隧道监控量测监理实施细则1

昆明铁路枢纽改扩建工程

隧道监控量测监理

实施细则

编制：

复核：

批准：

中铁二院咨询监理公司昆明枢纽铁路项目监理部

2010年1月

目 录

一、工程特点及技术、质量标准 ............................. 1

二、监理工作范围及重点 ................................... 4

三、监理工作流程 ......................................... 4

四、监理工作控制要点、目标及监控手段 ..................... 4

五、监理工作方法与措施 .................................. 10

六、旁站具体部位及工序 .................................. 10

一、工程特点及技术、质量标准

1、工程特点

（1）、碧鸡关隧道：

新碧鸡关隧道（货线）及扩建既有碧鸡关隧道位于读书铺站至昆明西站之间，均为双线隧道，旅客列车设计行车速度为120km/h。两座隧道并行修建，其中新碧鸡关隧道为货线、扩建既有碧鸡关隧道为客线，以下新碧鸡关隧道简称货线隧道，扩建既有碧鸡关隧道简称客线隧道。货线隧道位于客线隧道的右侧，货线隧道左线中线与客线隧道右线中线线间距在隧道进口端由15m 渐变至100.0m ，然后在出口端渐变至25m ，其中进口端D2K1082+560～+850段线间距小于30m ，其余地段均大于30m 。在隧道施工时，先施作货线隧道，运营线维持现状，继续营运；然后货线通车营运后，再封闭运营线区间，将运营线隧道扩建成双线客线隧道。

新建客线碧鸡关隧道全长2345m ，进口里程为D2K1082+560，出口里程为D2K1084+905。进口端约200m 位于半径为800m 的右偏曲线上，出口端600m 位于半径为800m 的左偏曲线上，其余地段均在直线上。线路坡度为人字坡，进口端300m 为4.0‰的上坡，洞身1700m 为5.2‰的下坡及出口端345m 为4.0‰的下坡。

扩建既有碧鸡关隧道，全长2267m ，进口里程为D2K1082+593，出口里程为D2K1084+860。进口端57.55m 位于半径为795.665的右偏曲线上，出口端305.25m 位于半径为806m 的左偏曲线上，其余地段均位于直线上。线路坡度为人字坡，进口端207 m 为4.0‰的上坡，洞身为4.0‰的下坡，出口端360m 为4.0‰的下坡。

洞口采用挡墙式洞门，与运营线扩建洞门合修，并于洞门端墙背后设臵2根预加固桩，桩截面2.75m*2m，桩长25.5m ；出口采用挡墙式洞门，为确保洞口段开挖边仰坡稳定及洞顶公路边坡的稳定，于洞口段D1K1084+840～D1K1084+880段隧道中线两侧各12.5m 范围内采

用φ60旋喷桩进行加固。

全隧洞身采用曲墙复合式衬砌，其中洞口浅埋及洞身断层破碎带均采用抗震设防衬砌。全隧均按喷锚构筑法施工，采用光面爆破、锚喷支护及湿喷技术，对围岩及支护体系进行监控量测及分析；隧底先行施工，拱墙衬砌一次性立模灌筑。V 级围岩采用台阶法设临时仰拱施工，Ⅳ级围岩采用台阶法施工。V 级围岩地段设臵全环I20型钢钢架和拱部超前φ42注浆小导管或φ60中管棚加强支护，其中进出口各设臵一环长35m φ89大管棚超前支护；IV 级围岩设臵拱墙I18型钢钢架和拱部φ42小导管加强支护。

本隧道施工段位于滇池附近，属高原湖滨盆地及低山丘陵地貌，地面高程1850～2150m ，自然横坡10～50°，铁路、公路发达，交通方便。

新建碧鸡关隧道需穿越3处断层，围岩岩性主要为玄武岩、泥岩，砂岩，泥岩夹砂岩。自进口开始V 级围岩945m, Ⅳ级围岩80m, V级围岩180m, Ⅳ级围岩300m, V级围岩80m, Ⅳ级围岩480m, V级围岩250m, 其中Ⅳ级围岩860m ，占隧道总长的38%，V 级围岩1405m 占隧道总长的62%。全隧围岩条件较差，进出口及洞身浅埋段构筑物、管线密布，且洞身D2K1084+160～260段100m 下穿水塘，全隧预计最大涌水量为4796m 3/d。

