高速公路山脚隧道监控量测监控技术方案11.doc
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1、正本 河池至百色高速公路广东省仁化(湘粤界)至博罗公路山脚仁化至新丰段隧道监控量测及超前地质预报技术方案JK-SD1标段投 标 文 件(技术建议书)投标人:湖南致力工程科技有限公司(盖单位章)法定代表人或其委托代理人:(签字)20156年 9 3 月2726日广东省仁化(湘粤界)至博罗公路仁化至新丰段隧道监控量测及超前地质预报 技术建议书目 录1工程概况12目的及意义12.1 监控量测目的及意义13工作内容14技术依据25监控量测实施方案35.1监控量测必测项目35.2监控量测选测项目96 监控量测数据数据采集、分析与应用166.1 监控量测数据处理原则166.2 数据采集186.3 量测数据
2、处理与分析196.4 信息反馈与监控207进度计划228重难点分析及应对措施238.1 重难点分析238.2 应对措施239工程建议2310机构设置及管理体系2610.1 机构设置2610.2 人员安排及岗位职责2710.3 设备投入2810.4 质量管理与安全管理2910.4.1 质量管理方案2910.4.2 安全管理制度3211服务质量及其保障措施3311.1 服务质量目标3311.2 服务质量保障措施3311.2.1 质量保障措施3411.2.2 质量保障体系3411.2.3 工期保障措施3511.2.4 资料管理措施361工程概况12目的及意义12.1 监控量测目的及意义12.2 超前
3、地质预报目的及意义23工作范围及内容24技术实施方案34.1 技术依据34.2 监控量测实施方案44.2.1地表下沉44.2.2周边位移及拱顶下沉54.2.3钢支撑内力及外力84.3.4初支喷层砼应力104.3.5两层支护间压力114.3.6支护、衬砌内应力124.3.7围岩内部位移134.3 超前地质预报实施方案144.3.1 TSP地震波法144.3.2 地质雷达法194.3.3 地质经验法215机构设置及管理体系215.1 机构设置215.2 人员安排及岗位职责225.3 设备投入245.4 质量管理与安全管理255.4.1 质量管理方案255.4.2 安全管理制度276进度计划287重
4、难点分析及应对措施297.1 重难点分析297.2 应对措施308工程建议309服务质量及其保障措施329.1 服务质量目标339.2 服务质量保障措施339.2.1 质量保障措施339.2.2 质量保障体系349.2.3 工期保障措施359.2.4 资料管理措施361工程概况1.1项目概况山脚隧道进口位于河池市金城江区三旺乡山脚道班西南侧约30m处山涧冲槽内,为分离式中隧道,隧道总体走向224,左线起止桩号Z4K29+995Z4K30+335,设计长度为340m,进、出口路基设计高程分别为521.84m、528.433m,最大埋深约125m;右线起止桩号K29+960K29+325,设计长度
5、为365m,进、出口路基设计高程分别为520.640m、527.979m,最大埋深约155m。隧道单洞宽10.25m,净高5m。广东省仁化(湘粤界)至博罗公路项目是国家高速网G4E(武汉至深圳)广东境内的一段,北接湖南省的岳汝高速公路,南接已通车博深高速公路;东西向与韶赣高速、汕昆高速、大广高速相交,是粤北地区总要的省级通道。项目认为仁化至新丰和新丰至博罗两段,采取分段招标,分段建设管理的模式实施。1.2路线走向本段起于韶关市仁化县城口镇,接武汉至深圳高速公路炎陵至汝城段,往南经始兴县、翁源县、在河源市连平县隆街镇与大庆高速共线至新丰县,路线总体为南北走向。1.3建设规模本项目路线全长163.
