瑪瑙山隧道監(jiān)控量測專項施工方案

1、中鐵二十局集團(tuán)有限公司成貴客專第四分部第二工程架子隊瑪瑙山隧道監(jiān)控量測專項方案編 制： 審 核： 技術(shù)負(fù)責(zé)人： 部門負(fù)責(zé)人： 中鐵二十局集團(tuán)有限公司成貴客專第四分部第二工程架子隊二零一四年二月 第一章 簡介1.1 工程概況瑪瑙山隧道位于宜賓市江安縣底蓬鎮(zhèn)柏楊坪村至大井鎮(zhèn)黃桷灣。隧道起訖里程DK194+740DK197+750，全長3010m，隧道線路走向由西北向東南，最大埋深250 m?，旇剿淼罏榭瓦\(yùn)專線單洞雙線隧道，線間距4.6m，設(shè)計行車速度為250Km/h。本隧道為直線段，隧道內(nèi)縱坡采用單面下坡，坡度為14?，旇剿淼蓝瓷硪约墖鷰r為主，、級圍巖占開挖總長度的37.5%。隧區(qū)地表多為旱地

2、、灌木、樹林、水田，基巖零星出露。 1.2 監(jiān)控量測目的為確保監(jiān)控量測工作順利正常開展，了解圍巖狀態(tài)，及時反饋信息于設(shè)計和指導(dǎo)施工，調(diào)整支護(hù)參數(shù)和二襯施作時間，確保施工安全和結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，有效保護(hù)周邊環(huán)境，盡量降低監(jiān)控量測費(fèi)用，減少對工程施工的干擾，同時為加強(qiáng)監(jiān)控量測實(shí)施人員規(guī)范操作，全面掌握監(jiān)控量測實(shí)施全過程，結(jié)合隧道工程特點(diǎn)，制定本方案。1.3 組織機(jī)構(gòu)及作業(yè)程序組織機(jī)構(gòu)：為保證監(jiān)控量測工作正常有序開展，分部建立總工程師負(fù)責(zé)的管理體系，工程部和安質(zhì)部負(fù)責(zé)對隧道的監(jiān)控量測進(jìn)行日常檢查、指導(dǎo)和重大問題上報工作。并成立監(jiān)控量測小組，制定各崗位職責(zé)，明確分工，責(zé)任到人。總負(fù)責(zé)人：分部總工程師，

3、負(fù)責(zé)監(jiān)控量測工作組織安排和重大問題的處理。主管部門：工程部、安質(zhì)部，負(fù)責(zé)監(jiān)控量測全面管理，日常檢查、指導(dǎo)和重大問題上報工作，并參與重大問題的處理。監(jiān)控量測負(fù)責(zé)人：測量隊負(fù)責(zé)主管監(jiān)控量測組工作，掌握監(jiān)控量測工作狀態(tài)，分析和上報有關(guān)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和情況，制定處理措施，下達(dá)技術(shù)交底資料。及時組織相關(guān)人員開展監(jiān)控量測工作，并對監(jiān)控量測結(jié)果負(fù)責(zé)，分析監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和上報監(jiān)控量測動態(tài)?，F(xiàn)場監(jiān)控量測實(shí)施人：監(jiān)控量測組員（操作人員和資料員），操作人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)控量測具體實(shí)施，負(fù)責(zé)測點(diǎn)的布設(shè)和保護(hù)，及時取得監(jiān)控量測數(shù)據(jù)；資料員負(fù)責(zé)監(jiān)控量測資料的收集、整理、簽認(rèn)、匯總和歸檔等資料管理工作。作業(yè)程序：（1）熟悉資料（施

4、工圖紙、規(guī)范和作業(yè)指導(dǎo)書等）;（2）布點(diǎn)量測;（3）取得數(shù)據(jù);（4）整理簽認(rèn);（5）分析處理;（6）位移管理;（7）信息反饋;（8）工程對策;（9）資料歸檔。1.4 作業(yè)準(zhǔn)備量測儀器：量測儀器配備：數(shù)碼相機(jī)、地質(zhì)羅盤、收斂儀、全站儀、水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼尺等。輔助工具：爬梯、手電筒及其它輔助工具。量測項目：根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合瑪瑙山隧道具體情況，確定圍巖量測必測項目。第二章 監(jiān)控量測方案2.1 監(jiān)控量測的基本要求1. 成立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)，配備專業(yè)人員和設(shè)備，掌握成熟、可靠地數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)。2. 根據(jù)設(shè)計要求或隧道規(guī)模、地形、地質(zhì)條件、支護(hù)類型和參數(shù)、施工方法等，編制監(jiān)控量測實(shí)施細(xì)則或作業(yè)指導(dǎo)書，

