慈母山隧道测量施工方案

A标段

慈母山隧道测量施工方案

编制： 审核： 批准：

中隧股份峡江路A标段项目经理部

二零零八年七月一日

慈母山隧道监控量测方案

一、设计概况

峡江路A标段慈母山隧道左线长1093.852m，右线长1093.516m，隧道进口位置全部由填筑土组成，成洞条件差，洞门至暗挖隧道范围内采用明洞，左线明洞里程为ZK0+056.148～ZK0+151.148（95m），右线明洞里程为K0+056.484～ZK0+151.484（95m）。

二、监控量测目的

监控量测是信息化设计与施工的重要内容，通过施工现场的监控量测，了解和掌握隧道的动态信息，如隧道围岩受力和变形状态等，已判断衬砌结构和围岩是否稳定和安全，进行信息反馈及预测预报，以指导现场安全施工，确定不同地质条件下合理的开挖方式、支护方式、支护时间，为变更设计，修改支护参数，指导施工提供直接信息，确保施工安全和质量。

三、监控量测组织机构

慈母山隧道监控量测机构以项目总工程师为组长，项目测量工程师为副组长的现场监控量测小组，长期固定专职测量技术员进行各项监控量测工作，采集原始数据，及时汇总分析。

四、监控量测项目、方法、仪器及要求 1.1、监测量测内容、方法和仪器

慈母山隧道监控量测，主要监测内容包括洞顶地表下沉、净空收敛、拱顶下沉等。

表一 监控量测项目一览表

序 号 项目方法及工具 名 称 净空收敛 布 置 断面布置见下图。V级围岩10～15m，IV级围岩15～25m，Ⅲ级围岩25～50m，每断面2对。 量 测 时 间 间 隔 16天1－15－ 天 1个月 1－2次1次/2/天 天 1个月－3个月 1－2次/周 大于3个月 1－3次/月 1 收敛仪 2 拱顶下沉 同上 水准仪 每断面在拱顶设置1水准尺 个，全断面开挖时设置3个。 洞口段设置，从中线水准仪 向两侧每5米布置一水准尺 个测点，一个断面不少于7个测点。 同上 开始开挖开挖后前7断面前天 后30m 1次/2次/天 天 开挖后断面前后60m 1次/天 开挖后断面前后大于60 m 1次/周 3 地表下沉 4 地质岩性、结构开挖后及初期支护状况面状、裂缝后进行 观察 观察或描述

每次爆破后进行

图一 洞口段地表下沉测点布置图 隧道中线测点300cm300cm

收敛点150cm200cm 隧道轴线沉降点图二 洞内测点布置图

1.2、 监控量测要求

a、地表及拱顶下沉量测精度为0.1㎜，量测仪器使用前严格标定。 b、地表量测与洞内量测同时进行，洞内各测点布置必须在同一个断面上。 c、当地质条件较差，例如偏压地段，瓦斯地段、岩爆地段以及位移下沉量及速度较大时，要适当增加量测断面和量测频率。

d、量测部位和测点布置应距开挖面2米内尽快布设，并根据地质条件和施工方法适当布置。

e、测点应牢固可靠，易识别并加以妥善保护。

1.3、量测频率与结束标准

a、量测频率

量测频率根据围岩级别、支护的位移速度、距离开挖面和监测数据的变化情况而定，见监控量测项目一览表，特殊地段（如软弱围岩、偏压地段、岩爆、瓦斯地段等）和位移下沉量及速度较大根据情况加大监测频率。

b、结束标准

根据收敛速度判别，一般地段：水平收敛速度＜0.2mm/d及拱顶下沉位移速度＜0.15㎜/天时，围岩基本达到稳定。同时根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间。

c、各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束，软弱围岩大变形地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间。

1.4、监测数据的统计分析

a、量测记录

初读数在开挖后12小时内读取，最迟不得大于24小时，初读数必须在下次爆破前读取。读数均读取三次，取其平均值，该组数据不得少于25组。

b、量测资料的分析

施工期间，监测人员在每次监测后及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平位移等时态曲线，了解其变化趋势，净空收敛根据量测结果绘制时间t与位移速度V关系曲线，拱顶下沉绘制位移u与开挖距离L关系曲线。并对初期的时态曲线

进行回归分析，回归分析采用对数函数式(见下页),预测可能出现的最大值和变化速率。根据开挖面状况、拱顶下沉、水平收敛位移量大小和变化速率等情况，综合判断围岩和支护结构的稳定性，并根据变位等级管理标准及时反馈施工。

V(mm/d) 0 t(d) a 时间t与位移速度V关系曲线

u(mm/d) 0 L(m) b 位移u与开挖距离L关系曲线

c 回归分析：建议的函数关系为：u=a+b/log（1+t） 其中：u-位移值，单位mm；

a、b-回归常数； t-时间；

表二 变形管理等级标准表

管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管 理 位 移 U0＜Un／3 Un／3≤U0≤2Un／3 U0＞2Un／3 施工状态 可正常施工 加强支护 采取特殊措施 注：U0 为实测变形值，Un允许变形值，Un的确定考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择，见下表。

表三 隧道周边允许相对位移值表（%）

埋深 围岩类别 Ⅳ Ⅲ ＜50m 0.1~0.30 0.15~0.50 50~300m 0.20~0.50 0.40~1.20 ＞300M 0.40~1.20 0.80~2.00 Ⅱ 0.20~0.80 0.60~1.60 1.00~3.00 注：①相对位移值指实测位移值与两点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。

②脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。

③本表中所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修改。

1.5、监控量测资料的反馈和应用

a、量测结果要定期反馈工程部，有异常现象时要及时反馈，并以书面形式报项目部总工。

b、根据以上绘制的曲线，配合地质、施工等方面的信息，再与设计图比较，检验结构形式、支护衬砌参数、预留变形量、施工方法和工艺及各工序施作时间等如与原设计指标基本相符，可继续施工；若差别较大，应立即变更设计，改变施工方法，调整作业时间，以求安全、可靠、经济合理。

c、围岩稳定性判断：从位移值、位移速度和位移加速度三方面考虑。 ①、隧道施工过程中围岩和支护实测位移值若超过隧道周边允许相对位移值，则表示围岩不稳定，需加强支护。

②、隧道开挖通过量测断面时位移速度最大，以后逐渐降低；当位移速度大于15㎜/天时，需特殊支护，否则可能塌方。

③、位移加速度为负值，标志围岩变形速度不断下降，表示围岩变形趋于稳定；位移加速度为零，标志围岩变形速度长时间保持不变，表明围岩变形趋于不稳定，要及时加强支护；位移加速度为正值，标志围岩变形速度增加，表明围岩变形处于危险状态，需加强支护或采取措施加固围岩。

d、施作二次衬砌时间：隧道周边变形速率明显减缓趋势、初期支护表面裂缝不再继续发展、收敛速率（至少7天的平均值）小于0.2㎜/天、累计位移值不超过极限位移值的80%的情况下，选定围岩和喷锚支护基本稳定的最佳时机施作二次衬砌。

隧道施工测量技术

(1)一般规定

1)控制测量的精度应以中误差衡量，最大误差(极限误差)规定为中误差的两倍。 2)隧道施工时应做好下列工作：

①长隧道设置的精密三角网或精密导线网，应定期对其基准点和水准点进行校核；

②洞外水准点、中线点应根据隧道平纵面、隧道长度等定期进行复核，洞内控制点应根据施工进度设定。

3)洞内施工隧道测量，桩点必须稳定、可靠，且通视良好。水准点应设于不易损坏处，并加以妥善保护。测量仪器、工具在使用前应作检校，保证仪器具的技术状态符合使用要求。使用光电测距仪时，应按其使用规定要求进行。’

4)隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值，均应符合交通部现行的《公路隧道勘测规程(JTJ 063)》的规定。 5)隧道竣工后应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果及示意图。 (2)洞内施工测量

1)洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点应纳入控制网内，由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差，不应超过测量等级的要求，后视方向的长度不宜小于300m。导线点应尽量沿路线中线布设，导线边长在直线地段不宜短于200m；曲线地段不宜短于70m。无闭合条件的单导线，应进行二组观测，相互校核：

①用中线法进行洞内测量的隧道，中线点间距直线部分不宜短于100m；曲线部分不宜短于50m。

②当用正倒镜延长直线法或曲线偏角法检测延伸的中线点时，其点位横向偏差不得大于5mm。

4)开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线，开挖工作完成后应及时测量并给出断面图。采用上下导坑法施工的隧道，上部导坑的中线每引伸一定距离后，应与下部导坑的中线联测一次，用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。

5)供衬砌用的临时中线点，必须用经纬仪测定，其间距可视放样需要适当加密，但不宜大于10m。

6)衬砌立模前应复核中线和高程，标出拱架顶、边墙底和起拱线高程，用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模。立模后必须进行检查和校正，确保无误。

7)洞内散设路线应由洞口高程控制点向洞内布设，结合洞内施工情况，测点高距以200～500m为宜。洞内施工用的水准点，应根据洞外、洞内已设定的水准点，按施工需要加设。为使施工方便，在导坑内拱部、边墙施工地段宜每100m设立一个临时水准点，并定期复核。 (3)贯通误差的测定及调整

1)贯通误差的测定应按下列要求进行：

①采用精密导线测量时，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。

②采用中线法测量时，应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸，并取一临时点，量出两点的横向和纵向距离，得出该隧道的实际贯通误差。

③水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上，所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。

2)贯通误差的调整应按以下方法进行： ①用折线法调整直线隧道中线。

②曲线隧道，根据实际贯通误差，由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。 ③采取精密导线法测量时，贯通误差用坐标增量平差来调整。

④进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。

⑤隧道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的100m地段内(即调线地段)调整。该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。 (4)竣工测量

1)隧道竣工后，应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处，测绘以路线中线为准的隧道实际净空，标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。

2)隧道永久中线点，应在竣工测量后用混凝土包埋金属标志。直线上的永久中线点，每200—250m设一个，曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个；曲线中部，可根据通视条件适当增加。永久中线点设立后，应在隧道边墙上画出标志。

3)洞内水准点每公里应埋设一个，短于lkm的隧道应至少设一个，并应在隧道边墙上画出标志。

(6)施工过程的控制测量 1)监控量测应达到以下目的

①掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业； ②通过对周岩和支护的变位、应力量测，修改支护系统设计。

2)复合式衬砌的隧道应按《公路隧道施工技术规范》(JTJ 042—1994)表9。2。1选择量测项目。表中的1～4项为必测项目；5～11项为选测项目，应根据围岩条件、地表沉降要求等确定。 3)爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录，并进行地质描述。地质变化处和重要地段，应有照片记载。初期支护完成后应进行喷层表面的观察和记录，并进行裂缝； 4)隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测；安设锚杆后，应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、段面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其他量测。位于Ⅲ～I类围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧道，应进行地表沉降量测。