风化，岩芯呈柱状，岩体较完整，岩质较坚硬。唐村隧道位于山东省威海市南海新区唐疃村北侧约200m，起点里程DK146+160，终点里程DK146+750，全长590m，其中DK146+160-DK146+388段计228m为明挖施工。全隧位于坡度为3.6的单面上坡，洞身位于直线段。新元古代昆嵛山单元-弱片麻状中粗粒、细粒二长花岗岩，全弱风化，全风化呈灰黄色，黄褐色，原岩风化强烈，结构构造均被破坏，呈砂土状，层厚约9、1.90-13.00m，强风化呈灰黄色，黄褐色，节理裂隙很发育，岩芯呈碎块状，层厚约1.10-10.10m，下为弱风化，浅灰色间灰黑色，肉红色，中细粒结构，弱片麻状构造、块状构造，节理裂隙较发育，岩体较完整。受花岗岩因球状风化影响，隧道出口浅埋段洞顶孤石较发育，分布无规律，自稳性差，隧道施工扰动易引起失稳塌落。第三章 监控量测管理1 成立隧道现场监控量测小组，并配齐必须的检测仪器、设备、用品，明确工作职责和标准，承担量测任务。2 量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器设备的保养维修工作，并及时将量测信息反馈于施工和设计。3 现场监控量测按制定的量测工作计划认真组织实施，并与其它施工环节紧10、密配合，不间断的贯穿于整个施工过程中。4 各预埋测点埋设要牢固可靠，易于识别并妥善保护，不能任意撤换和避免破坏。5 按现场监控量测计划，在做好现场量测工作的同时，及时分析整理内业资料并分类归档，按规范要求做好量测竣工文件。6 监控量测组织机构框及工作职责1) 组织机构项目部组建“莱荣铁路ZQSG-3标隧道监控量测小组”，项目总工程师任组长；项目部测量队队长、分部总工、分部测量负责人任副组长；分部测量工程师、隧道施工架子队技术负责人任组员。见“图3 监控量测组织机构图”。图3 监控量测组2) 工作职责(1) 负责施工现场量测工作， 配设专业的监控量测人员和设备， 人员要求相对稳定。(2) 负责编11、制隧道监控量测实施细则，并组织实施。(3) 负责按监控量测实施细则认真组织实施，作好量测数据的采集、上传、分析、判释、安全性评价工作。具体要求如下： 负责在实施监控量测工作前，应提前通知现场监理人员实施监理。并在施工日志中详细记录监控量测实施时工况环境和地质情况。 负责在规定的时间内完成数据采集和上传，在每个掌子面完成量测后实时上网传输。根据软件分析结果，对工程安全性提出评价意见。 专人负责终端机管理，专机专用，该终端机不得进行其他工作。同时建立管理台帐和周报、月报分析制度，总结监控量测数据的变化规律，对施工安全进行评价。在月报中对安全管理基准（变形速率和累计变化量）进行分析评估，并提出调整建12、议，每月25日前向监理单位、指挥部、济青公司工程部上报月报。(4) 负责落实根据量测情况需要按要求采取的施工措施。(5) 明确施工现场布点、实测、上传数据核对等工作负责人。项目客户端管理作为监控量测工作信息化的核心，人员配置必须具有工程技术、监控量测、电脑操作、网络管理等方面的知识，且熟练操作本信息化系统。(6) 项目部设一专业监控量测工程师，负责掌握每天标段内所有测点的监控量测运行情况，发现问题及时报告相关领导。项目经理、分管生产经理、总工程师、质量总监及工程技术部长每天应掌握管段内的预警信息并及时组织处理，消除预警。7 监控量测仪器设备表3 监控测量仪器设备序号名称规格型号精度指标数量（台13、/件/套）状态1全站仪徕卡TZ081秒3套检定合格2水准仪徕卡L100.3mm/公里1检定合格2数据手簿安卓手机3台第四章 监控量测技术要求1 量测数据必须准确可靠隧道开挖后其变形和应力变化较快，必须根据施工情况快速的进行量测，才能掌握围岩变化的第一手资料，从而为进一步的判断和监控提供准确的资料，高精度的仪器设备和高素质的专业技术人员是必要的保证。2 数据处理和预测预报要快速准确隧道监测的目的是为了保证隧道施工的安全，在隧道施工中根据已有量测信息，采用回归分析、灰色预测等方法，对围岩的进一步变形和应力发展情况做出预测预报，可以及时发现隧道施工中隐藏的不安全因素，从而能在有效的时间内采取加固措施14、以避免安全事故的发生。3 监控必须及时有效、落到实处目前国内对量测方面的研究较多，然而，真正根据量测信息对斜井施工安全进行监控，并进行有效反馈和动态设计、施工的很少。花费大量人力物力获得的监测数据和信息仅仅限于低水平的应用，起不到优化设计参数和施工方法的目的。究其原因，大多现场监测人员无法对大量的数据进行全面综合分析和应用。