5、經(jīng)監(jiān)理或業(yè)主批準(zhǔn)后嚴(yán)格實(shí)施。3. 將現(xiàn)場監(jiān)控量測作為工序引入作業(yè)循環(huán)，并結(jié)合地質(zhì)預(yù)報做出評價，優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，實(shí)施動態(tài)管理。監(jiān)控量測元件的埋設(shè)與監(jiān)控量測應(yīng)列入工程施工進(jìn)度控制計劃中，監(jiān)控量測工作應(yīng)盡量減少對施工工序的影響。4. 監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)、埋點(diǎn)數(shù)量、位置、時間應(yīng)符合設(shè)計或規(guī)范規(guī)定，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進(jìn)行調(diào)整或增加量測的項目和內(nèi)容。測點(diǎn)應(yīng)牢固，掛牌標(biāo)示。5. 施工過程中應(yīng)加強(qiáng)資料收集與整理工作，工程竣工后，監(jiān)控量測資料要納入竣工文件。6. 施工現(xiàn)場必須建立嚴(yán)格的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)復(fù)核、審查制度，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。監(jiān)控量測數(shù)據(jù)應(yīng)利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理，由專人負(fù)責(zé)。如有監(jiān)控量測數(shù)據(jù)缺

6、失或異常，應(yīng)及時采取補(bǔ)救措施，并詳細(xì)記錄。表2-1 作業(yè)人員配備表監(jiān)控量測小組組長1人測量人員2人技術(shù)員1人普工1人表2-2 主要設(shè)備配置表全站儀1臺精密水準(zhǔn)儀器1臺鋼掛尺1把收斂計1把數(shù)碼相機(jī)1臺電腦1臺隧道激光斷面儀1臺（可多個工作面共用）是分析、研究地質(zhì)勘測資料制定監(jiān)控量測計劃施 工監(jiān)控量測開挖工作面狀態(tài)評價數(shù)據(jù)處理施工是否完成判斷穩(wěn)定性判斷判斷修改支護(hù)參數(shù)結(jié) 束否施工準(zhǔn)備2.2 監(jiān)控量測流程圖2.3 監(jiān)控量測的主要內(nèi)容根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計要求綜合選定隧道監(jiān)控量測的項目。量測項目一般分為必測項目和選測項目兩大類。1. 必測項目包括：a、洞內(nèi)外觀察；b、凈空變化；c、拱頂下沉；d、

7、地表下沉。表2-1 監(jiān)控量測必測項目序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、地質(zhì)羅盤、數(shù)碼相機(jī)2襯砌前凈空變化隧道凈空變化測定儀（收斂計、全站儀）0.1mm3拱頂下沉水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀1mm4地表下沉水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀1mm淺埋隧道必測（H02b）2. 選測項目包括：1）隧底隆起；2）圍巖壓力；3）鋼架內(nèi)力；4）噴射混凝土內(nèi)力；5）二次襯砌內(nèi)力；6）初期支護(hù)與二次襯砌間接壓力；7）錨桿軸力；8）圍巖內(nèi)部位移；9）爆破振動；10）孔隙水壓力；11）水量；12）縱向位移。表2-2 監(jiān)控量測選測項目序號監(jiān)控量測項目測試方法和儀表測試精度備

8、注1隧底隆起水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀1mm2圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計0.1mm3圍巖壓力壓力盒0.001MPa4初支與二次襯砌接觸壓力壓力盒0.001MPa5鋼架受力鋼筋計、應(yīng)變計0.1MPa6噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計107錨桿軸力鋼筋計0.1MPa8二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計、鋼筋計0.1MPa9爆破振動振動傳感器、記錄儀臨近建筑物10孔隙水壓力水壓計11水量三角堰、流量計12縱向位移多點(diǎn)位移計、全站儀注：H0隧道埋深；b隧道最大開挖寬度。3. 監(jiān)控量測分類為了管理需要，通常將講監(jiān)控量測分為A類量測和B類量測。A類量測：是對隧道周邊圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行判定、對設(shè)計參數(shù)的可靠性進(jìn)行驗證為目

9、的的日常管理量測。A類量測項目主要為必測項目。B類量測：B類量測是為了解支護(hù)材料的動態(tài)及伴隨開挖的周邊圍巖的動態(tài)，反饋于未開挖區(qū)間的設(shè)計施工；同時監(jiān)測對臨近建筑物的影響。B類量測項目如表2-3所示。表2-3 B類量測項目及目的量測項目量測目的圍巖接觸應(yīng)力量測把握初襯砌背面土壓力錨桿軸力量測根據(jù)錨桿的變形分析錨桿軸力效果，判斷錨桿長度、直徑。初襯應(yīng)變及鋼筋應(yīng)力量測把握鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)2.4 洞內(nèi)、外觀察2.4.1、洞外觀察洞外觀察包括對洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩(wěn)定、地表水滲透的觀察。洞外監(jiān)測的重點(diǎn)為洞口段和洞身淺埋段、山間洼地、巖堆、破碎帶、巖溶漏斗區(qū)域及偏壓洞口的地表開裂、下沉和隧道

10、洞口邊、仰坡的穩(wěn)定狀態(tài)、地表滲、流水等情況，每次觀察后應(yīng)做好詳細(xì)記錄或留下影像資料。2.4.2、洞內(nèi)觀察洞內(nèi)觀察可分為開挖工作面觀察和已施地段觀察兩部分。開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后初噴混凝土之前進(jìn)行一次，重點(diǎn)觀察記錄工作面的工程地質(zhì)與水文地文情況，當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況基本無變化時，可每天進(jìn)行一次。對地質(zhì)條件復(fù)雜地段，應(yīng)積累影像資料，作為地質(zhì)變化的依據(jù)之一。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施。開挖工作面觀察后應(yīng)立即繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖，填寫工作面狀態(tài)記錄表及圍巖級別判別卡。在觀察中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件惡化，應(yīng)立即通知施工負(fù)責(zé)人采取應(yīng)急措施。對已施地段的觀察也應(yīng)每天至少進(jìn)行一次，觀察的內(nèi)容包括

