隧道監(jiān)控量測(cè)實(shí)施細(xì)則

1、目 錄一、隧道監(jiān)控量測(cè)的目的1二 、編制依據(jù)1三、適用范圍1四、量測(cè)項(xiàng)目及要求1五、量測(cè)方案3六、量測(cè)儀器7七、數(shù)據(jù)處理7八、確保監(jiān)測(cè)質(zhì)量的措施1112 / 13文檔可自由編輯打印隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)監(jiān)理實(shí)施細(xì)則一、隧道監(jiān)控量測(cè)的目的監(jiān)控量測(cè)是隧道施工管理的重要組成部分，它不僅能指導(dǎo)施工，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，確保施工安全；而且通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)獲得圍巖動(dòng)態(tài)的信息（數(shù)據(jù)），為修正和確定初期支護(hù)參數(shù)，混凝土襯砌支護(hù)時(shí)間提供信息依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)的耐久性，為信息化設(shè)計(jì)與指導(dǎo)施工提供可靠的數(shù)據(jù)。二 、編制依據(jù)1、已批復(fù)的監(jiān)理計(jì)劃；2、鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)范（TB10201-2007）； 3、鐵建設(shè)【2010】120號(hào)文件相

2、關(guān)要求。三、適用范圍適用于中鐵三局集團(tuán)敦格鐵路甘肅段DGGSJL-2標(biāo)兩座隧道施工的監(jiān)控量測(cè)：1、闊克薩隧道：DK191+167DK191+473，全長(zhǎng)306米；2、長(zhǎng)草溝隧道：DK191+925DK194+673，全長(zhǎng)2748米。四、量測(cè)項(xiàng)目及要求隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定。量測(cè)項(xiàng)目可分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)纱箢悺＿x測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其他要求，有選擇地進(jìn)行。監(jiān)控量測(cè)工作必須緊跟開挖、支護(hù)作業(yè)。按設(shè)計(jì)要求布設(shè)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整或增加量測(cè)的內(nèi)容。（一）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本標(biāo)段各隧道需做以下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:1、洞內(nèi)外觀察，水平相對(duì)凈

3、空變化值的量測(cè)，拱頂下沉量測(cè)及地表沉降為必須進(jìn)行的量測(cè)項(xiàng)目；2、淺埋暗挖段應(yīng)進(jìn)行地表沉降監(jiān)測(cè)。3、二次襯砌后凈空變化。4、洞口段與路基過渡段不均勻沉降觀測(cè)。5、根據(jù)施工需要，必要時(shí)增設(shè)地表下沉量測(cè)及圍巖內(nèi)部變形等量測(cè)項(xiàng)目。6、其它選測(cè)：隧底隆起，圍巖位移等。（二）量測(cè)要求：量測(cè)項(xiàng)目及方法如下表所示：序號(hào)項(xiàng)目名稱方法及工具布置1洞內(nèi)外觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或描述開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行2拱頂下沉拱部變位觀察計(jì)、精密水準(zhǔn)尺或精密水平儀每個(gè)斷面3個(gè)測(cè)點(diǎn)3底板隆起精密水準(zhǔn)尺或精密水平儀每個(gè)斷面3個(gè)測(cè)點(diǎn)4圍巖位移洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)單點(diǎn)、多桿式或鋼絲式位移計(jì)每個(gè)斷面12個(gè)測(cè)點(diǎn)5凈空水平收斂各種類型收

4、斂計(jì)每臺(tái)階設(shè)一條水平測(cè)線6圍巖及支護(hù)間接觸應(yīng)力各種類型壓力盒、壓力傳感器每個(gè)斷面24個(gè)測(cè)點(diǎn)，初期階段嚴(yán)格執(zhí)行7地表下沉精密水準(zhǔn)儀淺埋隧道必測(cè)注：一般圍巖段只對(duì)1、2、5各項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，特殊地段視圍巖實(shí)際情況增設(shè)其它監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。量測(cè)斷面間距：級(jí)圍巖不得大于5m，級(jí)圍巖不得大于10m，級(jí)圍巖地段3050m。施工中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，（監(jiān)控量測(cè)詳細(xì)見敦格施隧101）?，F(xiàn)場(chǎng)量測(cè)要求：1、噴錨支護(hù)施作2h后即埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行第一次量測(cè)數(shù)據(jù)采集。測(cè)試前檢查儀表設(shè)備是否完好，如發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)修理或更換。2、確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)或人為損壞，只有測(cè)點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測(cè)試工作。3、測(cè)試中按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，

