隧道監(jiān)控量測實(shí)施方案

1、隧道監(jiān)控量測實(shí)施辦法一、編制依據(jù)1、鐵路工程測量規(guī)范 TB 10101-20092、鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) TB 10417-20033、鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程 Q/CR 9218-20154、新建漳州港尾鐵路隧道設(shè)計(jì)圖5、新建漳州港尾鐵路實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)二、圍巖監(jiān)控量測目的圍巖監(jiān)控量測是隧道在施工過程中，對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，及時提供圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的安全信息，為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù);對已開挖、支護(hù)段的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行評價，預(yù)測事故和險情，以及時采取必要補(bǔ)救措施，確保隧道安全施工；通過對圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測

2、，進(jìn)行預(yù)測和反饋，指導(dǎo)施工和建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位決策提供依據(jù)。按照鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范的要求，以監(jiān)測資料為基礎(chǔ)及時修正初期支護(hù)參數(shù)，確保二次襯砌和仰拱施作時間，實(shí)施動態(tài)設(shè)計(jì)、施工。三、監(jiān)控量測項(xiàng)目以及監(jiān)測儀器設(shè)備一覽表序號項(xiàng)目名稱方法和工具布 置超前地質(zhì)預(yù)報量測間隔時間1洞內(nèi)外地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或描述，地質(zhì)羅盤及規(guī)尺等開挖后和初期支護(hù)后進(jìn)行每次開挖后進(jìn)行2周邊位移非接觸量測/全站儀斷面布置見圖、量測點(diǎn)里程附表018m1836m3690m90m12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱頂下沉非接觸量測/全站儀斷面布置見圖、量測點(diǎn)里程附表4仰拱隆起非接

3、觸量測/全站儀斷面布置見圖、量測點(diǎn)里程附表5地表下沉非接觸量測/全站儀斷面布置見圖、量測點(diǎn)里程附表開挖面距量測斷面前后2B時，12次/天。開挖面距量測斷面前后5B時，1次/2天。開挖面距量測斷面前后5B時，1次/1周。6圍巖體內(nèi)位移量測（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)）洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)多點(diǎn)桿式位移計(jì)每一級圍巖選一個斷面，每個斷面311個測點(diǎn)12次/天1次/2天12次/周13次/月7鋼支撐內(nèi)力量測應(yīng)變片和支柱壓力計(jì)每2030榀鋼支撐中選一榀，每段鋼支撐均測12次/天1次/2天12次/周13次/月8噴射砼應(yīng)力量測表面應(yīng)力解除法每一級圍巖選一組，每組35個測點(diǎn)二次襯砌施作前進(jìn)行9襯砌砼壓應(yīng)力應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力盒每一級圍巖選一組，

4、每組25個斷面，每個斷面711個測點(diǎn)115天16天1個月13個月3個月1次/天1次/2天12次/周13次/月注：B為隧道開挖寬度；表中15為必測項(xiàng)目，69為選測項(xiàng)目。必測項(xiàng)目的各項(xiàng)參數(shù)必須按照規(guī)范的要求進(jìn)行監(jiān)測，選測項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定監(jiān)測內(nèi)容，在監(jiān)測過程中，監(jiān)測小組通過對各監(jiān)測項(xiàng)目測量數(shù)據(jù)的歸納和整理，及時掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化信息將其反饋到施工現(xiàn)場，一方面用于指導(dǎo)施工，另一方面根據(jù)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化情況，用于對支護(hù)系統(tǒng)和支護(hù)參數(shù)的修正，確保隧道在施工過程中的安全。監(jiān)控量測程序圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)受力形變量測分析地質(zhì)勘測資料否結(jié) 束制定監(jiān)控量測計(jì)劃施 工量 測地質(zhì)預(yù)測與開挖驗(yàn)證地表觀測圍巖支

