隧道監(jiān)控量測技術(shù)交底書

1、隧道監(jiān)控量測技術(shù)交底書編制單位：X X公司X X鐵路工程指揮部第X項目部工序名稱隧道監(jiān)控量測日期1、監(jiān)控量測的目的把量測結(jié)果反映到設(shè)計施工中的目的，首先是確認(rèn)施工的安全性，其次是提高工程的 經(jīng)濟性。通過施工現(xiàn)場監(jiān)控量測監(jiān)視圍巖變化，掌握支護結(jié)構(gòu)在施工過程的力學(xué)狀態(tài)和穩(wěn)定程 度，確保施工安全。為確定二次襯砌和仰拱施作時機，了解和掌握圍巖變化規(guī)律，評價和修改支護參數(shù)及施工方法。為最終穩(wěn)定時間等提供信息依據(jù)，并為以后設(shè)計、施工積累資 料。因此必須加強圍巖及支護的施工監(jiān)控量測工作，并貫穿于施工全過程。其目的是：1.1、 提供監(jiān)控設(shè)計的依據(jù)和信息。掌握圍巖力學(xué)形態(tài)的變化和規(guī)律，掌握支護的工作 狀態(tài)。于了

2、解圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護、襯砌可靠程度，確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。 為圍巖級別變更、初期支護和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，是實現(xiàn)信息化施工不可缺少 的工序，是直接為設(shè)計和施工決策服務(wù)的。1.2、 指導(dǎo)施工，預(yù)報險情。作出工程預(yù)報，確立施工對策，做到監(jiān)視險情、安全施工。1.3、 驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)的合理性，對支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安 全性作出評價及建議，為確定二次支護時間提供科學(xué)依據(jù)。2、監(jiān)控量測的內(nèi)容及方法2.1、 量測的內(nèi)容及方法見表2.1表2.1項目名稱方法及工 具布置量測間隔時間1 15d16d1個月13個 月3個月以后必 測 項 目洞內(nèi)、洞處觀察巖性、結(jié)構(gòu)面 產(chǎn)狀及支

3、護 裂隙觀察開挖后及初期支護后 進行每次爆破后進行凈空變化收斂計每530m一個斷面，每 斷面2對測點12次/ 天1次/2 天12次/ 周13次/月拱頂卜沉電子水準(zhǔn) 儀及錮鋼 尺每1050m一個斷面， 每斷面1個測點12次/ 天1次/2 天12次/ 周13次/月地表沉降全站儀及2 m 帶支架對中桿淺埋、洞口（埋深40m）, 每1020m一個斷面， 預(yù)測斷裂面上25mL個 占八、12次/ 天1次/2 天12次/ 周13次/月'選 測 項 目圍巖壓力壓力盒鋼架壓力鋼筋計、應(yīng)變 計噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng) 變計二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng) 變計、鋼筋 計初期支護與二次 襯砌間接觸壓力壓力盒錨桿軸力鋼筋計圍

4、巖內(nèi)部位移多點位移計隧底隆起水準(zhǔn)儀、鋼 掛尺或全 站儀爆破振動振動傳感 器、記錄儀孔隙水壓力水壓計水量三角堰、流量 計縱向位移多點位移 計、全站儀結(jié)合設(shè)計規(guī)范要求及本隧道特點，本隧道監(jiān)控量測必測項目為：洞內(nèi)、洞外觀察 凈空變化拱頂下沉地表沉降2.2、 監(jiān)控量測系統(tǒng)的測試精度（必測項目）拱頂下沉、凈空變化、地表沉降測試精度為0.51mm.2.3、 量測方法洞內(nèi)洞外觀察隧道開挖后應(yīng)及時進行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像，必要時進行物理力學(xué)試驗。施工過程中應(yīng)進行洞內(nèi)、洞外觀察。洞內(nèi)觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察 兩部分。開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行，及時繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖、數(shù)碼成 像，填寫開挖

5、工作面地質(zhì)狀況記錄表，并與勘查資料進行對比；已施工地段觀察，應(yīng)記錄 噴射混凝土、錨桿、鋼架變形及初期支護完成噴層表面面裂縫及其發(fā)展、滲水、變形觀察 和記錄及二次襯砌等的工作狀態(tài)。洞處觀察重點應(yīng)在洞口段和洞身淺埋段，記錄地表開裂、地表變形、邊坡及仰坡穩(wěn)定 狀態(tài)、地表水滲漏情況等，同時還應(yīng)對地面建（構(gòu)）筑物進行觀察。2.3.1 地質(zhì)素描爆破后立即進行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)狀況的觀察和記錄，并進行地質(zhì)素描，地質(zhì)變化 處和重要地段要有照片記錄。、代表性測試斷面的位置形狀、位置、尺寸及編號；巖石名稱、結(jié)構(gòu)、顏色；層理、片理、節(jié)理裂隙、斷層等各種軟弱面的產(chǎn)狀、寬度、延伸情況、連續(xù)性、問 距等；各結(jié)構(gòu)面的成因類