6、9km,共设特大桥31503m/85座,隧道27705/14座,互通式立体交叉11处,分离式立体交叉3处,共线收费站1处,服务区3处,停车区4处,治超站1处。1.4技术标准项目起点至城口互通K200+491.451K210+325段采用双向四车道高速公路技术标准,设计速度为80Km/h,路基宽24.5m;城口互通至仁化互通K210+325K235+690段采用双向四车道高速公路技术标准,设计速度为100Km/h,路基宽26m;仁化互通至大广互通K235+690K365+542.416段采用双向六车道高速公路技术标准,设计速度为100Km/h,路基宽33.5m。1.5隧道工程施工工期五里亭隧道9
7、个月,榕树隧道16个月,八丘田隧道7个月,葛布隧道19个月,青山隧道20个月,笔架山隧道27个月,坪田隧道24个月,荔竹坝隧道12个月亚挂山隧道25个月,坪山隧道7个月,李洞隧道17个月,青云山隧道32个月,石子崎隧道9个月,东心隧道16个月。2目的及意义2.1 监控量测目的及意义(1)掌握围岩力学形态的变化及规律确保施工安全及结构的长期稳定性;(2)评价围岩和支护系统的稳定性、安全性验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性为调整支护参数和施工方法提供依据;(3)验证修改设计参数确定二次衬砌施做时间;(4)为隧道工程设计和施工积累资料监控工程对周围环境影响;(5)及时预报围岩险情,防止
8、事故发生积累量测数据,为信息化实际与施工提供依据;(6)指导安全施工,修改施工参数与施工工艺;(7)对隧道未来性态做出预测;2.2 超前地质预报目的及意义(1)了解开挖面的围岩稳定性,进一步查明前期没有探明的、隐伏的重大地质问题,进而指导隧道施工顺利进行,减少隧道施工的盲目性;(2)预报掌子面前方的断层、破碎带、溶洞、突泥、突水的位置及规模,提出施工方案及处治措施建议;(3)降低隧道施工地质灾害发生的机率,保证隧道施工安全,了解支护结构的变形、开裂情况,及时对存在安全隐患的地段发出预警;(4)核准围岩级别,为隧道动态设计和信息化施工提供基础资料,使隧道设计施工更科学、安全和快捷;以及信息化施工
9、的理念。3工作范围及内容相差情况的初始调查;编制量测大纲及实施细则;布设测点并取得初始检测值;现场监控量测及分析;提交监控量测成果(月报或特殊情况简报)。我项目部对JK-SD1标段范围内隧道开展的隧道施工监控量测与超前地质预报工作范围如下表所示。表4.1 隧道工程监控量测与超前地质预报工作范围一览表标段隧道名称起讫桩号长度/m备注JK-SD1(TJ1TJ5)五里亭隧道ZK203+705 ZK204+390685总长7.094kmYK203+735 YK204+360625榕树隧道ZK217+282 ZK219+0191737YK217+243 YK219+0131770八丘田隧道ZK221+4
10、34 ZK221+742290YK221+410 YK221+675265葛布隧道ZK231+885 ZK233+6351750YK231+880 YK233+6681788青山隧道ZK243+357 ZK246+0002643YK243+352 YK245+9872635通过仔细翻阅招标文件隧道设计资料,充分熟悉服务范围内隧道的基本情况,并对隧道监控量测断面数量和超前地质预报工作量进行了统计。表43.-21 隧道监控量测工作内容统计表项目检测方法单位工程量工作量确定原则监控量测必测项目掌子面观测地表下沉次组46391526603米一个断面周边位移地表下沉断面组18774V级围岩10米一个断面
11、拱顶下沉周边位移断面断面187189155IV级围岩10米一个断面锚杆轴力断面代表性地段选测性布置选测项目地表下沉钢支撑内力及外力断面断面420进出口或浅埋段布置围岩与初支接触围岩内部位移 断面0代表性地段选测性布置围岩压力支护、衬砌内应力断面20代表性地段选测性布置钢支撑内力及外力围岩内部位移断面20代表性地段选测性布置注:以上数据为参考数据,具体数量以实际发生为准,选测参数及数量以业主与总监办的要求为准。表4.3 隧道超前地质预报工作内容统计表项目预报方法单位工程量超前地质预报地质雷达处108TSP出122注:以上数据为参考数据,具体数量以实际发生为准。4技术依据4技术实施方案4.1 技术
12、依据(1)、公路工程技术标准(JTG B01-2014);(2)、公路隧道设计规范(JTG D07-2004);(3)、公路路基设计规范(JTG D30-2004);(4)、公路路基施工技术规范(JTG F10-2006)(5)、公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009);(6)、建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)(7)、公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004);(8)、公路项目安全性评价指南(JTG/TB05-2004);(9)、公路工程石料试验规程(JTJ 054-94);(10)、公路土工试验规程(JTG E40-2007);(11)、公路路基路面现场监控
13、试验规程(JTG E60-2008);(12)、公路工程岩石试验规程(JTG E41-2005)(13)、公路勘测规范(JTG C102007)(14)、岩土工程勘察规范(GB50021-2001);(15)、工程测量规范(GB50026-2007);(16)、建筑变形测量规范(JGJ8-2007);(17)、公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011);(18)、其他与本工程相关的国家现行技术规范、规程。(19)桂交投发【2011】507 广西交投集团公路隧道监控量测技术指南(试行)4.2 5监控量测实施方案5.1监控量测必测项目45.21.1掌子面观测洞内、外观察地质编录(1)观测目的