5、護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)觀測應(yīng)急措施修改支護(hù)參數(shù)監(jiān) 控施工是否完成否是是四、凈空收斂以及拱頂下沉監(jiān)測實(shí)施方案監(jiān)測點(diǎn)的布置按圍巖等級而定，地質(zhì)條件差的監(jiān)測段應(yīng)從密布設(shè)，監(jiān)測點(diǎn)鉆孔埋設(shè)與巖體內(nèi)，埋設(shè)設(shè)深度不小于20cm，并在爆破后24h內(nèi)測量初始數(shù)據(jù)；監(jiān)測斷面間距、測線布置、以及監(jiān)測頻率分別見表1、表2、表3、表4.1、測點(diǎn)布置及觀測頻率、隧道收斂觀測點(diǎn)及沉降觀測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在同一斷面，埋設(shè)穩(wěn)固，但因圍巖及開挖方法、隧道內(nèi)管線位置原因，可以適當(dāng)調(diào)整，凈空變化監(jiān)測以水平測線為主，設(shè)置明顯標(biāo)志；、監(jiān)測斷面間距布置原則 （表1）圍巖級別縱向測點(diǎn)間距（m）5030105、監(jiān)測測線布置原則 （表2）地段開挖方法一般地段特殊地

6、段全斷面法1條水平測線-臺階法1條水平測線/每臺階1條水平測線、2條斜測線/每臺階、監(jiān)測測線以及測點(diǎn)布置示意圖、全斷面開挖布置示意圖（圖1）全斷面1條測線（拱頂1個測點(diǎn)）、臺階法開挖布置示意圖（圖2）每臺階1條測線（拱頂1個測點(diǎn)） 、監(jiān)測頻率拱頂下沉及凈空水平收斂量測頻率表 （表3）變形速度（mm/ d）監(jiān)控量測頻率52次/d151次/d0.511次/2d0.20.51次/2d0.21次/7d拱頂下沉及凈空水平收斂量測頻率表 （表4）量測斷面距開挖面距離（m）監(jiān)控量測頻率72次/d7141次/d14351次/2d351次/7d、監(jiān)測開始時間要求在開挖24h內(nèi)和下一循環(huán)開挖之前測讀初次數(shù)，以獲取

7、圍巖開挖初始階段的變形動態(tài)數(shù)據(jù)。、監(jiān)測結(jié)束時間當(dāng)圍巖基本穩(wěn)定后，若無異常變形，報監(jiān)理單位核批后結(jié)束量測。2、監(jiān)測控制基準(zhǔn)初期支護(hù)極限相對位移(臨界值技術(shù)參數(shù)，監(jiān)測位移基準(zhǔn)U0值) （表5）圍巖級別隧道埋深（m）h5050h300300h500拱頂相對下沉（）-0.050.080.040.110.250.070.150.600.120.601.20拱腰相對下沉（）-0.780.650.911.950.913.384.551.304.556.50拱腳相對下沉（）-0.600.500.701.500.702.603.501.003.505.003、監(jiān)測位移控制基準(zhǔn) （表6）類別距開挖面1B(U1B)

8、距開挖面2B(U2B)距開挖面較遠(yuǎn)臨界值65U090U0100U0注：B為隧道開挖寬度，即1B=7m、2B=14m；U0為極限相對位移值（見表5）監(jiān)測位移控制基準(zhǔn)應(yīng)用示例：、如太武山隧道DK44+020DK44+330破碎帶地段，隧道埋深40m,小于50m，設(shè)計(jì)圍巖等級為V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即監(jiān)測位移控制基準(zhǔn)臨界值：見下表（表6-1）圍巖級別隧道埋深（m）h50距開挖面7m距開挖面7m14m距開挖面14m拱頂相對下沉（）-2.603.604.004.556.307.007.8010.8012.00拱腰相對下沉（）-42.2558.5065.005

9、9.1581.9091.0084.50117.00130.00拱腳相對下沉（）-32.5045.0050.0045.5063.0070.0065.0090.00100.00、如太武山隧道DK42+000DK43+000地段，隧道埋深150m，50h300，設(shè)計(jì)圍巖等級為V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即監(jiān)測位移控制基準(zhǔn)臨界值：見下表（表6-2）圍巖級別隧道埋深（m）50h300距開挖面7m距開挖面7m14m距開挖面14m拱頂相對下沉（）3.254.505.007.159.9011.009.7513.5015.0039.0054.0060.00拱腰相對下沉（）

10、-59.1581.9091.00219.70304.20338.00295.75409.50455.00拱腳相對下沉（）-45.5063.0070.00169.00234.00260.00227.50315.00350.00、再如XX隧道，埋深400m，300h500，設(shè)計(jì)圍巖等級為V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即監(jiān)測位移控制基準(zhǔn)臨界值：見下表（表6-3）圍巖級別隧道埋深（m）300h500距開挖面7m距開挖面7m14m距開挖面14m拱頂相對下沉（）5.207.208.0016.2522.5025.0039.0054.0060.0078.00108.001

