国道G106线桂东槽里至汝城公路改建工程隧道工程监控量测建议书.doc

国道G106线桂东槽里至汝城公路改建工程隧道工程监控量测项目建议书一、工程概况设计路段全部在桂东县境内，桂东县位于湖南省东南，郴州市东部，地处罗霄山脉之南，五岭山脉之北，诸广山脉以西，东面与江西省相连，东西长61.2公里，南北长53.6公里。路线由北南向穿过桂东县境。该路段共设置有3个隧道，隧道总长为1.725公里设计为单洞双向行车。二、监控梁测目的的及必要性自20世纪80年代后期以来，我国的隧道工程大都以新奥法（NewAustrianTunnelingMethod,缩写为NATM）理论为基本指导原则来进行其结构设计和施工。该项目的隧道亦是按该理论和方法进行设计的。新奥法的含义可理解为：隧道形状应使受力有利，采用柔性与围岩密贴的锚杆和喷射混凝土支护结构，在尽量抑制围岩强度恶化，积极发挥围岩自身承载能力的同时，依靠现场量测来指导隧道设计和施工。对此，我国的相关隧道设计与施工规范均要求：采用新奥法施工的隧道，施工时应视其规模、地质条件以及安全合理施工的要求，充分利用现场量测信息指导施工，即通过对施工中量测 的数据和对开挖面的地质观察等进行预测和反馈。根据已建立的量测管理基准，对隧道的施工方法（包括特殊的辅助施工措施）、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等记性合理调整，以保证施工安全、坑道稳定和支护结构的经济性。其主要施工程序下图所示：在隧道的施工过程中，使用各种仪器设备和量测元件，对地表沉降、围岩与支护结构的变形、应力、应变进行量测，据此来判断隧道对地表环境的影响和程度、围岩的稳定性和支护的工作状态，这种工作称为新奥法的现场监控量测。施工监控量测被视为是新奥法的三大关键环节之一。其目的可归纳为下述三点： 1、为设计和修正支护结构形式和参数提供依据进行隧道工程设计时必须依靠工程地质调查和试验来提供必要的依据和信息，但由于岩体地质情况千差万别，使得工程地质调查和试验取得的数据很难正确反映岩体的真实性。所以在施工过程中必须通过围岩与支护的变形与应力的监测结果，对原设计予以修正，，或者为重新计算和设计提供依据。2、正确选择开挖方法和支护施作时间通过分析量测数据，可以确定符合具体工程要求和地质条件的施工方法和支护结构的施作措施，以充分利用围岩自承能力，然后通过量测分析，再确定适宜的二次支护时间；在侧压力较大的地层中，利用量测数据，以确定最佳的仰拱施作时间。3、为隧道施工和长期使用提供安全信息同过对围岩稳定性与支护可靠性的量测监控和分析评定，可以发现施工中隐藏的不安全因素和隧道有可能失稳的区段或局部薄弱的部位，从而及时采取响应的加固或其它措施。总之，隧道监控量测的主要目的，是为了完善隧道设计与正确地指导施工，从而保证隧道工程的安全性和经济性。三、监控量测内容与方法根据我国公路隧道施工技术规范及相关行业标准，本项目监测内容分为必测项目和选测项目两种。1、必测项目（1）隧道掌子面地质状况观察 其目的是及时了解和掌握隧道开挖掌子面的岩型特征、成分、颜色、结构构造、节理产状、裂隙发育程度、地下水状况等，以便对围岩类别及时做出合理判断。（2）隧道洞口浅埋地段的地表下沉量测其目的是及时跟踪浅埋洞口地段施工时的对隧道顶部土体的扰动影响。监控测量：地表下沉量。（3）隧道周边收敛位移量测其目的是为判断隧道空间稳定提供可靠信息；根据变形速度判断围岩稳定程度，为二次衬砌提供合理支护时机；指导现场设计与施工。监测量：隧道周边收敛量；收敛稳定时间。（4）隧道拱顶下沉位移量测其目的是根据拱顶下沉速度判断围岩稳定程度，为二次衬砌提供合理支护时机；指导现场设计与施工。监测量：隧道拱顶绝对下沉；下沉稳定时间。2、选测项目（1）围岩内部位移量测其目的是了解隧道开挖施工后围岩的径向位移分布、松驰范围和围岩的应力重分布规律；根据围岩位移的变化量进一步判断围岩稳定程度，并为优化锚杆参数，指导施工提供可靠依据。