广西地方标准Word格式.docx
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新奥法应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。
因此,监控量测是控制新奥法工法隧道施工安全和质量的最重要手段,也是隧道动态设计与施工的前提和依据,将极大地影响公路建设的质量、投资和工期。
关于隧道施工监控量测的技术标准,目前国内公路行业执行的现行规范主要有《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)、《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)以及《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)等。
《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)未设置专门的章节进行详细说明,仅在第1章“总则”第1.0.7条提出“隧道土建设计应体现动态设计与信息化施工的思想,制定地质观察和监控量测的总体方案……”,第8章“衬砌结构设计”第8.1.3条提出“衬砌结构类型和尺寸……在施工阶段,还应现场监控量测调整支护参数……”、第8.2.17条提出“喷锚衬砌……结合现场监控量测进行设计”、第8.4.1条第3款提出“……预留变形量的大小……应根据现场监控量测结果进行调整”,第9章“结构计算”第9.2.7提出“……隧道开挖后,应按监控量测结果对其(衬砌结构计算所用的围岩特性参数)修正”、第9.2.8给出了允许洞周相对收敛值,第11章“小净距及连拱隧道”第11.1.2条第5、第6款分别提出需要分别将小净距隧道中间岩柱稳定、浅埋段地表变形、爆破振动对相邻洞室的影响和连拱隧道拱部垂直位移、中墙以上的拱部水平位移作为监控量测重要内容。
由此可见,《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)仅仅提出了公路隧道监控量测的一些原则性的要求,并没有提出较为完整的、指导性的技术细节供隧道工程技术人员采用。
《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)在第17.4节及17.5节对公路隧道监控量测及信息反馈进行了较为详细的说明,但其着力于监控量测设计,对于现场实际监控量测工作的具体实施方法描述较为简单,尤其是实际采用的监控量测方法,仪器设备,基准值控制,数据分析和反馈的说明都很简略,甚至未提及,而这些方法又是极为重要的。
《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)、《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)是目前现场监控量测工作最基础的依据之一。
它们分别在第10章、第9章中对监控量测的内容、频率等有一定的规定,缺乏实际采用的监控量测方法,仪器设备,基准值控制等内容,数据分析和反馈也没有详细内容,比《公路隧道设计细则》(JTG/TD70-2010)更为简略,实际现场操作存在较大的不确定性。
由此可见,国内公路行业实际上是缺乏详细的、指导性的监控量测技术标准,这给公路行业隧道监控量测设计和现场实施带来较大的不确定性和随意性,这对于隧道现场施工安全、公路建设质量、工程投资和施工工期有较为严重的影响,甚至可能成为影响公路隧道施工能否成功至关重要的因素。
目前,广西地区暂缺公路隧道监控量测的地方标准,国内已有一些的省份在公路隧道监控量测标准方法已经有了一些有益的探索。
已经完整发布相关标准的主要有湖北省(DB42/T900—2013)、安徽省(DB34/T1087—2009)和福建省(DB35/T1067-2010),但是这些标准并不能反映广西地区地形地质状况、施工技术水平不同带来的监控量测技术水平、操作方法、控制基准等方面的不同。
国内铁路行业也制定了比较完善的行业标准——《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007),但是由于铁路隧道在断面形式、衬砌结构参数等与公路隧道存在较大的不同,因此也不能将其直接应用到广西地区的公路隧道施工过程中。
广西地区山岭重丘区比例高,因此在近些年的公路建设高潮中建设了大量的隧道工程,积累了大量的监控量测施工经验和数据资料;