5、每測(cè)點(diǎn)一般測(cè)讀三次；三次讀數(shù)相差不大時(shí)，取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值，若讀數(shù)相差過大則檢查儀器表安裝是否正確、測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)，當(dāng)確認(rèn)無誤后再按前述監(jiān)控量測(cè)要求進(jìn)行復(fù)測(cè)。4、每次測(cè)試都要認(rèn)真作好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄掘進(jìn)里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。5、量測(cè)數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粗略計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)變位較大時(shí)，及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人，以便采取相應(yīng)的處理措施。6、測(cè)試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護(hù)、保管工作。7、及時(shí)進(jìn)行資料整理。五、量測(cè)方案1、地表沉降：隧道洞口及淺埋地段需進(jìn)行地表沉降觀測(cè)，在選定的量測(cè)斷面區(qū)域，首先應(yīng)設(shè)一個(gè)通視條件較好、測(cè)量方便、牢固的基準(zhǔn)點(diǎn)。地面測(cè)點(diǎn)布置在隧道軸線及其兩側(cè)

6、,每個(gè)斷面共711個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距2-5m，隧道中間附近應(yīng)適當(dāng)加密，隧道中線兩側(cè)量測(cè)范圍不應(yīng)小于H0+B（見圖1）。測(cè)點(diǎn)用全站儀定位到隧道中心位置，應(yīng)埋設(shè)水泥樁，用精密水準(zhǔn)儀配銦瓦水準(zhǔn)尺進(jìn)行觀測(cè)。隧道開挖距測(cè)點(diǎn)前30m處開始測(cè)量，隧道開挖超過測(cè)點(diǎn)50m、并待沉降穩(wěn)定以后停止測(cè)量。作為必測(cè)項(xiàng)目，可根據(jù)需要加密沉降觀測(cè)點(diǎn)。地表沉降觀測(cè)應(yīng)該注意以下事項(xiàng)：(1)基準(zhǔn)點(diǎn)不要選擇隧道經(jīng)過的山體上，要保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)固。(2)基準(zhǔn)的高度要選擇好，可以使用水準(zhǔn)儀一鏡可以測(cè)量全部的沉降觀測(cè)點(diǎn)，不要頻繁的轉(zhuǎn)站。(3)測(cè)量順序H0B45º基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量范圍25m圖1：地表沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)示意圖應(yīng)先讀后視讀數(shù)，然后

7、依次觀測(cè)各沉降點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)讀一次數(shù)，再讀后視讀數(shù)（必要時(shí)應(yīng)動(dòng)一下水平儀的位置），如此往復(fù)3次，成果取平均值。應(yīng)該將高程數(shù)據(jù)引測(cè)到基準(zhǔn)點(diǎn)上，可以對(duì)隧道埋深情況進(jìn)行了解。2、拱頂下沉：拱頂下沉點(diǎn)與凈空變化點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上，原則上設(shè)置在拱頂軸線附近，當(dāng)隧道跨度較大時(shí)，應(yīng)結(jié)合施工方法在拱部增設(shè)測(cè)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集使用水準(zhǔn)儀與鋼掛尺或全站儀來完成。使用水準(zhǔn)儀與鋼掛尺來進(jìn)行測(cè)量時(shí)，點(diǎn)應(yīng)布設(shè)成掛鉤形式，以方便懸掛鋼尺（見下圖）。拱頂下沉測(cè)量布設(shè)示意圖3、周邊收斂：在預(yù)埋設(shè)點(diǎn)的斷面位置，隧道開挖爆破以后,沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊墻部位分別埋設(shè)測(cè)樁。測(cè)樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑42，用快凝水泥或錨固劑固定，如果

8、采用螺絲狀測(cè)樁頭則需設(shè)保護(hù)罩，采用掛鉤式測(cè)樁則需避免隧道施工人員懸掛風(fēng)管、電線或雜物等造成破壞或移動(dòng)。采用收斂?jī)x量測(cè)周邊收斂，初始讀數(shù)應(yīng)在開挖后12h內(nèi)讀取，最遲不得超過24h，而且在下一循環(huán)開挖前，必須完成初期變形值的讀取。（埋設(shè)方式見下圖）收斂點(diǎn)的埋設(shè)形式示意圖一收斂點(diǎn)埋設(shè)示意圖二收斂?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖三4、量測(cè)頻率：各項(xiàng)量測(cè)項(xiàng)目量測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測(cè)斷面距開挖面距離，分別按下表確定。當(dāng)按表中量測(cè)頻率出現(xiàn)較大差異時(shí)，宜取量測(cè)頻率較高的作為實(shí)施的量測(cè)頻率。量測(cè)頻率（按位移速度）位移速度（mm/d）量測(cè)頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d 量測(cè)頻