6、型、力學(xué)屬性、粗糙程度、充填的物質(zhì)成分和泥化、軟化情況；巖脈穿插情況及其與圍巖接觸關(guān)系，軟硬程度及破碎程度；巖石風(fēng)化程度、特點、抗風(fēng)化能力；地下水的類型、出露位置、水量大小及錨噴支護施工的影響等；施工開挖方式方法、錨噴支護參數(shù)及循環(huán)時間；圍巖內(nèi)鼓、彎折、變形、巖爆、掉塊、坍塌的位置、規(guī)模、數(shù)量和分布情況、圍巖 的自穩(wěn)時間等；溶洞等特殊地質(zhì)條件描述；噴層開裂、起鼓、剝落情況描述。2.3.2 拱頂下沉和地表下沉在地表穩(wěn)定處設(shè)一周定點做為基點并設(shè)定高程，即可進行地表下沉的觀測（具體式樣 見附圖）。凈空變化信用收斂儀進行測量，拱頂下沉使用電子水準(zhǔn)儀DINI03及鈿鋼尺量測,讀數(shù)精確到0.1mm。地表沉

7、降使用拓普康 GTS-751進行量測，t數(shù)精確到1m m.2.3.3 凈空變化隧道開挖后，圍巖向坑道方向的位移是圍巖動態(tài)的最顯著表現(xiàn)，最能反映出圍巖的 穩(wěn)定性。因此對周邊位移的量測是最直接、最直觀、最有意義、最經(jīng)濟的量測項目。周邊 位移用收斂儀量測其中兩點之間的相對位移值，來反映圍巖的動態(tài)。測試方法及注意事項A開挖完成后盡快埋設(shè)測點，并測取初讀數(shù)，要求在 24小時內(nèi)完成。B測點要盡量靠近開挖斷面，要求在 2m以內(nèi)。C整個過程做好記錄，并隨時檢查有無錯誤。記錄內(nèi)容應(yīng)包括斷面位置、測點編號、 初始讀數(shù)、各次測試讀數(shù)、當(dāng)時溫度、以及開挖面距量測斷面距離等。2.3.4 數(shù)據(jù)整理量測數(shù)據(jù)整理包括數(shù)據(jù)計算

8、、列表或繪圖表示各種關(guān)系。A周邊相對位移計算式為仙 i=Ri-R0式中：R0初始觀測值Ri 第i次觀測值第i次觀測時，該兩點間的相對位移B繪制位移以一時間t關(guān)系曲線圖或位移速度v 時間t關(guān)系曲線。2.3.5 監(jiān)控量測頻率必測測項目的監(jiān)控量測頻率應(yīng)根據(jù)測點距開挖面的距離及位移速度分別按表2-2和表2-3確定。由位移速度決定的監(jiān)控量測頻率和由距開挖面的距離決定的監(jiān)控量測頻率之中，原則上應(yīng)采用較高的頻率值，出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，應(yīng)增大監(jiān)控量測頻率。表2-2監(jiān)控量測斷面距開挖面距離（m）監(jiān)控量測頻率(01)B2次/d(12)B1次/d(25)B1 次/23d>5B1 次/7d表2.3位移速率

9、（mm/d ）監(jiān)控量測頻率>52次/d151次/d0.5 11 次/23d0.2 0.51 次/3d<0.21 次/7d2.3.6 結(jié)束量測的時間考慮到我單位監(jiān)控量測的實際操作目的和意義，我單位的監(jiān)控量測的結(jié)束時間定為：當(dāng)圍巖達到基本穩(wěn)定后，以1次/3天的頻率量測2周，若發(fā)覺無明顯變形，便結(jié)束該點的量測工作。2.3.7 測試斷面、測線、測點、測孔的布設(shè)測試斷面的布置本工程測試斷面采用單一測試斷面，即把單項測量內(nèi)容布設(shè)在一個測試斷面，了解圍 巖和支護在這個斷面的動態(tài)變化情況。地表下沉量測與埋深關(guān)系很大，具測試斷面間距見表2.4表2.4埋深h與洞室跨度B關(guān)系2Bvh<2.5BB&

10、lt;h<2BhvB斷面間距m20 5010 20510周邊位移的測線布置隧道設(shè)計圖紙中給出了參考測線布置，具體測點、測線見附圖所示。地表、地中沉降的測點布置。地表、地中沉降觀測點，主要應(yīng)布置在洞室中軸線上方的地表或地中，在主點的橫軸 上也應(yīng)布置必要數(shù)量的點，另外，在沉降區(qū)以外還應(yīng)設(shè)置測點作為參照 （點位布置見附圖）。3、數(shù)據(jù)分析與反饋3.1 施工期間，監(jiān)測人員在每次監(jiān)測后，應(yīng)及時進行校對和整理，同時應(yīng)注明開挖方 法和施工工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等信息，工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等 信息。在取得足夠的數(shù)據(jù)后，還應(yīng)根據(jù)散點圖的數(shù)據(jù)分布狀況，選擇合適的函數(shù)，對監(jiān)測 結(jié)果進行回歸分析

