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1、成渝客专铁路新红岩隧道工程施工监测 技术方案中国地质大学隧道施工监测技术方案二零一零年十月 地大隧道变形监测技术方案一工程概述1.1 项目概况 “地大隧道”，全长333米，净空高45米，洞宽6米。该隧道投资600多万元，于03年6月动工，12月打通，为全国高校第一条隧道。由于南望山南北两侧的岩性不同，南侧是能干性差的砂质岩，北侧是能干性强的硅质岩，故隧道南出口呈圆形，北出口呈方形。二作业目的和意义通过对既有地表及建（构）筑物各项指标的监测，将结构变形严格控制在标准限值内，保证既有建筑物的安全。三作业依据1建筑变形测量规范(JG J/T 8-2007)；2岩土工程监测规范YS5229-1996；
2、三监测内容1洞内观察（必测项目）；2拱顶下沉（必测项目）；3净空收敛（必测项目）；4地表下沉（H02B）及建（构）筑物下沉、倾斜（必测项目）； 5. 位移监测（选测项目）；四技术措施4.1 工作基准网的布设变形监测基准点是变形监测起始数据的基本控制点。本项目拟建立6组（3个/组）变形监测高程基准点，共计18个，每组基准点相邻点间距小于30米。高程基准点采用深埋钢管水准基点标石，于隧道施工前进行埋设，如下图所示。拟建立6组（3个/组）变形监测平面基准点，共计18个，平面基准点采用深埋钢管水准基点标石，于隧道施工前进行埋设，如下图所示。基准点布设在隧道变形影响范围以外、便于监测、位置稳定、易于长期
3、保存的地方，并定期复测。当监测点变形测量成果出现异常，或外界因素影响时，及时进行复测，并按建筑变形测量规范的规定对其稳定性进行分析。变形测量基准点的标石、标志埋设后，达到稳定后方可开始监测。稳定期不少于15天。基准点的选择严格按下列规定实施：1基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、标志易遭腐蚀和破坏的地方；2基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。基准点按照下列施工工艺埋设：备料，处理拟埋点位置；开挖躲避管线；安置钻机钻孔或人工开挖；钻孔或人工开挖达到预定深度后冲击夯实孔底；提钻植入标志，填砼料至孔口；处理孔口并安装标志头；砖砌阴井并加大小井盖保护基准点标志；施工后及
4、时处理好周围的建筑垃圾；绘制基准点位置图等。具体位置根据实地条件，由甲乙双方现场协商确定。若牵涉用地审批手续时，采用甲方负责、乙方协助的方式办理。基准点是变形监测工作必不可少的测量标志，只有长期保存，才能保证变形监测数据的连续性和正确性。因此，除在选点时格外注意其地点的合理性外，尚需加以认真保护，如果遇到有可能对基准点造成损坏或破坏的情况时，要具体研究基准点的保护方法。4.2 拱顶下沉监测点布设根据相关规范的规定，在隧道出、入口段1015米范围内，每间隔5米布设一个监测断面，隧道内部每间隔1030米布设一个监测断面，拱顶下沉监测点位置布设在隧道开挖毛洞的拱顶中心线，如下图所示。在预设点的断面,
5、采用带挂钩的预埋件作为监测点标志，埋设前先用冲击钻在待测部位成孔，然后将监测点标志放入，用快凝水泥或早强锚固剂固定，监测点标志头需设保护罩。4.3 隧道净空水平收敛监测点布设在预设点的断面,沿隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设监测点标志。拱顶的收敛监测点标志可利用拱顶下沉监测点，监测点标志及其埋设方法和拱顶下沉监测点标志相同。收敛监测点与拱顶下沉监测点布置在同一断面上，以便进行数据分析，如下图所示。预计共布设59对洞室净空水平收敛监测点。拱顶下沉及周边位移量测测点布置图4.4 变形监测点保护及意外情况处理变形监测是一项长期而复杂的测量工作，监测点在使用过程中的人为破坏，往往会导致变形监测数
6、据的中断。因此，变形监测点的保护应高度重视。4.5 变形监测点的保护措施监测单位措施：在埋设变形监测标志处设立标牌以示提醒外，标志的埋设深度和露出墙面部分的长度应事先与建设单位和施工单位商议，充分考虑施工对标志的影响。放置传感器时，应注意对仪器的保护，浇捣混凝土时导管应与监测仪器错开，以免导管上下时损伤监测传感器和电缆。电缆露出围护结构，且应套上钢管，避免日后凿除浮渣时造成损坏。4.6意外情况的处理1在监测前，对变形监测点的安全情况进行确认，如个别变形监测点受到破坏时，应及时进行补点，并进行一次监测，以保证变形监测起始数据的精度和监测工作的持续进行（数据中断一次）。2当某些传感器设置失败时，确
7、定实际完好传感器的数目是否达到计划监测点的90%以上，若符合，则可以不用考虑；若损失较多，必须及时补救重新设置。3数据分析时，采用相邻点平均变形量作为中断点的近似值，以减少对整个数据分析的影响。4.7 基准点联测及复测高程基准点按一级水准的技术要求进行测量，测站高差中误差限差0.15mm，往返较差或环线闭和差限差0.3mm。位移基准点按一级平面控制网的技术要求进行测量，角度中误差1.5,边长中误差3.0mm。详见表4、表5、表6。基准网首次联测时连续往返观测2次，取平均值作为基准数据，每间隔1个月复测一次。表4 平面控制网技术要求级别平均边长（m）角度中误差（）边长中误差（mm）最弱边边长相对