9、率（按距開挖面距離）量測(cè)斷面距開挖面距離（m）量測(cè)頻率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23d5b1次/7d注：b隧道開挖寬度。各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后23周結(jié)束。對(duì)于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長(zhǎng)期沒有減緩趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間。六、量測(cè)儀器1、收斂觀測(cè)：JSS30A型數(shù)顯收劍計(jì)，精度0.01mm；2、沉降觀測(cè)：精密水準(zhǔn)儀，精度0.1mm；銦鋼尺。七、數(shù)據(jù)處理每次測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)立即進(jìn)行整理，并把整理結(jié)果繪在圖上畫出曲線。這一環(huán)節(jié)的工作應(yīng)在數(shù)據(jù)采集后立即進(jìn)行，如果發(fā)現(xiàn)沉降變形量過大，首先要復(fù)核量測(cè)數(shù)據(jù)是否有誤，發(fā)現(xiàn)問題或異常情況應(yīng)分析原因，并進(jìn)行匯報(bào)。不能把幾天的工

10、作堆在一起集中處理，這是監(jiān)控量測(cè)基本的要求。根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制位移u與時(shí)間t的關(guān)系曲線，可以較直觀的看出圍巖位移變化的情況，并初步判定圍巖是否趨于穩(wěn)定或出現(xiàn)異常情況。建議在Excel表格中及時(shí)輸入量測(cè)結(jié)果，并利用其圖表功能自動(dòng)生成曲線圖，能保證量測(cè)數(shù)據(jù)與曲線圖同步，更能及時(shí)直觀的得到圍巖變化情況。1、回歸分析： 由于量測(cè)的偶然誤差所造成的離散性，因此對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析，并以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，采用回歸分析對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到u、t兩個(gè)變量之間的函數(shù)關(guān)系，用這個(gè)函數(shù)曲線能代表測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)分布，并能推算出因變量的變化速率和極限值，主要采用以下指數(shù)、對(duì)數(shù)和雙曲線三種曲線

11、函數(shù)進(jìn)行線性回歸分析，三種曲線函數(shù)的原形公式與換算公式如下：指數(shù)函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 對(duì)數(shù)函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 雙曲函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 其中：A、B 回歸常數(shù) ； 位移值（mm）； 初讀數(shù)后的時(shí)間（天）線性回歸分析需要分別將三種函數(shù)獨(dú)立進(jìn)行回歸計(jì)算，將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)的形式求出a、b，并通過a、b換算出曲線函數(shù)常數(shù)A、B值，以指數(shù)函數(shù)為例，視為Y，為X，按直線方程進(jìn)行回歸計(jì)算，得到直線方程常數(shù)a、b，并計(jì)算其相關(guān)系數(shù)r，指數(shù)函數(shù)常數(shù)、，由此可得到指數(shù)函數(shù)方程。對(duì)三種曲線函數(shù)進(jìn)行回歸分析后，根據(jù)三種曲線方程的相關(guān)系數(shù)

12、r，取r最趨近于1的曲線方程代表所分析測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化情況，一般情況下所選擇曲線函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值應(yīng)大于0.9。其a、b、r的計(jì)算公式如下： 線性回歸分析數(shù)據(jù)處理量大，計(jì)算復(fù)雜，一般采用工程計(jì)算器進(jìn)行回歸計(jì)算，常用的工程計(jì)算器（如：CASIO4500、4800、4850、5800）都具有回歸分析的功能，也可以使用Excel表格的內(nèi)置函數(shù)方便的進(jìn)行回歸分析計(jì)算。根據(jù)回歸分析結(jié)果選定代表測(cè)點(diǎn)的曲線方程,并可根據(jù)求導(dǎo)公式計(jì)算某一天的位移速率,也可根據(jù)極限公式計(jì)算其總位移量,通過代表測(cè)點(diǎn)的曲線函數(shù)方程可消除偶然誤差并推斷出圍巖的穩(wěn)定情況，或估計(jì)二次襯砌施作的時(shí)機(jī)。2、圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)分析：隧道開挖后洞

13、內(nèi)的變形一般分為三個(gè)階段，初期急劇變形階段、中期緩慢變形階段、末期趨于穩(wěn)定階段。這是圍巖調(diào)整自穩(wěn)的一個(gè)正常的過程。、級(jí)圍巖初期急劇變形階段變形量、變形速率較大，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間很長(zhǎng)；、級(jí)圍巖初期迅速變形完成，最終達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間很短。在分析量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先關(guān)注變形量、變形速率是否過大，可以參照設(shè)計(jì)及規(guī)范的位移管理等級(jí)來進(jìn)行判斷。位移控制基準(zhǔn)類別距離開挖1BU1B距離開挖2BU2B距離開挖距離較遠(yuǎn)允許值65%Uo90%Uo100% Uo位移管理等級(jí)應(yīng)對(duì)措施管理等級(jí)距離開挖斷面1B距離開挖斷面2B應(yīng)對(duì)措施U< U1B/3U< U2B/3正常施工U1B/3U2 U1B/3U2B/3U2 U2