11、，以預(yù)測該測點可能出現(xiàn)的最大位移值和變化速率，綜合判斷圍巖和支 護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并根據(jù)變形的等級管理標(biāo)準(zhǔn)及時反饋施工，應(yīng)確保監(jiān)控量測信息傳遞渠 道暢通、反饋及時有效，作出結(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟性評價，提出合理化建議。可采用的回歸函數(shù)有：指數(shù)型U Ae B/t U A(e BtB to)對數(shù)模型U=Alg UB+t) / (B+t0)U=Alg (l+t) +B雙曲線模型U=t/ (A+ Bt)式中：U變形值（或應(yīng)力值）A、B回歸系數(shù)3 t0 測點的觀測時間（d）3.2 、非線性回歸方程的線性化根據(jù)曲線圖形認(rèn)為：選用指數(shù)函數(shù)公式U A eB/t或雙曲線函數(shù)U=t/ （A+ Bt）作為回歸函數(shù)可能合理些

12、（如果不能做出較明確的判斷，可以分別按以上幾種函數(shù)進 行回歸，取擬合的最優(yōu)者）。以指數(shù)函數(shù)為例：由于指數(shù)函數(shù)為非線性函數(shù)，但可將其線性化，方法如下:B/tU A e福兩勰自然對數(shù)，得:B（ JlnA Btt 令則U式（2）則是式（1）線性化的直線方程，其參數(shù)的確定可按線性回歸的方法確定。周邊位移分析與反饋以圍巖的位移來判斷其穩(wěn)定狀態(tài)，關(guān)鍵是確定一個“判斷標(biāo)準(zhǔn)”（或稱為收斂標(biāo)準(zhǔn)），即是判斷圍巖穩(wěn)定與否的界限。包括三個方面：位移量、位移速度、位移加速度?？缍?m<B<12m隧道初期支護極限相對位移（）表3.1圍巖級別隧道埋深h（m）50Wh50V hw 300300<h<5

13、00拱腳水平相對凈空變化（）IV0.10 0.300.2 0.80.7 1.2V0.2 0.50.4 2.01.8 3.0拱頂相對下沉（）IV0.06 0.10.08 0.400.30 0.80V0.08 0.160.14 1.100.8 1.40注：1.本表適用于復(fù)合式襯砌的初期支護，硬質(zhì)圍巖隧道取表中較小值，軟質(zhì)圍巖隧道取表中較大值。表列數(shù)值可以在施工中通過實測資料積累作適當(dāng)?shù)男拚? .拱腳水平相對凈空變化指拱腳測點間凈空水平變化值與其距離之比，拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比。3 .初期支護墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化極限值乘以1.1

14、1.2后采用。位移控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)測點距開挖面的距離，由初期支護極限相對位移按表3.2要求確7£o位移控制基準(zhǔn)表3.2類別距開挖面1B (U1B)距開挖面2B (U2B)距開挖面較遠(yuǎn)允許值65%U90%U100%U注：B為隧道開挖寬度，U0為極限相對位移值。1)位移加速度，如果位移速率呈典型的蠕變曲線特征，即先減速，后等速或明顯的加速趨勢，則表明圍巖正向不穩(wěn)定方向發(fā)展或已出現(xiàn)破壞。2)根據(jù)以上判斷標(biāo)準(zhǔn)，如果圍巖不超過表 3.1, 3.2兩項允許值，即不出現(xiàn)蠕變趨勢， 則可認(rèn)為圍巖是穩(wěn)定的，初期支護是成功的。如果表現(xiàn)穩(wěn)定性好，則可以加大循環(huán)進尺。如果位移值超過允許值不多，且初期支護中的噴

15、射碎未出現(xiàn)明顯開裂，一般可不予補 強。如果位移情況與上述情況相反，則應(yīng)采取處理措施。3)二次襯砌的施作時間，按新奧法施工原則，當(dāng)圍巖穩(wěn)定后，即可施做。 各測試項目的位移速率明顯收斂、圍巖基本穩(wěn)定。已產(chǎn)生的各項位移已達到預(yù)計總位移的 80 %90 % ;周邊位移速率小于0.10.2 mm/d,或拱頂下沉速率小于 0.0070.15 mm/d。監(jiān)控量測 數(shù)據(jù)取得后，應(yīng)及時進行校對和整理，同時應(yīng)注明開挖方法和施工工序以及開挖面距監(jiān)控 量測點距離等信息。4、配備本合同工程的測量儀器表儀器使用部位儀器設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注隧道全站儀GTS751臺1電子水準(zhǔn)儀DINI03臺1數(shù)顯收斂儀JSS30A臺