11、噴射砼、錨桿的工作狀況，以及施工質(zhì)量是否符合規(guī)定的要求。2.4.3、凈空變形量觀察凈空變形量測斷面的間距根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性等確定為1015m。凈空變形量測在每次開挖后盡早進(jìn)行，初始讀數(shù)是在開挖后12h內(nèi)讀數(shù)，最遲不大于24h，而且在下一循環(huán)開挖前必須完成初期變形值的讀數(shù)。2.4.4、地質(zhì)素描何謂素描，也就是運(yùn)用單色線條在平面上勾畫出景物的立體形象。地質(zhì)素描，就是從地質(zhì)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用透視原理和繪畫技巧來表達(dá)地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)作用的畫幅。在野外勾畫的素描，往往要求在較短的時間內(nèi)完成，通常就在野外地質(zhì)記錄本上畫，不可能精工細(xì)畫，也可稱為地質(zhì)素描草圖。以鉛筆作畫較多，如技術(shù)熟

12、練，用筆有把握，也可用鋼筆作畫。施工過程中，地質(zhì)素描的主要內(nèi)容包括：以地層結(jié)構(gòu)為描述對象，重點(diǎn)反映巖石性質(zhì)、巖層中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特點(diǎn)。即在地質(zhì)素描圖中，應(yīng)重點(diǎn)反映巖性、構(gòu)造、層理、節(jié)理、褶皺、塊狀、斷層等參數(shù)，對于水文地質(zhì)，在地質(zhì)素描圖中也應(yīng)用相就說明。通過地質(zhì)素描資料的收集、對比，可以在一定程度上預(yù)測前方未開挖地段的地質(zhì)狀況，以便于及時調(diào)整施工方案。目前，各單位均已將地質(zhì)素描作為超前地質(zhì)預(yù)報的一種輔助手段。2.4.5、地質(zhì)羅盤地質(zhì)羅盤是進(jìn)行地質(zhì)素描必不可少的一種工具。借助它可以定出方向（方位角），觀察點(diǎn)的所在位置，測出任何一個觀察面的空間位置(如巖層層面、褶皺軸面、斷層面、節(jié)理面等構(gòu)造面的空間

13、位置)。（1）地質(zhì)羅盤的結(jié)構(gòu)地質(zhì)羅盤式樣很多，我們常用的是圓盆式地質(zhì)羅盤儀。如圖2-1所示，由磁針、刻度盤、測斜儀、瞄準(zhǔn)覘板、水準(zhǔn)器等幾部分安裝在一銅、鋁或木制的圓盆內(nèi)組成。圖2-1 地質(zhì)羅盤結(jié)構(gòu)圖a、磁針：按裝在底盤中央的頂針上，可自由轉(zhuǎn)動，不用時應(yīng)旋緊制動螺絲，將磁針抬起壓在蓋玻璃上避免磁針帽與項針尖的碰撞，以保護(hù)頂針尖，延長羅盤使用時間。在進(jìn)行測量時放松固動螺絲，使磁針自由擺動，最后靜止時磁針的指向就是磁針子午線方向。由于我國位于北半球磁針兩端所受磁力不等，使磁針失去平衡。為了使磁針保持平衡常在磁針南端繞上幾圈銅絲，用此也便于區(qū)分磁針的南北兩端。b、水平刻度盤：從零度開始按逆時針方向每1

14、0度一記，連續(xù)刻至360度，o度和180度分別為N和S，90度和270度分別為E和W，利用它可以直接測得地面兩點(diǎn)間直線的磁方位角。c、豎直刻度盤：專用來讀傾角和坡角讀數(shù)，以E或W位置為0度，以S或N為90度，每隔10度標(biāo)記相應(yīng)數(shù)字。d、懸錐：是測斜器的重要組成部分，懸掛在磁針的軸下方，通過底盤處的覘板手可使懸錐轉(zhuǎn)動，懸錐中央的尖端所指刻度即為傾角或坡角的度數(shù)。e、水準(zhǔn)器：通常有兩個，分別裝在圓形玻璃管中，圓形水準(zhǔn)器固定在底盤上，長形水準(zhǔn)器固定在測斜儀上。f、瞄準(zhǔn)器：包括接物和接目覘板，反光鏡中間有細(xì)線，下部有透明小孔，使眼睛，細(xì)線，目的物三者成一線，作瞄準(zhǔn)之用。（2）地質(zhì)羅盤的使用方法1）在使