扩建既有碧鸡关隧道为一单线隧道，围岩岩性为玄武岩、泥岩，砂岩、泥岩夹砂岩，初步设计Ⅳ级围岩640m 占隧道总长的27.3%，V 级围岩1705m 占隧道总长的72.7%，扩建过程中预计最大涌水量为4441m 3/d。

既有碧鸡关隧道在1966年建成通车以前的施工中，地下裂隙水曾以1600～3800m 3/d涌出，发生过塌方137次。现该隧道还有渗水、滴水及湿渍约94处，其中有1处呈股水流出（K1084+360.85）、9处滴水、其它为渗水及湿渍。右侧边墙病害有52处，左侧边墙病害有

30处，拱顶及拱圈病害有12处。

新建碧鸡关隧道属高原亚热带季风温凉气候，气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，昼夜温差不大，具有干湿明显，冬暖夏凉、四季如春的气候特点，全年气候温暖，雨量充沛。历年平均气温14.7℃，最冷为1月，平均气温为7.8℃，极端最低气温-5.1℃，最热为7月，平均气温19.8℃。极端最高气温31.7℃。年平气温20.2℃，年平均降雨量1094.1mm ，年平均蒸发量1952.5mm ，年平均相对湿度73%，属于夏秋雨区，雨季集中在6～10月，约占全年降雨量的70～80%，为地下水补给的旺盛期，历年最大日降雨量256.7mm ，（1957年9月15日）；11月至次年5月为旱季，降雨量较少，其中3～5月往往有春旱发生，主要风向为西南，年平均风速为3.0m/s，最大风速为23.6m/s，最大积雪6cm ，年平均日照时数2481.2h 。冬季为干燥的大陆季风，以西南风为主，夏季多受南东向海洋季风影响，但风力极弱。

（2）、长坡隧道：

新建长坡隧道以及既有长坡改建隧道：本隧道为浅埋隧道，最小埋深15m 隧道地质围岩全部为V 级，新建隧道中线距既有隧道中线最近约20。

2、技术、质量标准

1）、昆明铁路局昆明枢纽铁路建设指挥部《改建铁路昆明枢纽扩能改造工程指导性施工组织设计》；

2）、昆明枢纽铁路站前工程勘察设计文件、施工图纸；

3）、昆明枢纽铁路工程I 标监理合同及监理规划；

4）、昆明枢纽铁路工程施工承包合同；

5）、《铁路建设工程监理规范》、《昆明枢纽铁路建设指挥部文件汇编》、《铁路工程施工质量验收标准》、《铁路工程施工质量验收标准应用指南》等规程、规范；

6) 、国家、铁道部颁布的现行的其它相关规定。

二、监理工作范围及重点

1、本项目监理工作范围为：昆明枢纽铁路施工旁前I 标新碧鸡关隧道（货线）出口及扩建既有碧鸡关隧道（客线）出口、新建长坡隧道及扩建既有长坡隧道的监控量测工程。

三、监理工作流程

量测监理工作流程图

四、监理工作控制要点、目标及监控手段

为确保隧道施工顺利进行以及既有隧道运营安全，认真进行监控量测，及时掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度，为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，是确保既有隧道运营安全、施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段，同时为优化施工设计方案提供必要的依据。监控量测必须按照设计及规范要求按时施做并保证数据的真实性。

1、监控量测项目及量测点布臵

⑴、监控量测必测项目有：围岩与支护状态观察、拱顶下沉、周边位移及收敛以及浅埋段（H 0≤2b H 0为隧道埋深b 隧道最大开挖宽度）

的地表下沉为必测项目；

围岩与支护状态观察：开挖面地质描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析。详细描述、记录、并予以评估，作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。

