隧道工程施工作业指导书汇编

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中铁隧道集团渝利铁路4标项目部隧道工程施工作业指导书汇编下载

渝利铁路Ⅳ标段隧道工程编号：隧-004

隧道监控量测作业指导书

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编制:

审核:

批准:

2009年02月25日发布 2009年03月01日实施

隧道监控量测作业指导书

1.适应范围

适应于新建渝利铁路第Ⅳ标段隧道工程施工。

2.编制依据及目的

根据《铁路隧道监控量测技术规程》、《工程测量规范》、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》、《时速200公里客货共线（开行双层集装箱运输）铁路双线隧道复合衬砌》中复合式衬砌监控量测有关要求。

隧道施工必须以监控量测数据和分析指导施工生产，并纳入工序管理中，监控量测的目的：

（1）监测围岩的变形情况，掌握围岩和支护的状态，根据监测数据和分析结果进行日常施工管理。

（2）通过监测数据的连续变化，分析了解支护结构的作用及效果。

（3）将监控量测结果及时反馈于隧道设计、施工、建设管理中，确定施工管理等级。

（4）通过对量测数据的分析，对隧道变形发展情况及研究、决策提供基础资料。

（5）确定二衬的合理施作时间。

（6）积累资料，供以后工程设计、施工参考。

3．量测点布设要求

3.1监测断面的布置

3.1.1隧道洞内

（1）净空变形量测、拱顶下沉量测等必须项目量测断面的间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性按下表进行，在地质变化处加密量测断面。

量测间距、量测数量、测点布置表

拱顶下沉、净空收敛测点必须设置在同一断面内（测点及测线布置见下图）。

全断面一般地段
台阶法一般地段

CD或CRD法测点和测线示意图

双侧壁导坑法测点和测线示意图

（2）无碴轨道铺设前的隧道基础沉降观测一般地段根据围岩级别来确定断面布置间距，一般情况下，Ⅲ级围岩每400m，Ⅳ级围岩每300m，Ⅴ级围岩每200m布设一个沉降观测断面，复杂地质区段适当加密布置。

3.1.2隧道洞外

（1）洞口浅埋段地表沉降观测。隧道开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。布点原则为：在1-3倍的洞径范围进行，量测断面布置与洞内一致，每个断面上的测点间距为2～5m。从洞顶截水沟靠洞口侧开始埋设。每个桩点均采用50cm长Φ22的钢筋埋设，并用混凝土加固。在边仰坡开挖防护施工完洞身开挖前埋设地表沉降桩并及时采集初始观测值。

地表下沉量测断面间距表

（2）隧路、隧桥过渡段沉降观测。在过渡段范围至少有2个观测断面布置于不同结构、不同材料分界线两旁。

3.2洞内量测点埋设时间、初始读数的要求

净空收敛、拱顶下沉测量桩点应在开挖后尽早进行，初读数应在开挖后12h内读取,最迟不得大于24h,而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。

3.3洞内量测测点的布设要求

拱顶下沉、净空收敛测点必须设置在同一断面内,拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上,并和洞内水准建立联系。采用台阶法开挖时，应在拱脚上1m处加设一条净空收敛量测测线。

3.4洞内测点的结构加工要求：

根据收敛仪挂钩的要求，净空收敛和拱顶下沉量测桩点,采用长度30cm, Φ22 的钢筋、端头焊接φ8 mm｀△＇形状,锚固岩石内。无碴轨道基础沉降及过渡段沉降观测点

3.5量测点的标示及保护

3.5.1测点埋设要牢固可靠、易于识别，用红油漆标明里程和测点的编号。

3.5.2施工中注意保护，防止爆破和其它情况的破坏，量测点上不得悬挂其它任何物品。

4．监控量测内容

4.1监控量测内容：洞内、外观察，地表沉降，拱顶下沉、净空收敛量测，洞口段与路基、桥过渡段沉降观测。

4.1.1洞内、外地质观察

洞内观察可分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。

开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡。

在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易引坍塌的岩块及时进行锚杆支护、喷射混凝土封闭。

对已施工支护区段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆、钢架的状态。

洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容应包括地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。

4.1.2净空收敛、拱顶下沉

净空收敛、拱顶下沉为洞内必测项目。拱顶下沉及净空收敛量测一般布置在同一个断面，
根据围岩级别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和隧道边墙布设测点。拱顶下沉及收敛量测在整个隧道进行，需根据隧道围岩情况对量测断面进行整体规划，在特殊地段需加密测量断面以及量测点。

4.1.3地表沉降监测

地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表建筑物情况、所采取的开挖方式等因素来确定。地表沉降观测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测点布置在同一断面内。布置的横断面方向地表下沉量测点的间隔应取2-5m，根据地形一个断面布置7-11个测点。地表下沉量测应在开挖面前放H+h（隧道埋深+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止，量测频率应和拱顶下沉及水平收敛量测频率相同。

4.1.4无碴轨道铺设前基础沉降监测

无碴轨道铺设前应对隧道基础沉降作系统评估，确认工后沉降符合要求。要求基础完工后，变形观测期不少于3个月，观测数据不足或是工后沉降评估不能满足设计要求时,需适当延长观测期。

工后沉降控制：预测的隧道基础工后沉降值不大于15mm。

5．量测仪器及量测频率要求

5.1监控量测仪器设备
、方法、仪器和精度要求

5.2量测频率

5.2.1开挖支护按位移速度或距开挖面距离确定的量测频率表

注：
量测频率原则上采用较高的频率值，地表下沉、拱顶下沉量测与净空收敛量测采用相同的量测频率。 B-隧道开挖宽度

5.2.2无碴轨道铺设前隧道基础沉降观测频次不低于下表，稳定后可不再进行观测：

5.3结束标准根据围岩变形速度判别：

一般地段：收敛速度＞5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统，收敛速度＜0.2mm/d，拱顶下沉速度＜0.15mm/d时,围岩基本达到稳定。