15、用前必須進(jìn)行磁偏角的校正。因為地磁的南、北兩極與地理上的南北兩極位置不完全相符，即磁子午線與地理子午線不相重合，地球上任一點(diǎn)的磁北方向與該點(diǎn)的正北方向不一致，這兩方向間的夾角叫磁偏角。地球上某點(diǎn)磁針北端偏于正北方向的東邊叫做東偏，偏于西邊稱西偏。東偏為(+)西偏為(-)。地球上各地的磁偏角都按期計算，公布以備查用。若某點(diǎn)的磁偏角已知，則一測線的磁方位角A磁和正北方位角A的關(guān)系為A等于A磁加減磁偏角。應(yīng)用這一原理可進(jìn)行磁偏角的校正，校正時可旋動羅盤的刻度螺旋，使水平刻度盤向左或向右轉(zhuǎn)動，(磁偏角東偏則向右，西偏則向左)，使羅盤底盤南北刻度線與水平刻度盤0-180度連線間夾角等于磁偏角。經(jīng)校正后測

16、量時的讀數(shù)就為真方位角。2）方位角的測量是測定目的物與測者間的相對位置關(guān)系，也就是測定目的物的方位角(方位角是指從子午線順時針方向到該測線的夾角)。測量時放松制動螺絲，使對物覘板指向測物，即使羅盤北端對著目的物，南端靠著自己，進(jìn)行瞄準(zhǔn)，使目的物、對物覘板小孔、蓋玻璃上的細(xì)絲、對目覘板小孔等連在一直線上，同時使底盤水準(zhǔn)器水泡居中，待磁針靜止時指北針?biāo)付葦?shù)即為所測目的物之方位角。(若指針一時靜止不了，可讀磁針擺動時最小度數(shù)的二分之一處，測量其它要素讀數(shù)時亦同樣)。若用測量的對物覘板對著測者(此時羅盤南端對著目的物)進(jìn)行瞄準(zhǔn)時，指北針讀數(shù)表示測者位于測物的什么方向，此時指南針?biāo)咀x數(shù)才是目的物位于

17、測者什么方向，與前者比較這是因為兩次用羅盤瞄準(zhǔn)測物時羅盤之南、北兩端正好顛倒，故影響測物與測者的相對位置。為了避免時而讀指北針，時而讀指南針，產(chǎn)生混淆，放應(yīng)以對物覘板指著所求方向恒讀指北針，此時所得讀數(shù)即所求測物之方位角。3）巖層產(chǎn)狀要素的測量巖層的空間位置決定于其產(chǎn)狀要素，巖層產(chǎn)狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角。測量巖層產(chǎn)狀是地質(zhì)素描的最基本的工作方法之一，必須熟練掌握。巖層走向的測定 巖層走向是巖層層面與水平面交線的方向也就是巖層任一高度上水平線的延伸方向。 測量時將羅盤長邊與層面緊貼，然后轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準(zhǔn)器的水泡居中，讀出指針?biāo)缚潭燃礊閹r層之走向。 因為走向是代表一條直線的方向，它

18、可以兩邊延伸，指南針或指北針?biāo)x數(shù)正是該直線之兩端延伸方向，如NE30度與SW210度均可代表該巖層之走向。圖2-2 地質(zhì)羅盤的應(yīng)用巖層傾向的測定巖層傾向是指巖層向下最大傾斜方向線在水平面上的投影，恒與巖層走向垂直。測量時，將羅盤北端或接物覘板指向傾斜方向，羅盤南端緊靠著層面并轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準(zhǔn)器水泡居中，讀指北針?biāo)缚潭燃礊閹r層的傾向。假若在巖層頂面上進(jìn)行測量有因難，也可以在巖層底面上測量仍用對物覘板指向巖層傾斜方向，羅盤北端緊靠底面，讀指北針即可，假若測量底面時讀指北針受障礙時，則用羅盤南端緊靠巖層底面，讀指南針亦可。巖層傾角的測定巖層傾角是巖層層面與假想水平面間的最大夾角，即真傾角，它

19、是沿著巖層的真傾斜方向測量得到的，沿其它方向所測得的傾角是視傾角。視傾角恒小于真傾角，也就是說巖層層面上的真傾斜線與水平面的夾角為真傾角，層面上視傾斜線與水平面之夾角為視傾角。野外分辨層面之真傾斜方向甚為重要它恒與走向垂直，此外可用小石于使之在層面上滾動或滴水使之在層面上流動，此滾動或流動之方向即為層面之真傾斜方向。測量時將羅盤直立，并以長邊靠著巖層的真傾斜線，沿著層面左右移動羅盤，并用中指搬動羅盤底部之活動扳手，使測斜水準(zhǔn)器水泡居中，讀出懸錐中尖所指最大讀數(shù)，即為巖層之真傾角。巖層產(chǎn)狀的記錄方式通常采用下面的方式：既方位角記錄方式，如果測量出某一巖層走向為310°，傾向為220&#

20、176; ，傾角35°，則記錄為NW310°SW35°或310°SW35°或220°35°。 測量巖層面的產(chǎn)狀時，如果巖層凹凸不平，可把記錄本平放在巖層上當(dāng)作層面以便進(jìn)行測量。（4）構(gòu)造要素的測定測方位 測量某物體的方位是野外地質(zhì)工作者應(yīng)具備的最基本的技能。在定點(diǎn)時，首先要做的就是測量觀察點(diǎn)位于某地形或地物的方位。測量時打開羅盤蓋，放松制動螺絲，讓磁針自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)被測量的物體較高大時，把羅盤放在胸前，羅盤的長水準(zhǔn)器對準(zhǔn)被測物體，然后轉(zhuǎn)動反光鏡，使物體及長瞄準(zhǔn)器都映入反光鏡，并且使物體、長瞄準(zhǔn)器上的短瞄準(zhǔn)器的尖及反光鏡的中線位