16、3錮鋼尺3M把25、量測斷面布置5.1 在隧道每個量測斷面各布置一個拱頂下沉測點和二條凈空水平收斂量測測線。測點布置見下圖。(a)測點布設(shè)示意的5.2 淺埋地段隧道地表下沉量測，斷面布置宜與洞內(nèi)水平凈空變化和拱頂下沉在同一橫斷面內(nèi)。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)下沉測點。橫斷面方向在隧道中心及兩側(cè)間距 25m施設(shè)下沉測點，每斷面施設(shè) 7個測點。監(jiān)測 范圍應(yīng)在隧道開挖影響范圍以外。地表下沉量測應(yīng)在開挖面前方隧道埋置深度與隧道開挖高度之和處開始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時為止。地表下沉量測頻率應(yīng)和拱頂下沉和水平凈空變化的量測頻率相同。5.3 量測斷面間距凈空變形量測斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖

17、級別， 隧道斷面尺寸，埋置深度及工程重要性等確 定。一般為V級圍巖地段10m, IV級圍巖地段20m 0需要監(jiān)控加密的地段可根據(jù)需要調(diào)整 間距。為掌握各級圍巖位移變化規(guī)律，應(yīng)在各級圍巖起始地段增設(shè)量測斷面。 在洞口及淺埋地 段可根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當(dāng)增加監(jiān)控量測斷面。5.4 量測頻率1、洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護狀況觀察兩部分。開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進行，地質(zhì)情況基本無變化時，可每天進行一次。對初期支護的觀察也應(yīng)每天至 少進行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土，錨桿，鋼架的支護狀況。2、凈空水平收斂量測和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率見表5.1。實際量測頻率應(yīng)從表5.1中根據(jù)

18、變形速度和距開挖工作面距離選擇較高的一個量測頻率拱頂下沉量測與凈空變化量測頻率表表5.1變形速度mm/d量測斷面距離開挖，作面的距離量測頻率>501B12次/天1512B1次/天0.5 112B1次/23天0.2 0.525B1次/3天<0.2>5B1次/7天5.5 量測資料的處理及應(yīng)用5.5.1、 根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，繪制水平相對凈空變化，拱頂下沉?xí)r態(tài)曲線，凈空水 平收斂曲線進行回歸分析。示意圖如下：洞內(nèi)收斂及沉降數(shù)據(jù)回歸分析表沉降收斂日期變形 速率累計 值變形 速率累計值工程部位：- 隧道沉降及收期累計歷時由戌沉降一收曲5.5.2、 根據(jù)量測分析結(jié)果及鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法

19、技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，根據(jù)變形管理等級見表5.2指導(dǎo)施工變形管理基準(zhǔn)等級表表5.2口管理等級管理基準(zhǔn)確施工狀態(tài)mUg Un/3口止常施工R(Un/3) &Uoc (2Un/3)加強支護IUo> 2Un/3采取特殊措施注：Uo實測值；Un允許值5.5.3、 觀察及量測發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)及時修改支護參數(shù)。一般正常狀態(tài)必須同時滿足以 下條件：噴射混凝土表面無裂縫或僅有少量微裂縫。位移速度除在最初12天允許有加速外，應(yīng)迅速減少。5.5.4、 位移很快達到穩(wěn)定，且圍巖狀況比預(yù)計要好時，應(yīng)適當(dāng)減弱設(shè)計參數(shù)。5.5.5、 采用復(fù)合襯砌地段的監(jiān)控量測，應(yīng)在隧道周邊變形速率有明顯減緩趨勢，初期支護表面裂縫不

20、再繼續(xù)發(fā)展，收斂速率7天至少的平均值小于0.15mm/大，累計位移值不超過極限位移值的8090%等情況下，選定圍巖和噴錨支護基本穩(wěn)定的最佳時機施作二次 襯砌，并根據(jù)監(jiān)控量測信息反饋，及時修正襯砌參數(shù)，確報施工和運營安全及經(jīng)濟合理。5.5.6、 測元件埋設(shè)情況和量測資料應(yīng)納入竣工文件，以備運營中查考或繼續(xù)觀測。5.5.7、 道周邊允許位移值的制定初支結(jié)構(gòu)允許相對位移見表5.3。初支結(jié)構(gòu)允許相對位移表（）表5.3埋深圍巖級<50m50300m>300mIV0.15 0.500.40 1.200.80 2.00V0.20 0.800.60 1.601.80 3.00注：相對位移指實測位移值與兩點間距離之比或拱頂下沉實測值與隧道寬度之比。5.5.8、 項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后7d結(jié)束。5.5.9