浅埋地段：加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。

各量测项目持续到变形基本稳定后1～3周结束。

无碴轨道隧道基础沉降评估观测期一般为3个月：地质条件好、沉降趋于稳定且设计及实测沉降总量不大于5mm时，可判定沉降满足铺设条件；预测的隧道基础工后沉降值不能大于15mm。

6、量测资料的整理与分析

6.1初期支护量测数据的整理、分析

在取得监测数据后，要及时进行整理、总结和分析。

A、
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群数据的取舍。

B、
数据分析和曲线拟合

绘制量测数据的时态变化曲线图（即位移速度随时间变化曲线图，如图下图所示）和位移量与开挖面距离曲线图(如图下图所示)。

位移速度随时间变化曲线图

位移量与开挖面距离曲线图

在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值，预测结构物的安全状况，防患于未然。

常用的回归函数有：

对数函数 U=Alg（1+t）+B

指数函数

U=Ae^-B/t

U=A（e^-Bt-e^-Bt0）

双曲函数

式中：U—变形值（或应力值）；

A、B—回归系数；

t、t₀—测点的观测时间（day）；

T—量测时距开挖时的时间（day）。

以上三种回归方程，哪个函数的相关系数的绝对值最接近1则选用该回归方程来预测最终收敛情况。

6.2信息反馈

为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表，并按期向施工监理、提交监测月报，附上相对应的位移速度随时间变化曲线图和位移量与开挖面距离曲线图，对施工情况进行评价并提出施工建议。

6.3无碴轨道铺设观测评估判定详细方法请参考《客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）

7、变形管理措施

在一般地段，变形应按以下方法管理

7.1按变形管理等级指导施工，见下表：

位移控制基准根据测点距开挖面的距离，初期支护的极限相对位移可按下表：

注：B—隧道开挖宽度；UO---极限相对位移值在缺少实测资料时，可先按预留变形量作为极限位移值，并在施工中加以调整。

根据位移控制基准，位移管理按下表分成三个等级：

注：U 为实测变形值。

7.2根据位移变化速度判别

净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。

当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到予测最终值的80～90%，收敛速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速率小于0.15mm/d时，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌。当位移～时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时尽快采取补强措施以防坍方。

如果是由于基底下沉引起的，尽快仰拱封闭，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷砼并在基底钻孔注浆加固；

如果是由于偏压引起的，复喷砼，加设锚杆；

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，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率；及时施作二次衬砌，必要时采用加强衬砌。

在浅埋地段有及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采取监控量测分析判别。

7.3根据位移时态曲线的形态来判别

当围岩位移速率不断下降时，（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；

当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t＝0），围岩不稳定，应加强支护；

当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

断层破碎带不良地质段按以下方法管理

当位移急剧增加，每天的相对净空变化超过15mm时，重点加强观测，并密切注意支护的结构变化，采用增加喷砼厚度，补喷5cm厚的网喷砼或增加预应力注浆锚杆的长度、数量。

当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到予测最终值的80～90%，收敛速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速率小于0.15mm/d时，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌。（附件：地表下沉观测原始记录表、拱顶下沉观测原始记录表、隧道拱顶下沉观测汇总表、隧道拱顶下沉观测数据的处理与回归分析、周边收敛观测原始记录表、周边收敛观测汇总表、周边收敛观测数据的处理与回归分析。）

8．量测组织机构

8.1为了确保隧道安全施工，为隧道设计、施工、管理、决策提供基础数据，因此各隧道工区需成立专门量测组织机构，由工区总工程师总负责，组织机构逐级负责，负责隧道监控量测工作。

8.2人员职责：

8.2.1工区总工程师

1. 负责传达项目部有关量测要求和指示；
   
2. 组织编制、优化量测实施方案，审查通过后组织实施，并报项目部；
   
3. 解决量测中的人员、资源配置以满足量测工作需要，保证现场人员协调配合；
   
4. 对上报项目部的报表和分析报告审核把关，对现场量测中出现的异常问题及时处理，重大异常情况向项目部总工和工区主要领导汇报，负责会同工区经理根据量测分析资料制定内部量测施工管理等级并指导施工。
   
5. 每天必须对量测工作进行一次督促、指导。
   

   8.2.2工区工程部
   

6. 负责编制量测实施计划，并按批准的量测计划组织实施，进行动态优化调整，编制作业指导书并负责量测指导书的交底和组织实施；
   
7. 检查指导书量测断面及测点的埋设，确保量测项目、测点数量、量测频率等符合设计、规范及有关要求；
   
8. 负责量测数据的分析处理，并对初期支护和二次衬砌结构的稳定性作出评价，提出管理等级建议；
   
9. 每天将签认后的量测报表和分析报告向工区总工提交，并向分管生产的领导汇报分析结论。
   

   8.2.3现场量测组
   

10. 负责现场按批准的量测计划进行断面的设置、埋点布设，按规定的量测方法定位定岗实施量测，并按规定的量测频率组织量测，负责提交原始量测数据。量测原始记录不得涂改，并将资料保持完好；
    
11. 对量测原始数据做初步计算，将每天变形数据以规定的表格形式提交给监控数据分析人员，负责每天按时向工程部上报当日量测原始数据真实性和完整性负责；
    
12. 定期对量测数据进行统计分析，找出其变形规律以指导施工。
    

 

渝利铁路Ⅳ标段隧道工程编号：隧-005