监测量：围岩内部位移。（2）喷射混凝土的接触压力量测 其目的是了解喷射混凝土的受力状态和变化规律，了解围岩压力的大小，为优化喷射混凝土的厚度参数提供依据；监测量:应力。（3）钢支撑内力量测其目的主要是了解Ⅴ级围岩条件下，钢支撑所承受垂直与水平荷载的大小，以及随施工过程的变化规律，为调整初期支护的类型与优化设计提供依据。监测量：应力。（4）二次衬砌内力量测二次衬砌量测目的是了解二次衬砌的受力条件，判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度，检验二次衬砌设计的合理性，积累资料为经验类比提供依据。监测量：应力。（5）锚杆内力量测其目的是了解Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下，锚杆的受力状态和变化规律，隧道周边围岩松动区的大致范围，为优化锚杆设置的类型、数量、间距、长度等参数提供依据。监测量：锚杆内力。监控量测的方法与测点布置1．必测项目（1）隧道掌子面地质状况观察 每次爆破后，通过人工观察、地质罗盘和锤击检查各隧道掌子面，描述和记录围岩地质情况、岩层产状、裂隙、地表水，以及支护效果。使用仪器、材料、工具：地质罗盘地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄象机。（2）隧道洞口浅埋地段的地表沉降量测在隧道浅埋地段的地表测试范围内埋设沉降观测点，用精密水准仪监测观测点的绝对下沉量，并计算出当天的沉降量。该项量测的测点布置如图2所示，该项量测每个洞口计划布两个断面，具体量测时将根据现场实际地质地形情况以及施工情况进行调整。（3）隧道拱顶下沉及周边收敛位移量测隧道周边收敛是指隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值，它是隧道开挖所引起围岩变形值最直观的表现，对其量测采用隧道净空变化测定计(简称收敛计)进行。隧道周边收敛量测的测点和量测基线如图3所示。每种围岩类别各选择若干个比较有代表性的断面布置量测标志，Ⅵ级围岩按10m间距布点，Ⅴ级围岩按15m间距布点，Ⅳ级围岩按30m间距布点，Ⅲ级围岩按60m间距布点，Ⅱ级围岩按100m间距布点，(注：测点与基线的布置将视具体施工方案的变化进行修改和调整)。收敛量测测点与拱顶下沉测点布置在同一断面。埋设测点时，先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为40~80mm，深为25mm的孔。在孔中填满水泥沙浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上，并使预埋件销孔轴线处于铅垂位置，上好保护帽，待沙浆凝固后即可量测。 四、监控量测频率与控制标准不同的围岩种类在不同的施工方法、施工阶段，各监控量测的控制频率及实施项目不尽相同，针对施工不同的工况，洞内监控量测的频率与控制标准见下表。五、隧道监控项目主要业绩隧道监控量测主要业绩表序号项目名称隧道单洞长监控主要项目委托单位实施时间1长沙市芙蓉路电缆隧道3250m地表沉降监测、隧道及竖井变形监测湖南省长沙市电业建设公司2001~20022厦门莲黄公路隧道1685m施工现场爆破地震观测与试验厦门市公路局2001~20023长沙市火星南路天际隧道888m洞内观测、地表沉降监测、隧道变形监测，锚杆内力、围岩压力以及二衬内力监测以及围岩弹性波测试等长沙市火星南路建设有限公司2003~20044怀新高速公路船溪隧道1995m怀新高速公路建设有限公司2004~2005许家坳隧道410m水冲连拱隧道2×480m青山冲连拱隧道2×320m分金石连拱隧道2×80m长湾冲连拱隧道2×105m界牌坳连拱隧道2×395m5张桑公路茅溪垭隧道2050m湖南张桑公路建设有限公司2004-2006小溪沟隧道800m6常张高速公路关口垭隧道1550m湖南省路桥公司2004 