8、中误差一级2001.01.01：200000二级3001.53.01：100000三级5002.510.01：50000表5 水准监测的视线长度、前后视距差和视线高（m）级别视线长度前后视距差前后视距差累积视线高度特级100.30.50.8一级300.71.00.5二级502.03.00.3三级755.08.00.2表6 水准监测的限差（mm）级别基辅分划读数之差基辅分划所测高差之差往返较差及附合或环线闭合差单程双测站所测高差较差检测已测测段高差之差特级0.150.20.10.070.15一级0.30.50.30.20.45二级0.50.71.0 0.71.5 4.8 拱顶下沉监测采用DiNi
9、03电子精密水准仪和铟钢挂尺（如下图所示），其精度指标为：每公里高差中误差0.3mm。按国家二级水准测量技术要求作业，量测隧道拱顶绝对下沉量。监测点测站高差中误差限差0.5mm，往返较差或环线闭合差限差1.0 mm。首次观测时，对测点进行连续三次观测，三次高程之差应小于1.0mm，取平均值作为初始值。DiNi03电子精密水准仪4.9 隧道水平收敛监测采用收敛仪（见下图）量测隧道周边收敛变形。通过布设于洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长L，求出两次量测的增量(或减量)L，即为此处净空变化值。读数时应该读三次，然后取其平均值。5. 数据处理与分析5.1 监测数据的检核受观测条件的影响，任何变形
10、监测资料都可能存在误差。在变形监测中，由于变形量本身较小，临近测量误差的边缘，为了区分变形与误差，提取变形特征，应设法消除较大误差，提高监测精度，从而尽可能地减小观测误差对变形分析的影响。首先要加强外业测量的检核工作，如采取对向观测、往返观测、闭合（附合）检查、多种方法互检等措施，应尽可能使用先进的仪器设备，提高监测的自动化程度，杜绝粗差，消除或减弱系统误差，提高监测质量与精度。其次必须加强内业测量资料的检核，主要应包括：1校核各项原始记录，检查各次变形值的计算是否有误。通过不同方法的验算、不同人员的重复计算来消除监测资料中可能存在的错误。2原始资料的统计分析。把原始数据通过一定的方法，如按大
11、小排序，用频率分布的形式把一组数据的分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算，离群数据的取舍等。3原始观测值的逻辑分析。根据监测点的内在物理意义来分析原始监测值的可靠性。一般要进行一致性分析与相关性分析。一致性分析的主要手段是绘制时间效应量的过程线图和原因效应量的相关图；相关性分析是将本点本测次某一效应量的原始监测值与临近部位（条件基本一致）各测点的本测次同类效应量或有关效应量的相应原始监测值进行比较，视其是否符合它们之间应有的力学关系。当天测得的原始数据，应于当天检查整理完毕。5.2 数据处理当天现场监测的数据经检核无误后，应于当天及时录入计算机进行计算，编制当日监控量测成果资料，各项监测内
12、容计算公式如下：1沉降监测：其中：第次测量的下沉量测点的初始标高第次测量的标高采用严密平差软件，对每期沉降观测数据进行平差计算，得出本期监测各监测点的高程数据。并与初始值及上次观测成果进行比较，得出累计沉降量和本期沉降量。2. 洞室收敛：i=i-1i总=i其中：i第i次量测的收敛值总量测的总收敛值i-1第i-1次量测读数i第i次量测读数3钢尺温度改正 测尺出厂一般以20为标准，为消除温度变化引起的误差，要进行修正。L=Li+lii（20Ti）其中：Li第i次量测的实测值i钢尺的线膨胀系数，i =12.610-6 li钢尺的量测长度Ti第i次量测的环境温度5.3 数据分析与信息反馈施工监控量测作
13、为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中。量测数据经过检核、计算处理后绘制时态变化曲线图（如图所示）和距开挖面关系图。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或应力值，预测结构和建筑物的安全状况，防患于未然。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，求得符合测量规律而又未实测到的数据。时态变化曲线图常用的回归函数有：对数函数 U=Alg（1+t）+B 指数函数 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）六质量管理6.1 质
14、量目标本工程的质量目标：精心设计，精心测绘，向用户提供优质的产品和满意的服务，争创省部级优秀工程。6.2 质量管理流程本工程按照我单位ISO 9001质量保证体系文件进行工程质量管理；采用项目经理负责制，实行工程技术负责人、工程质量管理小组、作业小组逐级管理；重点抓好工程的事前指导、中间检查、成果验收三个环节管理；开好开工前技术交底会，要求参与本工程全体生产及管理人员严格履行岗位职责，保质保量保安全完成任务；实行工程技术负责人及质量管理人员深入生产现场对生产过程实行跟踪管理和现场检查监督，对生产中出现的问题和潜在问题制定纠正和预防措施；加强工序质量管理，坚决做到未检查的工序不进入下道工序、检查不合格的工序不进入下道工序，确保工序产品质量；采用作业小组、项目部、公司三级检查和项目部、公司二级验收办法对本工程成果、成图进行全面检查验收。6.3 质量保证措施1. 作业人员严格遵