另一方面,今后随着广西地区公路建设向地形地质条件越来越复杂的山区挺进的过程中必将建设更多的隧道工程。
因此,广西地区需要制定和完善适合广西的公路隧道监控量测技术配套标准,也具备制定这些配套技术标准的基础和能力。
综上所述,针对广西公路隧道设计施工情况,根据国家及行业现行有关技术规范要求,在工程实践经验总结的基础上,开展编制具有地方特色的公路隧道监控量测技术标准,可填补我区在此领域的空白,规范广西公路隧道的设计、施工中有关监控量测的内容,并通过监控量测结果指导设计、施工,真正做到动态设计,对提高广西公路建设质量具有十分重要的现实意义,也必将带来良好的社会效益和经济效益。
该技术标准当然也可推广到本地区采用其它工法的隧道中,也可被国内其它地区参照使用,必将产生更加巨大的社会效益和经济效益。
本标准适用于广西境内采用钻爆法法修建的公路隧道,采用其它工法施工的隧道工程的监控量测工作可参照执行。
二、工作简况
1、任务来源
2016年5月,经广西壮族自治区质量技术监督局(桂质监函〔2016〕207号文)审查批准,《公路隧道监控量测技术规程》列入2016年第二批广西地方标准制定(修订)项目计划,项目编号为2016-0221。
同时,2016年6月,经《广西壮族自治区交通运输厅关于下达2016年度标准化和科技购买服务项目计划以及安排2015年度标准化和科技项目(在研)经费的通知》(桂交科教发〔2016〕249号)批复,本项目通过2016年度广西交通运输标准化项目立项。
本技术规程的编写将按照《标准化工作导则第1部分:
标准的结构和编写》(GB/T1.1-2009)及自治区质量技术监督局地方标准相关规定进行。
2、起草单位和起草人
本标准负责起草单位:
广西交通设计集团有限公司。
本标准主要起草人:
李洋溢(项目负责人)、林增海、熊劲松、李敦仁、唐国军、徐龙旺、吴秋军、吴庆全、虞杨、周祥、袁通、宾海峰、陈梅。
3、主要工作过程及工作内容
(1)组织分工
李洋溢负责整个项目的技术及组织协调工作;
林增海总工程师、李敦仁副总工程师负责整个项目的技术指导;
吴秋军负责大纲编制,唐国军负责技术指导;
徐龙旺负责整个项目进度管理。
本技术规程的具体内容由李洋溢负责编写,吴秋军协助,其余参与人员根据安排参与标准的编写。
(2)资料收集、调查研究分析
本技术规程起草人员的前期研究工作分为资料调查与研究、工程案例及数据收集检验、总结完善3个步骤进行:
1、调研了国内外大量的隧道监控量测的实际案例和相关的标准规范、规程及研究成果;
2、搜集了国内及广西地区部分隧道监控量测的案例及数据资料;
3、对搜集到的监控量测资料进行分类整理和研究,为下一步的规范研究提供必要的指导和技术支撑。
(3)标准编写及研讨
为确保本技术规程的编写工作有序开展,编写工作组在前期大量的研究工作的基础上,于2018年3月上旬完成了《公路监控量测技术规程》的编制大纲和工作大纲,并经内部评审讨论后,于2018年3月23日召开了大纲外部评审会,评审会针对大纲共提出了13条建议和意见。
根据大纲评审专家的意见,以修改完善后的大纲作为项目的工作指导,编写工作组开展了标准正式的编写工作,并于2018年4月中旬完成了工作组讨论稿。
2018年4月16日召开了工作组讨论稿,对讨论稿进行了会审,根据会审意见修改后形成了征求意见初稿。
2018年5月5日,编写工作组召开了征求意见初稿外部评审会,评审会专家针对本规程中的基本规定、技术要求、监控方法、数据分析及信息反馈等内容进行了讨论,共提出了24条建议和意见,起草工作组根据专家建议和意见修改完善后形成了征求意见稿。
三、标准编制原则和主要内容
1、标准的编制原则
本技术规程的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。
编写工作组充分调研了国内外及广西地区目前采用的隧道设计、施工过程中的监控量测案例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广西地区隧道监控量测标准建设的现状,同时还调研了隧道施工过程中遇到的可用监控量测工作来降低风险的工程问题,以及国内外监控量测技术的发展趋势和新技术的应用状况。
经过编写工作组成员讨论,确定标准编制遵循以下基本原则:
(1)科学性原则
本技术规程分析了国内外关于隧道监控量测技术标准的建设现状和特点,结合国内及广西地区公路隧道监控量测技术的实施现状,在此基础上对已发布的相关标准、规范、规程进行整理、归纳和分类,建立了科学、实用、合理的广西地区公路隧道监控量测设计和施工技术标准。
(2)承接性原则