14、为隧道的地质状况提供准确的资料;为超前地质预报工作提供反馈信息;预测开挖面前方的地质条件,为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据。(2)观测内容岩石种类和产状;岩性特征:岩石的颜色、成分、结构、构造,地层时代及产状,节理性质、组数、间距、规模,节理裂隙的发育程度和方向性,断面状态特征,充填物的类型和产状等;断层的性质、产状、破碎带宽度、特征。地下水类型,涌水量大小、涌水位置、涌水压力。开挖工作面的稳定状态,顶板有无剥落现象。45.21.12地表下沉(1)量测目的了解地表下沉范围,下沉量值的大小;了解地表下沉量随工作面推进的变化规律;了解地表及地中下沉稳定的时间。(2)测点布置地表下沉量测应从开挖
15、工作面前方、隧道埋深与开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭,下沉量基本稳定时为止。在横向上:地表沉降测点尽量布置在洞内周边变化量测基线和拱顶下沉测量点所在的断面,当地表有建筑物时,应在建筑物周围增设地表下沉观测点。依据设计图纸,横断面至少应布置57 个测点,分别为DCBABCD,其中A点布设在隧道中线上,AB、AB间距为5m,BC、BC间距为8+Hm(H为布设断面隧道埋深),CD、CD间距为5m,埋设在隧道开挖纵横向各(34)倍洞径外的区域,埋设2个基点,以便互相校核,参照标准水准点埋设:在测点位置挖长、宽、深均为200毫米的坑,然后放入地表测点预埋件(自制),测点一般采用直径2030毫米、长
16、200300毫米的平圆头钢筋制成,测点四周用砼填实,待砼固结后即可量测。所有基点应和附近水准点联测取得原始高程,详见图4.1。纵向间距(隧道中线方向):当埋深h2b 时,为2050m;当埋深bh2b时,为1020m;当hb 时,为510m(b为隧道开挖宽度),每个隧道至少两个断面。图45.1 地表沉降测点布置图(3)量测方法及原理在观测点架设高精度水准仪(精度0.01mm)分别量测各测点与基准点的高程读数A和B,则各测点与基准点高程差为C=|A-B|,通过多次量测并比较C值即可获知地表下沉值。(4)量测频率地表沉降量测在量测区间内,当开挖面距离前后距离d2b 时,每天12次,2bd5b时,当时
17、,每周量测一次。(5)量测数据整理每次测量后,将原始记录及时整理成正式记录,整理后的地表下沉量测资料如下:绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图;绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图;对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析;对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析;根据隧道拱部地表沉降及拱顶下沉值对土体垂直位移进行回归分析;根据回归分析数据求出每一横断面沉降稳定值。45.21.23周边位移(1)量测目的为判断隧道空间的稳定性提供可靠的数据,根据变形速度、变形连续性、变形总量、变形收敛情况用以判断隧道围岩的稳定程度,确定初期支护的安全性,并为二次衬砌提供合理的支护时机;确定施工方法的合理性。(2
18、)测点布置隧道周边收敛位移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最直观的表现,采用收敛计进行量测。隧道开挖爆破后应尽早在隧道两侧边墙、拱腰水平方向埋设测杆或球头测桩,埋设深度2030mm,钻孔直径4050mm,用快硬水泥固定,测桩球头必须设保护罩。监测断面必须尽量靠近开挖工作面,但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩,太远又会漏掉该量测断面开挖后的收敛值。测点应按设在距开挖面1m范围之内,并应在工作面开挖以后12h内和下一次开挖之前测取初读数。周边位移根据围岩类别、隧道埋深、开挖方法等,沿隧道纵向在隧道墙中布设测点,测点间距围岩为510 m,级围岩为1020
19、m,级围岩为2040m。测点布置见图4.2图45.2 周边位移测点布置示意图(3)周边收敛量测方法及步骤第一次量测的初读数是关键性数据,应反复测读当连续量测3次的误差R0.18mm时(R根据收敛计而异),才能确定为初读数;每次测量时:将周边收敛仪固定在隧道两个收敛钩上,测取钥尺读数,对千分表重复测读3次,最后的读数为钢尺读数加千分表的平均值。同时还要测量温度,进行温度修正;(4)量测频率周边位移量测频率参照表345.13145.3,频率不一致时按照较大值执行。施工状况发生变化时(开挖下台阶、仰拱或撤除临时支护等),应增加监测频率。表5.1 周边位移和拱顶下沉的量测频率(按量测间隔时间)量测间隔
20、时间量测频率115d12次/d16d1个月1次/2d13个月12次/周大于3个月13次/月表345.1 2 周边位移和拱顶下沉的量测频率(按位移速度)位移速度(mm/d)量测频率523次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/37d表345.2 3 周边位移和拱顶下沉的量测频率(按距开挖断面距离)位移速度(mm/d)量测频率(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次/23d5b1次/7d注:b-隧道开挖宽度表34.3 周边位移和拱顶下沉的量测频率(按量测间隔时间)量测间隔时间量测频率115d12次/d16d1个月1次/2d13个月12次/周大于3个月13次
21、/月(5)量测数据整理量测原始记录应呈表格形式,注明断面编号、测点设置时间、温度,量测内容并填写具体量测数值,以便记录施工情况,另外还应有签名。每次量测后,将原始记录及时整理成正式记录,对每一测量断面内的每条测线,根据仪器特点进行温度校正后,计算位移值,整理后的量测资料包括:原始记录及实际测点布置图;位移随时间以及开挖面间距的变化图;位移速度、位移加速度随时间以及开挖面距离的变化图;位移时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理或回归分析,推算最终位移和掌握位移变化曲线,可选用对数、指数和双曲线函数等。根据这些函数关系可判断位移趋势值。区别位移与时间关系正常与反常曲线。其中反常曲线是指非工序变化所引起
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