21、于一條直線上，同時保持羅盤水平(圓水準(zhǔn)器的氣泡居中)，當(dāng)磁針停止擺動時，即可直接讀出磁針?biāo)笀A刻度盤上的讀數(shù)，也可按下制動螺絲再讀數(shù)。測量巖層產(chǎn)狀要素 巖層產(chǎn)狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角。巖層走向是巖層層面與水平面交線的延伸方向。巖層傾向是巖層面上的傾斜線在水平面上的投影所指方向。傾角是傾斜線與水平面的夾角。 測量巖層走向時，將羅盤的長邊(與羅盤上標(biāo)有NS相平行的邊)的一條棱與層面緊貼，然后緩慢轉(zhuǎn)動羅盤(注意：在轉(zhuǎn)動過程中，羅盤緊靠層面的那條棱的任何一點(diǎn)都不能離開層面)，使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，磁針停止擺動，這時讀出磁針?biāo)傅淖x數(shù)即為巖層之走向。讀磁北針或磁南針都可以，因為巖層走向是朝兩個方

22、向延伸的，相差 180°。 測量巖層的傾向時，羅盤如圖10.-放置，將羅盤南端(標(biāo)有S)的一條棱緊靠巖層面，這時長瞄準(zhǔn)器指向與巖層的傾向一致，并轉(zhuǎn)動羅盤，轉(zhuǎn)動方法及原則同上。當(dāng)羅盤水平、磁針不擺動時，就可讀數(shù)。如圖1放置羅盤，應(yīng)讀磁北針?biāo)傅淖x數(shù)。當(dāng)測量完傾向后，不要讓羅盤離開巖層面，馬上把羅盤轉(zhuǎn)90°，(羅盤直立)，如圖10-2放置，使羅盤的長邊緊靠巖層面，并與傾斜線重合，然后轉(zhuǎn)動羅盤底面的手把，使測斜器上的水準(zhǔn)器(長水準(zhǔn)器)氣泡居中，這時測斜器上的游標(biāo)所指半圓刻度盤的讀數(shù)即為傾角。在測量地層產(chǎn)狀時，一般只需測量地層的傾向和傾角，而走向可通過傾向的數(shù)字加或減90°

23、;得到測量傾向和傾角，必須先測傾向，后測傾角。若被測量的巖層表面凹凸不平，可把記錄本平放在巖層面上當(dāng)作層面，以便提高測量的準(zhǔn)確性和代表性。如果巖層出露很不完整時，這時要找?guī)r層的斷面，找到屬于同一層面的三個點(diǎn)(一般在兩個相交的斷面易找到)，再用記錄本把這三個點(diǎn)連成一平面(相當(dāng)于巖層面)，這時測量記錄本的平面即可。2.5必測項目的測點(diǎn)布置2.5.1、地表沉降（1）測點(diǎn)布置地表沉降量測在隧道淺埋（H02B）地段為必測項目，其他地段根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行。其測點(diǎn)的橫向布置范圍在隧道中線兩側(cè)不小于H0+B，地表有控制性建（構(gòu)）筑物時，應(yīng)適當(dāng)加寬；布置間距25m，當(dāng)?shù)乇碛锌刂菩越ǎ?gòu)）筑物時，應(yīng)適當(dāng)加密。布置應(yīng)

24、與拱頂下沉及周邊收斂測量的測點(diǎn)在同一斷面內(nèi)。測點(diǎn)布置見圖2-3。測點(diǎn)埋設(shè)時，在地表鉆（或挖）2050cm深的孔，豎直放入22mm左右的鋼筋，鋼筋和孔壁之間可填充水泥砂漿，鋼筋頭打磨圓滑，露出地面1cm左右，并用紅油漆標(biāo)記，作為測點(diǎn)。圖2-3 地表沉降橫向觀測范圍示意圖注：圖中H0-隧道埋深，B-隧道最大開挖寬度。地表沉降點(diǎn)應(yīng)在開挖前布設(shè)在與洞內(nèi)量測點(diǎn)相同的里程斷面上，縱向距離按表2-4控制。 表2-4 地表沉降測點(diǎn)縱向間距隧道埋深 H（m）量測斷面間距（m）備注2B<H0<2.5B2050BH02B1020H0B10注：H0-隧道埋深，B-隧道最大開挖寬度（2）量測儀器的選用地表沉

25、降通常采用精密水準(zhǔn)儀和配套的精密水準(zhǔn)尺進(jìn)行量測。（3）監(jiān)控量測的方法和實(shí)施首先沿隧道軸線方向每隔100150M埋設(shè)一個水準(zhǔn)工作基點(diǎn)構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)，工作基點(diǎn)埋設(shè)在穩(wěn)定的基巖面上并與隧道開挖線保持一定距離，以免受隧道施工影響工作基點(diǎn)的穩(wěn)定，采用現(xiàn)澆混凝土方式埋設(shè)，工作基點(diǎn)按照二等水準(zhǔn)測量規(guī)范聯(lián)測,每3個月復(fù)測一次，檢測出現(xiàn)異常時必須先復(fù)查工作基點(diǎn)，特殊情況加密復(fù)測頻率。對每個斷面上的監(jiān)測點(diǎn)也按照二等水準(zhǔn)測量規(guī)范進(jìn)行觀測，依次對每條斷面上的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行閉合或符合水準(zhǔn)路線測量。地表下沉量測應(yīng)在開挖工作面前方H0+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開始，直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時為止。量測頻率應(yīng)與拱頂下沉和