选测项目: 围岩与支护间的接触应力、初期支护的型钢主筋应力、地表下沉（H 0＞2b H0为隧道埋深b 隧道最大开挖宽度）、隧底隆

起、围岩压力、二次衬砌接触压力、喷射砼受力、锚杆杆体应力、二次衬砌内应力、爆破震动观测。

围岩与支护间的接触应力：此项量测为选测项目，在Ⅴ级软弱围岩中进行，断面间距为5～10m ，断面上测点可对称布臵，每个标准断面可设约24个测点。

初期支护的型钢主筋应力量测：此项量测为选测项目，在Ⅴ级围岩中进行，测点布臵在围岩与支护间的接触应力量测的断面上，以利校对，每个断面上布设约15～20个测点，采取对称布臵，选择有代表性的断面进行。

爆破震动观测：在浅埋隧道段附近有村庄及建筑物、既有隧道的必须进行。

⑵、量测点布臵

量测点位必须布设合理不容易被破坏，并作好点位的保护工作。

必测项目量测断面间距和每断面测点数量

软弱围岩地段的底板隆起，将拱顶下沉及周边收敛位移量测布臵在同一个断面，Ⅳ级为10～30m ，Ⅴ级为5～10m 。

净空变化、拱顶下沉量测应在每次开挖后12h 内取得初读数，最迟不得大于24h ，且在下一循环开挖前必须完成。拱顶下沉量测测点布臵在拱顶，同一断面的周边位移量测与拱顶下沉点位必须布设在同一里程桩号上。周边位移量测每个断面布臵5或7个测点，拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行，一般围岩采用5点法，围岩条件较差的采用7点法。

浅埋段的地表下沉量测：量测断面布臵与洞内一致，每个量测断面上测点间距为2～5m 。

2、监控量测作业频率、间距及管理等级

隧道拱顶下沉及周边收敛量测频率、地表下沉量测断面间距、变形管理等级见下表：

拱顶下沉及周边收敛量测频率表(按位移速度)

拱顶下沉及周边收敛量测频率表（按开挖面距离）

注：b —隧道开挖宽度

地表下沉量测断面间距表

注：地表无建筑物时取表中上限值；b —隧道开挖宽度

各项量测作业均应坚持到变形基本稳定后，在以1次/7d的量测频率量测2～3周后，可结束量测；对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间，直到位移速率小于0.5mm/d时方可结束。

3、量测资料整理、分析与回馈

⑴量测资料整理、分析与回馈的要求：

⒈现场量测数据及时整理，绘制量测数据与时间的关系曲线及量测数据与开挖面距离的关系曲线和距开挖面关系图；

⒉对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度；

⒊资料异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷砼层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。

⑵围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按下列指标进行 ⒈实测最大位移值或回归预测最大位移值不应大于表5，并按表6中数据的2/3最大允许位移作为施工管理控制指针变形管理等级指导施工。

隧道初期支护极限相对位移（%）

注：1 硬岩取下限、软岩取上限

2 拱脚水平相对净空变化指两侧点间净空水平变化值与其间距之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比；

3 拱腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.2～1.3后采用；

变形管理等级表

注：V 0—实测位移值；V n —最大位移值

⒉根据位移变化速率判别：

净空变化速度持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；

净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。

在浅埋特别是浅埋地段，以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应

采取其它指标判别

⒊根据位移时态曲线的形态判别：

当围岩位移速率不断下降时（d μ2/d2t ＜0），围岩趋于稳定状态； 当围岩位移速率不断下降时（d μ2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；

当围岩位移速率不断下降时（d μ2/d2t ＞0），围岩进入危险稳定状态，必须立即停止掘进，加强支护和监控量测；

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；

当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预测最终值的80～90％，收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d时，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌；

利用位移、应力（型钢主筋应力）反分析程序对围岩及支护结构的稳定性进行分析、评价；

综合以上综合分析、评价及时修正设计，调整支护参数，对施工及时提供建议和措施。

根据围岩与支护间的接触应力量测结果，可知围岩压力在横断面的分布情况及围岩压力值随开挖时间变化的规律，与理论计算方法作比较，以取得较为合理的围岩压力计算方法，检算初期支护的受力情况（内力及位移），判别初期支护的工作状态、支护特点，并对初期支护进行安全评估。

五、监理工作方法与措施

监理工作控制措施表

六、旁站具体部位及工序

无旁站要求