山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 1隧道监控量测专项施工技术方案1 编制依据1.1 山西岢临高速 ZB1-1 合同段隧道设计图纸及施工调查资料； 1.2 公路隧道施工技术规范 （JTG/T F60-2009） ；1.3公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)；1.4 铁路隧道监控量测技术规程 TB10121-2007 ；2 编制范围本方案仅适用于山西岢临高速 ZB1 合同段项目部一分部（K61+210K63+000）范围内隧道施工。隧道工程数量一览表南山隧道：左线 ZK61+232ZK61+996，左线长度 764m；右线K61+224K62+000，右线长度 776m。贺家坪 1#隧道：左线 ZK62+320ZK62+796，左线长度 476m；右线K62+295K62+805，右线长度 510m。3 工程概况本标段隧道位于山西省吕梁市兴县境内，沿线出露地层由老到新为二叠系上石盒子组（P 2s）,岩性主要为砂泥岩互层，岩性变化相对较大，地貌上变现为中缓坡，工程性质较差；第三系上新统静乐组（N 2j） ，岩性主要为粉质粘土，褐红色，可塑硬塑，土质较均匀，局部含钙质结核，工程性质相对较差；第四系上更新统马兰组（Q 3m）地层，岩性主要为粉土，褐黄色，含少量小钙质结核，土质均匀，大孔发育，具 II 级自重湿陷性，工程性质相对较差。隧道位于鄂尔多斯断块，东侧以离石大断裂与吕梁太行断块相邻，南侧以范家庄西硙口断裂与临汾运城新裂陷相接。出露地层以寒武系、奥山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 2陶系、石炭系、二叠系、三叠系、上第三系为主，第四系广泛分布，大部分基岩仅出露于河谷，岩层总体呈南北向，向西缓倾斜。南山隧道、贺家坪1#隧道，隧道全长 2532m，其中级围岩 1130m，级围岩 1402m。设计行车速度 80Km/h。隧道海拔高程在 1010m1142m，地形起伏相对较小，微地貌属黄土覆盖的基岩中缓坡。气象为温带大陆性季风气候区气候。本标段隧道所处位置地表水不发育，降水量受地形地貌控制，冬季基本干涸；地质勘探资料显示，本标段隧道附近地下水不发育，隧址区地下水主要为碎屑岩裂隙水，含水层为砂层，水量贫乏，预计单日最大涌水量为10100m/d。施工中应加强地质量测监控，通过监控量测可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，调整设计支护参数，指导施工，预见险情和事故，以便及时采取措施防止事故发生，确保隧道的安全施工。4 围岩监控总体方案现场监控量测是隧道现代化施工管理的重要组成部分，它不仅能指导工作，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态和支护工作状态的信息（数据） ，为修正和确定初期支护参数，混凝土衬砌支护时间提供依据。监控量测是施工过程中必不可少的一道施工程序，用于监测隧道各施工阶段围岩和支护状态，确保施工安全，而且通过对围岩支护体系的稳定性状态的监测和评价，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，同时确定二次衬砌和仰拱的施做时间，从而达到确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的目的。山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 34.1 监控量测的目的现场监控量测是“新奥法原理”的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术。隧道按“新奥法”原理组织施工，施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时方案、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数，修正施工方法及施工程序，确保施工安全。4.2 隧道监控量测的项目和主要内容4.2.1 监控量测项目地质超前预报。见“隧道地质超前预报专项施工技术方案”地表下沉量测：所有隧道洞口浅埋段，施工中应加强地表沉降观测，严格控制地表下沉。隧道围岩变形量测：通过洞内变形收敛量来监控洞室稳定状态和评价隧道变性特征。包括净空收敛量测、拱顶下沉量测和围岩内部位移量测。应力应变量测：采用应变计、应力盒、测力计等监测钢拱架、锚杆和衬砌受力变形情况，进而检验和评价支护效果。围岩稳定性和支护效果分析：通过对量测数据的整理与回归分析，找出其内在规律，对围岩稳定性和支护效果进行评价，然后采用位移反分析法，反求围岩初始应力场及围岩综合物理力学参数，并与实际效果对比、验证。4.2.2 一般隧道量测项目要求及主要内容施工的初期阶段位移及下沉量大或地质变化显著时，量测断面间距可取较小值；当施工进行到一定程度，地质良好，且位移下沉量较小时，量测间距可取表中较大值，根据情况也可加大，但在围岩突变处和较软弱结构面处应增设量测断面和测点；用台阶法开挖时，下半断面开挖越靠近上半量测断山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 4面，量测频率应适当增加，以便掌握位移（下沉）的变化；如果围岩位移（下沉）量较大，出现位移速度加速等情况，量测频率应适当增加，另外，进行洞内状态观测时应对每个开挖面都进行观察，一般应每天观察一次。测 试 时 间项目名称 方法及工具 布 置 115天16天1个月13 个月3 个月以上地质及支护状态观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察描述，地质罗盘开挖后及初期支护后进行每次掘进后及初期支护后周边位移JSS30A 型数显收敛计每 1050 米一个断面每断面23 个测点12次/天1 次/2天12次/周13次/月拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每 1050 米一个断面12次/天1 次/2天12次/周13次/月地表下沉 （洞口段） 水准仪、水准尺每 550m 一个断面，每断面至少 7 个测点、每隧道至少 2 个断面。