本技术规程术语、符号、条文尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致,条文未出现自相矛盾的地方。
标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。
标准技术内容中引用其他标准时,已明确指出所引用标准的内容或名称,增强了标准的可读性和可操作性。
(3)可操作性原则
本技术规程的起草充分调研了国内外、广西区地区隧道监控量测标准的应用现状,征求了高校、公路管理、设计院、施工单位等领域的专家意见。
编写组在此基础上进过反复讨论和修改,编制此标准。
标准内容针对性强,可操作性高,易于推广。
2、标准主要内容
《公路隧道监控量测技术规程》征求意见稿内容共分8章,还包括前言、引言和附录A、B、C、D、E。
第1章规定了标准的范围;
第2章列出了本技术规程引用的规范性引用文件;
第3章为监控量测有关术语和符号;
第4章为基本规定;
第5章为技术要求;
第6章为监控量测方法;
第7章为监控量测数据分析和信息反馈;
第8章为监控量测成果材料。
四、标准主要内容的确定依据
编写工作组充分调研了国内外及广西地区目前采用的隧道设计、施工过程中的监控量测案例、数据资料及研究成果,研究和分析了国内外及广西地区隧道监控量测标准建设的现状,同时还调研了隧道施工过程中遇到的可用监控量测工作来降低风险的工程问题,以及国内外监控量测技术的发展趋势和新技术的应用状况,在此基础上结合广西地区监控量测工作经验,形成了广西地区公路监控量测的相关技术标准。
1、标准名称
为保证标准的全面性和针对性,计划申请的标准名称为“公路隧道监控量测技术规程”。
本标准名称一方面界定了其应用范围为广西地区的公路隧道,另一方面限定了其应用对象为监控量测技术。
2、范围
本技术规程规定了适用对象为广西地区采用钻爆法施工的新建、改扩建的双车道公路隧道在设计、施工过程中的监控量测工作。
监控量测既是公路隧道设计文件中的重要组成内容,也是公路隧道施工中的关键作业环节。
目前在国内外及我区隧道施工过程中,监控量测获得了广泛的应用,并取得了显著的技术经济效益。
但是,由于目前我国公路隧道设计、施工过程中的监控量测工作所依据的标准不足,导致监控量测设计与施工中监控量测工作有所脱节,现场监控量测方法和数据处理方法不统一或不合适,量测数据反馈不及时、记录不完整以及量测设备陈旧等各种问题出现。
因此,制定本技术规程,其目的就是为了使本区的公路隧道设计、施工中的监控量测有一个比较统一的标准,达到符合安全适用、技术先进、经济合理的要求。
该条文中强调了适用对象是采用了钻爆法施工的隧道。
关于这一问题,《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)、安徽省地方标准《公路隧道施工非接触量测规程》(DB34/T1087—2009)中采用的是“喷锚构筑法”是从支护构造的角度来说明的,湖北省地方标准《公路隧道监控量测技术规程》(DB42/T900—2013)采用的是“新奥法”是从设计理念的角度出发,福建省地方标准《公路隧道监控量测技术规程》(DB35/T1067-2010)采用的是“钻爆法”,与本规程一致,是从实际施工角度。
考虑到监控量测的大部分工作是在施工过程中操作的,因此采用“钻爆法”更为合适,而且目前在我区进行的公路隧道及其它隧道的施工过程中,绝大部分均是采用钻爆法进行施工,因此限定为钻爆法隧道实用性更强。
该条文还强调了适用对象是双车道公路隧道。
之所以限定为双车道隧道,是因为在本项目的前期的资料收集及分析过程中所依据的主要是双车道隧道。
目前在广西地区目前修建的三车道及更大跨度的隧道相对较少,资料较为匮乏。
不过,三车道及更大跨度的山岭隧道、市政隧道,其监控量测方法、原理、设备等与双车道隧道基本是一致的,只是由于断面形式、矢高比不同导致受力模式存在较大差异,因此在监测项目选择、断面测点布置及控制基准等不完全相同,此外,所处的外部环境的差异也会极大地影响控制基准的制定,例如市政隧道如果位于人员和建筑物密集区域,对地表变形控制就会极为严格,相应的控制基准与山岭隧道往往存在很大的不同。
至于广西地区修建的市政隧道和其它山岭隧道,其监控量测的基本原理、基本方法及操作模式是基本一致的,但是考虑所处的环境条件、受力模式等方面的不同,其各参数的控制基准可能会存在一定的差异,需要针对各自的实际情况分别建立合适的控制基准。
3、术语和符号
本规程涵盖了采用钻爆法施工的公路隧道设计和施工过程中监控量测工作的各种术语以及符号。