26、凈空變化的量測頻率相同,初始讀數(shù)應(yīng)在開挖后12小時內(nèi)完成。2.5.2、拱頂下沉及凈空變化量測拱頂下沉的量測目的是：監(jiān)視隧道拱頂?shù)慕^對下沉量，掌握斷面的變行動態(tài)，判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。凈空變化量測的目的是：根據(jù)收斂位移量、收斂速度、斷面的變形形態(tài)，判斷圍巖的穩(wěn)定性、支護(hù)的設(shè)計（施工）是否妥當(dāng)，確定襯砌的澆注 時間。（1）測點(diǎn)布置拱頂下沉測點(diǎn)和凈空變化測點(diǎn)應(yīng)布置在同一里程斷面上。斷面間距按表2-5布置。表2-5 必測項目量測斷面間距圍巖級別斷面間距（m）51010303050注： 洞口及淺埋地段斷面間距取小值； 各選測項目量測斷面的數(shù)量，宜在每級圍巖內(nèi)選有代表性的12個； 軟巖隧道的觀測

27、斷面適當(dāng)加密。測點(diǎn)應(yīng)根據(jù)施工情況進(jìn)行合理布置，并能反映圍巖、支護(hù)穩(wěn)定狀態(tài)，以指導(dǎo)施工。水平相對凈空變化量測線的布置應(yīng)根據(jù)施工方法、地質(zhì)條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。拱頂下沉測點(diǎn)原則上布置在拱頂軸線附近，當(dāng)跨度較大或拱部采用采用分部開挖時，應(yīng)在拱部增設(shè)測點(diǎn)。采用全斷面開挖方式時：凈空變化量測可設(shè)一條水平測線，拱頂下沉測點(diǎn)設(shè)在拱頂軸線附近,見圖2-4(a）。當(dāng)采用臺階開挖方式時: 凈空變化量測在拱腰和邊墻部位各設(shè)一條水平測線，拱頂下沉測點(diǎn)設(shè)在拱頂軸線附近, 見圖2-4(b）。當(dāng)采用CD法或CRD施工時，凈空變化量測每分部一條水平測線，拱項軸線左右兩側(cè)各設(shè)一拱頂下沉測點(diǎn)，見圖2-4

28、(c）。當(dāng)采用側(cè)壁導(dǎo)坑法施工時，凈空變化量測在左右側(cè)壁導(dǎo)各設(shè)一條水平測線，在左右側(cè)壁導(dǎo)坑拱頂各設(shè)一拱頂下沉測點(diǎn)；在開挖中部核土部分時，在隧道兩側(cè)邊墻設(shè)一水平測線，在拱項設(shè)一拱頂下沉測點(diǎn)；見圖2-4(d）。拱頂下沉及凈空變化量測點(diǎn)可購買專用的埋設(shè)元件；也可自制：采用22鋼筋，長30cm，端部用8鋼筋焊接一個大小約為邊長5cm的等邊三角形，用于掛尺。隧道開挖后按要求布點(diǎn)，用電鍾或風(fēng)鉆鉆眼，深約40cm，然后將22鋼筋插入孔內(nèi)，并用砂漿填充。布點(diǎn)時拱頂鋼筋應(yīng)垂直于水平面，三角形面與隧道走向一致，側(cè)壁鋼筋應(yīng)垂直于隧道中線，三角形面與水平面平行，鋼筋頭外露2cm左右。埋設(shè)后應(yīng)采取保護(hù)措施（如用塑料袋包裹

29、，以防噴漿時沾上水泥漿而引起量測誤差）并做上醒目標(biāo)識。圖2-4 拱頂下沉量測及凈空變化量測測線布置示意圖（2）儀器配備通常情況下，拱項下沉采用精密水準(zhǔn)儀和鋼掛尺測量，凈空變化采用收斂計測量。收斂計的產(chǎn)品有許多，目前，施工過程中用得較多的是數(shù)顯收斂計，如圖2-5,其長度根據(jù)需要有15m、20m、30m、40m、50m等多種，測量精度可達(dá)0.06mm。鋼尺上每隔20mm有一定位孔，螺旋千分尺最小讀數(shù)0.01mm，測距鋼尺讀數(shù)螺旋千分尺讀數(shù)。圖 2-5 數(shù)顯收斂計外觀圖2-6 數(shù)顯收斂計工作原理使用時，將收斂計兩端掛鉤掛于測點(diǎn)環(huán)上，調(diào)整鋼尺長度，使鋼尺大致拉緊，然后將尺孔銷插入鋼尺上相應(yīng)的孔位中，并