第五章 量测项目根据隧道的地质特点和设计资料，综合考虑高速铁路隧道工程技术指南（铁建设 2010 241 号）、铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）、高速铁路隧道工程施工质量验收标准（ TB10753-2010），设计图纸及相关技术文件，主要针对以下项目开展15、监控量测：表5-1 监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测量精度备注1洞、内外观察现场观察、地质罗盘、数码相机/2衬砌前净空变化全站仪1.0mm一般进行收敛量测3拱顶下沉全站仪1.0mm4地表下沉全站仪1.0mm浅埋隧道必测（H030m）表5-2 监控量测选测项目序号监控量测项目测试方法和仪表测试精度备注1隧底隆起水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1.0mm2二次衬砌后净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计、隧道激光断面仪）0.1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.5%F.S.5二次衬砌接触压力压力盒0.5%F.S.6钢架受力钢筋计、应变计0.1%F.S.7喷混凝土16、内力混凝土应变计0.1%F.S.8锚杆轴力钢筋计0.1%F.S.9二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计0.1%F.S.10围岩弹性波速度弹性波测试仪11孔隙水压力水压计12水量三角堰、流量计13纵向位移多点位移计、全站仪第六章 监控量测工作内容、仪器和方法6.1 洞内外观察1 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，开挖工作面观察应每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描和围岩级别判定卡。2 对已施工区段的观察至少每周一次，观察内容应包括喷射混凝土、锚杆、钢架的情况，以17、及施工质量是否符合规定的要求。3 洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。4 在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知总工程师及副经理采取应急措施，并派专人进行不间断观察。5 范围：工作面及初期支护地段进行观察。6 监测仪器为：全站仪。6.2 拱顶下沉量测1 观测布置见下图：全断面和台阶法开挖隧道内拱顶沉降和净空收敛测点布置如下所示： 6.2-1 全断面开挖隧道位移监测点布置图 6.2-2 台阶法开挖隧道位移监测点布置图表6.2 净空收敛量测测线布置开挖方法测线布置全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线2.拱顶下沉观测基准点应设在距18、离观察点3倍洞径以外的稳定点处。3.拱顶下沉量测断面每个断面布置1-3个测点，测点设在拱顶中心或其附近，其精度为1mm，量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。4.测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定的岩面上，并和洞内水准点建立联系。5.拱顶下沉量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在的位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好，采用全断面开挖时，可设一条水平测线。6.监测仪器：精密水准仪、挂尺。6.3 地表沉降1 量测目的：1) 地表下沉的范围以及下沉量的大小。2) 地表下沉量随工作面推进的变化规律。3) 地表下沉稳定的时间。2 量测方法：用精密水准仪量测，19、地形高差变化很大时（5米范围内地形高差超过2m），其量测精度为1mm，此时也可采用高精度全站仪近距量测。在地形平坦地区，其量测精度为0.5mm。1) 地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表下沉量的测点应与水平净空相对变化和拱顶沉降量测的测点布置在同一断面内，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距可按表6.3采用。表6.3 地表下沉量测断面隧道埋深H(m)量测断面间距（m）H2B1530BH2B715HB7注：B表示隧道开挖进度。2) 横断面方向地表方向下沉量测的测点间隔应取4m/个，在一个量测断面内应设58个测点。洞顶地表下沉量测断面见图6.3-20、1，观测点的埋设详见隧道变形观测点设置参考图6.3-2。