7吉首绕城公路健身坡隧道950m黄衢南高速公路公司进行中8常吉高速公路隧道群17500m常吉高速公路公司进行中9浙江黄衢南高速公路隧道17200m浙江黄衢南高速公司进行中六、拟参加本项目主要人员主要人员一览表姓名职称或学历参加工作年限检测证书编号本次检测岗位陈庆工程师9（公路）检师Q项目负责人陈湘亮硕士/工程师10（公路）检师D技术负责人龚刚工程师6（公路）检员06湘0240CG检测员曾雄鹰工程师7（公路）检员06湘0176C检测员彭娟硕士2（公路）检员06湘0091C检测员廖天真助理工程师6（公路）检员06湘0064C检测员王滔助理工程师6（公路）检员06湘0127C检测员 表2隧道监控量测频率控制表序号项目名称方法及工具量测频率必测项目1地质和支护状况观察岩层、岩性，结构面产状及支护裂缝观察或描述,数码相机、地质罗盘及规尺等每次爆破后进行观察2周边位移量测各种类型的收敛计爆破后2小时内开始0-18m18-36m36-90m>90m1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次／月3拱顶下沉量测精密水平仪、水准尺、钢尺或测杆爆破后2小时内开始0-18m18-36m36-90m>90m1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次／月4地表下沉量测精密水平仪、水准尺开挖面距量测断面前后<2B,1~2次/天开挖面距量测断面前后<5B,1次/2天开挖面距量测断面前后>5B,1次/周5仰拱隆起测量精密水平仪、水准尺爆破后24小时内开始1-15天16-30天31-90天>90天1次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月6超前地质预报MALA地质雷达30-35m/次选测项目7围岩内部位移量测(洞内设点)洞内钻孔安设单点、多点杆式位移计爆破后24小时内开始0-18m18-36m36-90m>90m1~2次/天1次/天1~2次/周1~3次／月8喷砼应力量测表面应力解除法二次衬砌施作前进行9钢支撑内力量测钢筋表面应变计钢筋应力计钢支撑施作后开始进行0-18m18-36m36-90m>90m1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次／月10二次衬砌压力量测混凝土应变计二次衬砌施作前进行1-15天16-30天31-90天>90天1次/天1次/2天1~2次/周1~3次／月11锚杆内力量测锚杆应力计锚杆施作后开始0-18m18-36m36-90m>90m 1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次／月五、监控量测工作实施1、量测流程图10所示为本次监控量测操作程序。2、数据采集、分析及信息反馈（1）数据采集任何现场量测都不可避免地存在误差。为得到更为真实、可靠的量测数据，在监控量测、采集数据时，应尽量减少各种误差。A、首先做到量测、采集数据专人专项负责，以减少随机误差。B、在使用精密水准仪进行洞内周边收敛位移量测时，通过左右尺读数控制系统误差。C、专项量测需制定专项记录表。对于手工记录资料要保存好原始记录表，对于智能式记录器要及时将量测数据导入电脑，以防丢失。D、各项数据采集频度与相应量测频度(表2所列)同步。（2）量测数据的处理与数据分析现场量测数据应及时绘制位移一时间曲线(或散点图)。曲线的时间横座标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离。在量测数据整理中，选用位移—时间曲线，当位移—时间曲线趋于平缓时(如图12)，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移值和掌握位移变化2007年7月23日