术语中增加了“专项监测项目”(specialmonitoringitems),主要是针对存在某些特殊的地形、地质条件,或围岩及支护结构出现特殊的状况,或出现地质灾害等一些特定条件下,为保证隧道周边环境和围岩的稳定以及施工安全,而必须进行的监控量测项目。
这是编写工作组在调研过程中发现的问题,并经慎重考虑后列入的。
这里的特定条件包括三种情况:
一是存在某些特殊的地形、地质条件,编写工作组在岑溪至水汶高速公路均昌隧道、岭脚隧道等调研工作,发现这些工程项目在施工过程中都出现过比较严重的、由于施工导致地下水位下降,延伸至地表导致地表建筑物开裂、破坏的情况,而由于没有对地下水环境进行监测,导致处治不及时,造成了较大的经济损失和不利社会影响。
此外,我区岩溶分布广泛,岩溶隧道洞口段或其洞身山体鞍部浅埋段,围岩以坚硬的灰岩为主,爆破振动过大导致地表建筑物振速过大,进一步还导致了建筑物变形及裂缝扩展的情况出现,如柳州至南宁高速公路上林县境内的弄律隧道出口、高仁隧道出口、云姚隧道进口等距离村庄距离都比较近,洞口均是中风化灰岩,爆破振动较强烈,对附近范围内房屋影响较大;
另外乐业至百色高速公路茶园隧道距离进口500m处,处于浅埋覆盖层土体和灰岩岩面交界处,灰岩的开挖爆破,对地表房屋爆破振动也造成了很大的影响。
二是施工过程中已经出现了地质灾害或预期可能会出现地质灾害。
常见的如洞内掌子面塌方或出现涌水突泥等。
这些地质灾害一般发生都很突然,对施工安全带来很大的威胁,如果前期能够通过超前地质预报及开挖揭露状况进行预测来尽可能降低风险则好,否则后期必须进行处治。
进行处治的前提是要尽可能获取地质灾害的规模、位置、发展趋势以及围岩岩性、水流以及其它一些相关条件,这些参数对于地质灾害处治方案的制定和实施作用巨大,因此非常有必要进行监测。
三是围岩围岩及支护结构出现特殊的状况,主要是出现底鼓,二次衬砌出现开裂等等,这些都是围岩及支护结构不够稳定的表现,一般情况下不会出现,但是一旦出现,因为涉及到结构的安全性,必须进行处治,此时应该予以监测,根据监测结果的大小分别采取各种处治措施进行处治。
上述所列情况下,由于已经对施工安全造成了很大影响,因此必须进行监测,但是他们既不属于每个隧道均要求做的必测项目,也不属于可选择性做的选测项目,而是属于满足特定条件时就必须做的特定项目,因此本规程中将其单独列为“专项监测项目”。
4、基本规定
第4.1条:
隧道施工监控量测旨在通过现场采集施工过程中围岩动态的实际信息,用以判定围岩和初期支护稳定状态,分析支护结构参数和施工方法的合理性,为动态设计和施工提供依据。
因此,一般而言监控量测的目的是要验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性,或为调整支护参数和施工方法提供依据。
此外,在一般围岩条件下,监控量测工作还可以为二次衬砌施作时间、监控隧道工程与周边环境的相互影响、对可能出现的大变形、塌方及其它地质灾害作出预警。
除此之外,通过一段时间的监控量测数据积累和分析,可进一步提升监控量测的控制基准等数据的准确性,这是实现信息化必不可少的工序,是直接为设计和施工决策服务的。
第4.2条:
监控量测工作必须贯穿于隧道工程建设的整个过程中,并且一般应依据一定程序来进行,让监控量测工作成果可以指导施工并反馈修正完善设计,实现隧道工程动态设计与施工。
设计阶段,设计单位应根据地质条件、隧道工程的线形、结构特征等因素进行监控量测设计,施工前监控量测实施单位应在现场调查与资料调研的基础上编制监控量测实施大纲。
施工时,监控量测一般在一个循环开挖完成后立即进行,获取监控量测数据后应与判定基准进行对比,若满足环境及安全要求,则可以进行下一步的施工,否则就应向设计单位提出调整设计参数、提出变更设计的建议并报业主、设计和建立,设计变更方案确定并由施工单位实施完成后,方可进行下一步的施工。
因此施工中监控量测是施工→监控量测→分析→反馈(→修改设计和施工参数)→施工,环环相扣的系统工作,每一步监控量测工作都是保证下一步施工安全的前提条件之一,施工时应将其纳入施工关键工序,不可省略、颠倒施工程序。
第4.3条:
监控量测工作要求从设计阶段开始,直至整个隧道工程完工为止,涉及的时间长,单位多,必须采用科学方法进行管理。
本技术规程前期的调研过程中,编写工作组发现监控量测工作在当前的隧道施工过程中普遍不受重视,其主要原因在于:
一是认识不足,有些人甚至认为可有可无,尤其在一些地质条件相对较好的隧道,由于监控量测对施工有一定的干扰,因此常常被省略;
一些监控量测资料重复性很高,数据的可靠性存疑,对施工指导性不强。
二是各单位的责任不明确,造成没有对监控量测工作形成有效的监督,监控量测的工作也不能快速地反馈于设计与施工中。