图6.3-1 洞顶下沉量测点布置图图6.3-2 洞顶下沉量测点埋设图3) 地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为准。4) 地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空收敛变化的量测频率相同。5) 监测仪器为：精密水准仪，全站仪等。6.4 周边位移周边位移量测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛值是最基本的量测数据，必须量测准确，计算无误。周边位移点应在开挖后进行支护时埋设，埋设时应一边用螺纹钢焊接在拱架内侧，另一端用直径为2-3cm钢圈焊接在螺纹钢上，埋设时应埋在不易破坏的地方21、，尽量让左右量测点高程及里程相同的地方，且每组收敛点的间距应根据围岩级别确定，每断面2-3对测点，一但收敛点被外界因素破环，应尽快补设收敛点，其目的是了解岩体的变化规律，确定二次衬砌的施作时间，制定施工安全措施，是量测的重点。一般情况下，周边收敛位移测点距开挖工作面应小于2m，测点埋设后，第一次测量时间应在上次爆破后24小时之内，并在下一次爆破前进行；第一次测量的初读数是关键性数据，应反复测读，当连续量测3次的误差小于0.18mm时，才能最终确定为初读数，量测间隔时间一般为：表6.4 量测间隔时间表量测间隔时间1天-15天16天-1月1月-3月3月以后1-2次/天1次/天1-2次/周1-3次/22、月6.4 隧道净空量测测线布置示意图收敛点监测仪器为：JSS30A30型收敛仪，量测范围0.5mm30m,分辨率0.01mm，测量精度0.06mm，数显示值稳定度为26h内不大于0.01mm。如果一旦用收敛仪测的变化值大于1mm，应立即重测，如果观察值没问题，应立刻停止施工，向相应的部门领导反应，待领导指示。6.5 监控量测工作手段在隧道现场监测实施过程中，主要采用人工采集原始数据的方法。在每个掌子面完成量测后通过业主监测数据系统，实时上网传输监测数据，根据软件分析结果，对工程安全性提出评价意见。6.5 监测数据的网络传输示意图第七章 洞内监控量测断面间距量测断面间距:隧道内拱顶沉降和净空收敛23、量测断面间距见下表：表7-1 监控量测断面间距围岩级别断面间距(m)51030浅埋段地表下沉量测断面纵向间距按表7-2确定：表7-2 地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2BH02.5B2050B H02B1020H0B510注：H0为隧道埋深；B为隧道开挖宽度。第八章 监控量测频率与结束标准1 拱顶下沉量测与净空变化量测宜用相同的量测频率，应从表8中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。表8 量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离（m）量测频率5(01) B(12) 次/d15(12) B1次/d0.51(12) B1 次/(23d)0.224、0.5(25) B1次/2d0.25B1次/周注：B表示隧道开挖进度。2 监控结束标准根据收敛速度判别。一般地段：收敛速度5/时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；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2.0mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。特殊地质地段。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后13周结束。断层破碎带地段位移长时间不能稳定时延长量测时间并采取加强措施。第九章 量测数据的统计分析与信息反馈工程监控量测作为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监测、数据的整理分析和信25、息反馈等几个主要方面。1 量测数据的整理、分析1) 数据整理：把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离散数据的取舍。2) 必要时，还应根据散点图数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况，防患于未然。常用的回归函数有对数函数、指数函数、双曲函数。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求的符合量测规律而又未实测的数据。2 建立监测变形管理等级标准，管理等级分3级。