14、B/3加強(qiáng)監(jiān)測(cè)U>2 U1B/3U>2 U2B/3停工、采取措施注：U實(shí)測(cè)位移值；U0最大允許位移值。其次要重點(diǎn)關(guān)注曲線的異常變化，出現(xiàn)反拐點(diǎn)，無論是變形速率突然增大，還是突然不收斂，都屬于反常情況，一定要查明原因，看是否在可控范圍內(nèi)。一般情況會(huì)出現(xiàn)如下兩種時(shí)間位移特征曲線，位移特征曲線見下圖。反常曲線圖表示位移變化異常，出現(xiàn)反彎點(diǎn)，噴錨支護(hù)出現(xiàn)嚴(yán)重變形。tt(mm)(mm)位移特征曲線圖反常曲線正常曲線正常曲線圖表示絕對(duì)位移值逐漸減小，位移、周邊收斂、拱頂下沉量達(dá)到預(yù)測(cè)終極值的80-90%，收斂速度0.5mm/d，拱頂下沉速率0.5-0.3mm/d時(shí)，可以認(rèn)為圍巖基本穩(wěn)定，可施作

15、二次砼襯砌。每天相對(duì)的凈空變化15mm時(shí)，對(duì)支護(hù)加強(qiáng)觀測(cè)；當(dāng)初期支護(hù)收斂量達(dá)到100mm，或鋼筋應(yīng)力接近其計(jì)算抗拉強(qiáng)度時(shí)，或位移變化仍超過1mm/d時(shí)，對(duì)該段支護(hù)采取加強(qiáng)措施，確保隧道不坍方；嚴(yán)重時(shí)施工人員須迅速撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，保證人身安全。分析出現(xiàn)每個(gè)區(qū)段變化的影響因素，將影響因素分為可控因素和不可控因素，以用于指導(dǎo)施工，消除可控因素影響，減小不可控因素的影響。如調(diào)整施工方法，減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，或加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)，保證施工安全。如下臺(tái)階開挖屬不可控因素，但可根據(jù)控制邊墻一次開挖的長(zhǎng)度減少圍巖的變形，使圍巖變形在可控范圍內(nèi)。仰拱開挖對(duì)圍巖的影響也可通過施工質(zhì)量及工序的控制改善，根據(jù)實(shí)踐證明，初期支護(hù)

16、拱架的鎖腳錨桿可有效減小開挖對(duì)圍巖變形的影響，因此在拱架施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鎖腳錨桿的施工質(zhì)量，此外，如初期支護(hù)不及時(shí)，一次開挖進(jìn)尺過長(zhǎng)，施工方案不合理等對(duì)圍巖的影響都屬于可控因素，可通過調(diào)整、改進(jìn)消除其影響。此外，還可繪制位移與掌子面距離關(guān)系曲線圖進(jìn)行綜合評(píng)估，可以反映出開挖進(jìn)尺對(duì)圍巖位移變化的影響，對(duì)圍巖位移變化分析有一定的參考價(jià)值。隧道的監(jiān)控量測(cè)原本就屬于動(dòng)態(tài)的過程，因此要充分應(yīng)用動(dòng)態(tài)控制的原理進(jìn)行隧道監(jiān)控量測(cè)管理，不斷總結(jié)和改進(jìn)，使監(jiān)控量測(cè)更好的指導(dǎo)施工，保證隧道安全。八、確保監(jiān)測(cè)質(zhì)量的措施1、為確保施工監(jiān)測(cè)質(zhì)量，真正做到信息化指導(dǎo)施工，確保施工安全，必須嚴(yán)格按照以下措施進(jìn)行操作。2、成立監(jiān)測(cè)管理小組，實(shí)行監(jiān)測(cè)質(zhì)量專人責(zé)任制，由有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)監(jiān)測(cè)人員組成，制定實(shí)施性計(jì)劃使監(jiān)測(cè)按計(jì)劃有步驟地進(jìn)行;3、工程開工前，充分調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況，匯編成資料，上報(bào)監(jiān)理部門審批。施工中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象接近或超過警戒監(jiān)測(cè)值時(shí)，應(yīng)立即報(bào)告監(jiān)理，并提出應(yīng)急補(bǔ)救措施；4、觀測(cè)前，對(duì)所有儀器設(shè)