30、用尺卡將鋼尺緊貼聯(lián)尺架，防止鋼尺與尺孔銷脫離；鋼尺聯(lián)接好后，旋進(jìn)千分尺，使鋼尺張力增加，當(dāng)張力窗口中讀數(shù)達(dá)到規(guī)定值時，即進(jìn)行讀數(shù)。讀數(shù)完比，退回千分尺，使鋼尺張力減小，然后再旋進(jìn)千分尺，使鋼尺張力增加，這樣反復(fù)測量，讀取三次讀數(shù)，填入記錄表內(nèi)。收斂計使用注意事項：使用前必須仔細(xì)閱讀說明書，了解有關(guān)張力、溫度改正等有關(guān)參數(shù)，使用時按說明書進(jìn)行操作。要經(jīng)常對鋼尺進(jìn)行保養(yǎng)，使其清潔，任何時候都應(yīng)避免沿地面拖拉鋼尺。鋼尺回收時，應(yīng)用清潔的軟布擦拭鋼尺和其他部位，去除表面的污物和水分。每年應(yīng)將收斂計送回廠家或?qū)ｉT的機(jī)構(gòu)進(jìn)行維修或檢定一次。2.6必測項目的量測頻率及數(shù)據(jù)分析2.6.1、量測頻率各項量測項目

31、的量測頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖面距離，分別按表2-6和表2-7確定。兩者取大值作為實(shí)施的量測頻率。 表2-6 量測頻率（按距開挖面距離）量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23d5b 1次/7d注：b隧道開挖寬度。表2-7 量測頻率（按位移速度）位移速度（mm/d）量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d2.6.2、數(shù)據(jù)整理、分析（1）數(shù)據(jù)分析、處理的意義由于測量偶然誤差和測量誤差的原因，現(xiàn)場量測所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會具有一定的離散性，從而繪制的曲線散點(diǎn)總是上下波動和不規(guī)則。因此

32、，應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)分析和處理。（2）數(shù)據(jù)分析、處理的主要內(nèi)容1）根據(jù)量測值繪制時態(tài)曲線；2）選擇回歸曲線，預(yù)測最終值，并與控制基準(zhǔn)進(jìn)行比較；3）對支護(hù)及圍巖狀態(tài)、工法、工序進(jìn)行評價；4）及時反饋評價結(jié)論，并提出相應(yīng)工程對策建議。（3）數(shù)據(jù)分析、處理的目的1）確定量測數(shù)據(jù)的可靠性；2）根據(jù)量測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律（時態(tài)曲線），判定圍巖和初期支護(hù)的穩(wěn)定性；驗證施工方案的可靠性，為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)；3）根據(jù)量測點(diǎn)據(jù)掌子面的距離、圍巖變化速率，確定量測頻率和二襯砌施作時間；4）根據(jù)（預(yù)測）圍巖的變形極限，確定量測結(jié)束時間。（4）數(shù)據(jù)分析、處理的方法量測數(shù)據(jù)分析、處理主要采用回歸分析法，回歸分析主要

33、采用指數(shù)模型、對數(shù)模型、雙曲線模型、分段經(jīng)驗公式等。由于地下工程(隧道)開挖過程中地表縱向沉降、拱頂下沉及凈空變化等位移受開挖工作面的時空效應(yīng)的影響，多采用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行回歸分析。具體方法見鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程（TB 10121-2007）的條文說明部分。目前，對量測取得的數(shù)據(jù)，均采用專用軟件分析。（5）數(shù)據(jù)分析、處理的實(shí)施步驟1）數(shù)據(jù)整理：監(jiān)控量測數(shù)據(jù)取得后，應(yīng)及時進(jìn)行分析校對和整理，并注明量測開始時間、開挖方法、各部施工工序特別是開挖牚子面距量測點(diǎn)的距離等信息。每次觀測后，應(yīng)立即對數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時補(bǔ)測。每次觀測后應(yīng)及時對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括觀測數(shù)據(jù)計算、填表制圖、誤差處理

34、等。2）數(shù)據(jù)的曲線擬合。在取得一定監(jiān)測數(shù)據(jù)后，應(yīng)繪制位移或應(yīng)力時態(tài)變化曲線圖，如圖2-7所示。然后尋找一種能夠較好反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律和趨勢的函數(shù)關(guān)系式，對下一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，防患于未然。圖2-7 時態(tài)回歸曲線示意圖插值法。通過已測數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測未來某天的量測數(shù)據(jù)。計算沉降及收斂變形的速度、加速度曲線，進(jìn)行穩(wěn)定性判斷，確定管理等級。2.7 部分選測項目的監(jiān)控量測2.7.1 圍巖接觸應(yīng)力量測圍巖接觸應(yīng)力量測用壓力盒及混凝土應(yīng)力計量測，錨桿軸力量測錨桿軸力計，格柵鋼筋應(yīng)力量測用鋼筋計量測。（1）圍巖接觸應(yīng)力通過量測圍巖與初襯之間的接觸壓力，可了解隧道開挖后應(yīng)力重分布規(guī)律及向支護(hù)系統(tǒng)應(yīng)力釋放特