由于监控量测工作是关系整个隧道工程施工成败的关键因素之一,因此不能认为监控量测是实施单位一家的事,而是需要实施单位与业主、设计、监理、施工单位密切配合,各自承担一定的责任和工作,确保监控量测工作的有效实施:
(1)监控量测实施单位负责编制监控量测实施大纲,施工中负责按照细则实施监控量测工作并分析反馈信息提交监控量测成果,工程竣工后负责将监控量测资料整理归档并纳入竣工文件中。
(2)业主单位负责组织、管理与协调各方工作和审批监控量测实施大纲,施工阶段定期组织召开监控量测及工程对策拟定会议。
(3)设计单位负责监控量测设计,施工阶段负责根据信息反馈资料拟定工程对策,出具设计变更。
(4)监理负责审批监控量测实施大纲,施工中负责监督监测量测工作的有效实施,参与工程对策拟定。
(5)施工单位负责协助现场监控量测工作,参与工程对策拟定,在工程对策的拟定后负责及时实施。
当然,考虑到广西地区监控量测工作的现状,实际上难以在实际操作过程中对监控量测工作涉及各单位的主要职责进行详细规定,但是非常有必要对监控量测工作进行科学管理,形成一个高效运作的系统,共同应对隧道施工安全风险。
第4.4条:
隧道施工监控量测旨在现场采集可反映施工过程中围岩动态的实际信息,以判定隧道围岩和初期支护的稳定状态,分析支护结构参数和施工的合理性,为设计和施工提供依据。
在本技术规程中,强调了要将监控量测纳入设计文件中,并计列专项费用的建议。
目前在公路隧道设计过程中,根据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》(交公路发[2007]358号),必须在初步设计和施工图设计过程中将隧道监控量测设计纳入设计文件中;
根据《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》(JTGB06-2007),在隧道概预算文件编制中将监控量测项目列入建筑安装工程费中的施工辅助费中,实际上隧道长度、地形地质条件、隧道工程的复杂程度等因素都可能影响监控量测实施的难度和费用,建议据此单独计列监控量测费用,而不是统一计入施工辅助费中。
在设计阶段,应由隧道工程设计单位确定监控量测的目的、监控量测项目,并对测点、断面的布置进行设计。
由于隧道的地质条件千差万别,线形设计、结构参数等又各有不同,因此不同的隧道的监控量测设计必须考虑围岩条件、支护参数、施工方法、周围环境及监控量测目的。
其内容应包括:
(1)确定监控量测项目。
一般包括必测项目和选测项目,当存在某些特点条件时,如隧道洞身地表存在村庄,前期设计阶段就已经预期施工措施不当可能会导致村庄所在洞身地下水流失过快,进而让村庄所在地表及其上的建筑物出现拉裂、倾斜等灾害发生,或隧道洞口或洞身浅埋段,若洞口围岩以基岩为主,施工开挖需要爆破,地表建(构)筑物就可能会受到爆破振动影响而出现开裂,或当隧道施工过程中已经出现了洞口边仰坡失稳、洞内掌子面塌方或出现涌水突泥等地质灾害时,就应制定针对这些情况的“专项监测项目”。
必须注意,“专项监测项目”不属于必测项目,在没有上述特定条件出现时就不需要进行监测;
也不属于选测项目,因为在上述特定条件出现时,为保证施工安全必须进行监控。
专项监控项目属于特定地形、地质条件和施工状况下需要进行的项目,因此只针对特殊隧道,在其设计文件中体现。
(2)确定测点布设原则、监控量测断面及监控量测频率。
测点及监测断面的布置应根据隧道地质条件确定,设计阶段可初步选定监测断面和测点位置,施工中根据揭露状况适当调整。
(3)确定监控量测控制基准。
各监控量测项目的控制基准应根据隧道结构安全性要求、周边环境要求以及其它规范、标准的要求确定。
第4.5条:
监控量测实施单位是监控量测工作的主体实施单位,编写工作组在调研过程中发现广西地区目前的隧道监控量测工作主要是由施工单位自己承担,部分项目业主委托了第三方实施。
由业主委托第三方实施,是《岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2015)第7.3.6条明确规定的,选择资质水平较高的第三方实施单位,可以显著提高监控量测技术水平,为现场施工提供更加有效的指导性意见。
现场监控量测工作是专业化很强的工作,是隧道现场施工安全的保障,缺乏实际经验和分析技术很难胜任。
因此,基于隧道施工安全考虑,必须要求监控量测实施单位具备相应的资质,现场监控量测实施人员必须持证上岗。
监控量测实施单位在保证人员素质的同时
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