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。26、3 建立快速信息反馈渠道1) 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。监控量测设置洞内和地表两个监测小组，每个小组的监测数据均由计算机管理，并与项目总工计算机通过局域网进行内部快速传递，从而做到每日监测结果的及时上报。如有变形超过管理标准，则由总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达到工区执行，并同时通过电话及其他方式通知监理及设计单位。周报、月报则通过书面形式上报项目总工，有项目部按期向监理、设计和建设单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工情况进行评价并提出施工建议。2) 信息反馈设计的主要内容：施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留27、变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。表9 变形管理等级管理等级管理位移（mm）施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U(2U0/3)应采取特殊措施注：U实测位移值；U0最大允许位移值。第十章 初期支护监测结果异常的处理隧道监控量测结果出现异常时，应根据具体情况采取相应措施，一般可按以下方法处理：1 如果是由于基底下沉引起的，尽快将仰拱封闭，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固、换填或桩基。2 如果是由于围岩压力引起的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。在下一循环施工时，修改28、支护参数，增强初期支护，同时增大观察频率；必要时通过监理同意施作二次衬砌，如果需加强衬砌则由设计单位同意。3 如出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时，应进行适时监测观察，委派专职观察员对初期支护进行监视；如伴有响声及新生裂缝，应立即暂停正常施工，加强支护和采取可能的抢救性措施。4 遇下列情况之一，应立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：隧道开挖后，工程地质和水文地质，围岩级别比预计的明显要差；喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；位移速率长期无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量。5 遇到下列情况之一，应改变支护和二次衬砌参数：确认围岩级别、工程地29、质及水文地质条件比预计有明显好转；变形很快已收敛，达到施作二次衬砌的指标。第十一章 原始记录和数据的整理和保存监控量测的测设原始数据记录在安卓手机手簿中，由铁科院围岩量测APP上传至网络，通过数据拟合，查看数据是否超限、报警。本项目涉及西林、东林、唐村3个隧道，分别由山申申、田寿星、张林林负责数据的手簿上传和数据的整合，隧道的监控量测数据要及时地上传至围岩量测APP，量测数据要保证真实体现出隧道的沉降变形，不能弄虚作假。第十二章 注意事项1 测量仪器由专人使用、保管，实行三防，保持测量仪器的良好使用状态。西林隧道仪器由山申申进行保管，东林隧道由王鹏飞进行保管，唐村隧道由张林林进行保管，在进行监30、控量测时仪器不能离人，以防未知原因对测量仪器造成不必要的损坏。2 施测人员在使用仪器时按规程操作，并定期对仪器进行常规检查、校正，做好记录。3 进洞施工现场必须按规定配戴安全防护用品。4 防疫安全1) 避免人员工作集中。测量人员上下班宜采取分时段分流方式，避免拥挤。应合理安排施工工序，人与人之间保持1m以上的作业距离；尽量安排在露天空旷场所作业，避免有限空间内或聚集作业。若必须施工则应为2人联合作业，其中1人为作业人员，另1人为监护人员。2) 佩戴防疫用品。作业人员必须按要求佩戴合格的口罩，未正确佩戴者一律禁止进入作业区域，废弃口罩严禁随意丢弃，使用后放在项目部应指定位置设置的专用垃圾桶，及时回收和处理。应选择一次性医用外科口罩；佩戴时注意浅色朝内、深色朝外、硬条朝上、覆盖口鼻；摘除口罩时应从挂耳处取下，禁止触摸口罩深色区域。3) 强化疫情观察。配合疫情观察员工作，按要求进行体温监测，若有突发状况及时汇报。若需要进入现场临时吸烟点、临时厕所等人员集中场所，应避免发生人员亲密接触。第十三章 附录仪器检定证书22