35、點(diǎn)。1）測點(diǎn)埋設(shè)每一測試斷面內(nèi)，埋設(shè)9個壓力盒。壓力盒分布的位置是：在拱頂設(shè)1個、左右拱腳各設(shè)1個、左右邊墻各設(shè)1個、拱腳與拱頂間三分點(diǎn)處各設(shè)1個 2）量測方法在初支鋼架架立好后，將待測圍巖壓力部位的圍巖表面或初支表面鑿平或用水泥砂漿抹平，以使壓力盒能與圍巖充分接觸，然后用預(yù)制的混凝土墊塊將壓力盒按圖三所示位置墊牢、固定，并將導(dǎo)線沿鋼架引至邊墻距墻腳1.5米高處，線頭從預(yù)埋的鐵盒里引出。埋設(shè)時將壓力盒編號與測試點(diǎn)所對應(yīng)位置記好記錄。將鐵盒內(nèi)線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。每次每個壓力盒的測量應(yīng)不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。3）量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關(guān)系，圍巖接觸應(yīng)力量測頻率如

36、表2-8所示：表2-8 圍巖接觸應(yīng)力測試頻率量測斷面距開挖面距離(m)量測頻率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B為隧道寬度。2.7.2 錨桿軸力量測在隧道拱頂及兩側(cè)拱腰處采用錨桿軸力計或鋼筋計對錨桿進(jìn)行軸力測量，對錨桿支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以節(jié)約鋼材。1）埋設(shè)斷面內(nèi)測點(diǎn)布置每一測試斷面內(nèi)，量測3根錨桿，每根錨桿上布置3個錨桿軸力計，每根錨桿量測布置見圖2-8。圖2-8 每根錨桿量測布置圖2）測點(diǎn)埋設(shè)及量測方法錨桿施作前，在量測錨桿按圖五所示位置安裝好錨桿軸力計，然后再將安裝好錨桿軸力計的量測錨桿按圖四所示位置進(jìn)行布置。在錨桿安設(shè)好后，將鋼筋計導(dǎo)線沿鋼架引至

37、邊墻距墻腳1.5米高處，線頭從預(yù)埋的鐵盒里引出。埋設(shè)時將鋼筋計編號與測試點(diǎn)所對應(yīng)位置記好記錄。將鐵盒內(nèi)線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。每次每個鋼筋計的測量應(yīng)不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。3）量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關(guān)系，鋼筋計量測頻率如表2-9所示。表2-9 錨桿軸力測試頻率量測斷面距開挖面距離(m)量測頻率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B為隧道寬度。2.7.3 初襯應(yīng)變及鋼筋應(yīng)力通過量測初襯應(yīng)變及鋼筋應(yīng)力，可了解初襯應(yīng)變及鋼支撐內(nèi)力在不同施工階段下的變化特點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計初襯的結(jié)構(gòu)參數(shù)。1）埋設(shè)斷面內(nèi)測點(diǎn)布置對于有鋼拱支撐的斷面的每一測

38、試斷面內(nèi)，在拱頂、左拱腰、右拱腰、左拱腳及右拱腳5個點(diǎn)分內(nèi)外層共埋設(shè)10個鋼筋計；在埋設(shè)鋼筋計相同位置各埋設(shè)1個共5個應(yīng)變計。2）測點(diǎn)埋設(shè)及量測方法初支鋼架施作前，將鋼筋計按要求焊在鋼架上、埋入式應(yīng)變計綁扎在鋼架上，在鋼架就位后，將鋼筋計及應(yīng)變計的導(dǎo)線沿鋼架引至邊墻距墻腳1.5米高處，線頭從預(yù)埋的鐵盒里引出。埋設(shè)時將應(yīng)變計及鋼筋計編號與測試點(diǎn)所對應(yīng)位置作好記錄。將鐵盒內(nèi)線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。每次每個鋼筋計和應(yīng)變計測量應(yīng)不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。3）量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關(guān)系，應(yīng)變計及鋼筋計量測頻率如表2-10所示。 表2-10 初襯應(yīng)變及鋼筋應(yīng)力測試頻率量測斷面

39、距開挖面距離(m)量測頻率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B為隧道寬度第三章 監(jiān)控量測安全預(yù)警措施監(jiān)控量測控制基準(zhǔn)是根據(jù)地質(zhì)條件、隧道施工安全性、隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性以及周圍建筑物特點(diǎn)和重要性等因素制定包括隧道內(nèi)位移、地表沉降、爆破振動等。而位移控制基準(zhǔn)是根據(jù)測點(diǎn)距開挖面的距離，由初期支護(hù)極限相對位移進(jìn)行確定的，根據(jù)位移控制基準(zhǔn)來劃分位移管理等級，以此來判斷變形量的安全界限。表2-11 位移控制基準(zhǔn)類別距開挖斷面1B（U1B）距開挖斷面2B（U2B）距開挖斷面較遠(yuǎn)允許值65%UO90%UO100%UO注：B為隧道開挖寬度，Uo為極限相對位移值。表2-12 位移管理等級及應(yīng)對措施管理等級距開挖斷面1B距開挖斷面2B應(yīng)對措施UU1B/3UU2B/3正常施工U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3綜合評價設(shè)計施工，加強(qiáng)監(jiān)測，必要時采取相應(yīng)工程措施U2U1B/3U2U2B/3暫時停止施工采取相應(yīng)工程措施補(bǔ)