中线每520m 一测点。开挖面距量测断面前后2B时，12次/天开挖面距量测断面前后5B时，1次/2天开挖面距量测断面前后5B 时，1 次/周围岩内部位移洞内钻孔安设单点或多点位移计每代表地段12 个断面，每断面 1520 个测点12次/天1 次/2天12次/周13次/月山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 5围岩压力 压力盒每代表地段210 个断面，每断面 25 个测点12次/天1 次/2天12次/周13次/月锚杆轴力 测力锚杆每代表地段210 个断面，每断面 25 个测点12次/天1 次/2天12次/周13次/月钢支撑内力及外力测力计每十对钢支撑一对测力计12次/天1 次/2天12次/周13次/月二次衬砌施做在满足下列要求时进行：各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定；已产生的各项位移已达到预计总位移量的 80%90%；周边位移速率小于 0.10.2mm/d，或拱顶下沉速率小于 0.070.15mm/d。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50m 地段覆盖层厚度50300m 地段覆盖层厚度300m 地段IV 0.150.5 0.41.2 0.82.0V 0.20.8 0.61.6 1.03.0洞内测点布置注意事项量测点的安设应能保证初读数在爆破 24 小时内和下一循环爆破前完成，并测取初读数。山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 6测点应安设在距开挖面 2m 范围内，且不大于一个循环进尺，并应细心保护，不受下一循环爆破的破坏。各项位移的测点，一般布置在一个断面内，测点统一在一起，测设结果能互相印证，协同分析及应用。围岩压力量测除应与锚杆轴力量测孔对应布置外，还要在代表性的部位设测点，以便了解支护体系在整个断面的受力状态与支护作用。锚杆轴力量测在局部加强锚杆地段，要在加强区域内有代表性的设量测锚杆。注：上图 F 点为拱顶下沉量测点，其余为周边位移量测点，台阶法开挖采用上左图，全断面法采用右图。4.2.3 小净距隧道小净距隧道进出口地表量测监控1）检测位置：隧道进出口各设置不小于 2 个监测断面（见下页图示）山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 72）检测工具：水准仪、水准尺3）检测频率：开挖面前30m、1 次/2 天；开挖面前后30m、2次小净距隧道洞口地表下沉测点布置图/2 天；开挖面后 3080m、1 次/2 天；开挖面后80m，1 次/7 天。4）检测精度：h=0.1mm5）注意事项：施工前做好检测准备工作，包括设置测点、引入高程控制点、配置必要人员及仪器。加密位移量较大地段的测点布置。地表量测与洞内检测同步进行相关分析。量测数据和分析结果及时归档，工程结束必须全部纳入竣工资料备查。6）量测监控数据的整理绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图绘制每一横断面最大沉降量随时间变化图绘制每一横断面最大沉降量与开挖距离关系图山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 8对横、纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析根据拱顶地表沉降及内部沉降值对土体内部垂直位移进行分析根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值根据回归分析数据分析土体内摩擦角及内聚力小净距隧道洞内量测监控1）监控量测布置要求和说明施工初期阶段地质较差、位移下沉量及速度变化较大时，应适当增加量测断面及量测频率。测点应可靠并应采取妥善保护措施，严禁使用没经过标定的测量仪器。各量测项目布置在同一断面，测点布设在具有代表性的地方，便于对测量数据的分析为后续施工提供经验。小净距隧道洞内和洞内侧导坑监控量测布置图见下页图示洞内监控量测布置图 侧导坑监控量测布置图2）监控量测项目和方法（见下表）主洞监控量测项目一览表山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 9项目名称 方法及工具 布置 量测间隔时间超前地质预报 详见“超前地质预报专项施工技术方案”地质及支护状态观察岩性、结构面产状及支护裂缝观测或描述，地质罗盘及规尺开挖及初期支护后进行每次爆破后进行爆破后 24 小时内进行018m 1836m3690m 90m水平收敛及拱顶下沉量测各种类型收敛计 V 级围岩每 1015米一个12 次/天1 次/天1 次/2天1 次/周地表沉降观测 水平仪、水准尺 断面布置见图示开挖面前30m，1 次/2 天；开挖面后80m，1 次/7 天；开挖面后30m,2次/1 天；开挖面后 3080m,1 次/2 天中岩墙监控量测项目一览表项目名称方法及工具布 置 量测间隔时间130 天 13 个月 3 个月以上中岩墙土压力钢弦式压力盒每 1030m 一个断面，每个断面 3 个压力盒 12 次/天 1 次/2 天 1 次/1 周130 天 13 个月 3 个月以上围岩内位移多点位移计及千分表每 1030m 一个断面，每个断面 2 个测点12 次/天 1 次/2 天 1 次/1 周130 天 13 个月 3 个月以上围岩压力钢弦式压力盒每 1030m 一个断面，每个断面 1 个压力盒12 次/天 1 次/2 天 1 次/1 周小净距隧道监控量测选测项目一览表量测项 方法 布 置 量测间隔时间山西岢临高速路基 ZB1 合同段项目部一分部 隧道监控量测专项施工技术方案山西路桥建设集团有限公司 10目名称 及工具仰拱开挖后 12 小时进行115 天 16 天1 个月 13 个月 3 个月仰拱隆起水平仪、水准尺每 1015m一个1 次/天 1 次/2 天