11、20.00拱腰相對下沉（）50.7070.2078.00126.75175.50195.00295.75409.50455.00422.50585.00650.00拱腳相對下沉（）39.0054.0060.0097.50135.00150.00227.50315.00350.00325.00450.00500.004、監(jiān)測位移管理等級 （表7）管理等級距開挖面1B距開挖面2BUU1B/3UU2B/3U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注：U為實(shí)測位移值；U1B 、U2B為臨界值（見表6）監(jiān)測位移管理等級應(yīng)用示例、如太武山隧道開挖面里程為DK44+124，

12、監(jiān)測斷面里程為DK44+130，圍巖等級為V級，隧道埋深40m,監(jiān)測斷面距開挖面為6m（1B=7m，6m7m），實(shí)測位移值U為2cm， （UU1B/3，即20.078/3）；從而確定管理等級為III級，與之對應(yīng)的措施為：正常施工。如太武山隧道開挖面里程為DK44+124，監(jiān)測斷面里程為DK44+112，圍巖等級為V級，隧道埋深40m,監(jiān)測斷面距開挖面為12m（2B=14m，7m12m14m），實(shí)測位移值U為4cm，（UU1B/3，即40.078/3）；從而確定管理等級已超過III級，（U2B/3U2U2B/3，即0.078/340.156/3），從而確定管理等級為II級，與之對應(yīng)的措施為：綜合

13、評價設(shè)計(jì)施工措施，加強(qiáng)監(jiān)控量測，必要時采取相應(yīng)工程措施。5、監(jiān)測結(jié)論：工程安全性評價分析和應(yīng)對措施 （表8）管理等級應(yīng)對措施正常施工綜合評價設(shè)計(jì)施工措施，加強(qiáng)監(jiān)控量測，必要時采取相應(yīng)工程措施暫停施工，采取相應(yīng)工程措施6、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析應(yīng)符合下列要求、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析應(yīng)包括數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)分析。、每期測量后應(yīng)立即對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，如有異常應(yīng)及時補(bǔ)測。、每期測量后應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括觀測數(shù)據(jù)計(jì)算、填表制圖、誤差處理。、根據(jù)監(jiān)測值繪制時態(tài)曲線、通過計(jì)算，回歸分析，預(yù)測可能出現(xiàn)的最大值和變形速度，與控制基準(zhǔn)進(jìn)行比較。、根據(jù)建設(shè)單位要求，提交監(jiān)測報告，做到監(jiān)測信息及時反饋。、當(dāng)測制曲線出現(xiàn)反彎

14、點(diǎn)時，應(yīng)密切監(jiān)視圍巖動態(tài)，并采取措施加強(qiáng)支護(hù)，必要時暫停施工進(jìn)行處理。、當(dāng)位移變形率無明顯改變，而實(shí)測位移值已接近臨界值，或表面出現(xiàn)明顯裂縫時，應(yīng)及時采取補(bǔ)強(qiáng)措施，并調(diào)整原支護(hù)參數(shù)或開挖方法。7、監(jiān)控量測反饋程序框圖（圖3）8、計(jì)算、記錄、收斂量測記錄表收斂監(jiān)測記錄表承包單位：中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司合同段：監(jiān)理單位：中國華西工程設(shè)計(jì)有限公司編 號：工程名稱量測斷面樁號圍巖級別開挖時間測線數(shù)量1號測線序號基線長度(m)觀測日期累計(jì)天數(shù)(d)收斂量(mm)累計(jì)收斂量(mm)收斂速度(mm/d)管理等級應(yīng)對措施12345678910 觀測： 計(jì)算： 審核： 監(jiān)理工程師： 、下沉量測記錄表拱頂下沉量

15、測記錄表承包單位：中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司合同段：監(jiān)理單位：中國華西工程設(shè)計(jì)有限公司編 號：工程名稱量測斷面樁號圍巖級別開挖時間序號實(shí)測高程(m)觀測日期累計(jì)天數(shù)(d)下沉量(mm)累計(jì)下沉量(mm)下沉速度(mm/d)管理等級應(yīng)對措施12345678910 觀測： 計(jì)算： 審核： 監(jiān)理工程師： 9、內(nèi)業(yè)成果當(dāng)斷面監(jiān)控量測趨于穩(wěn)定后，提交如下成果資料：、收斂監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表、收斂與時間關(guān)系曲線圖、下沉監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表、沉降與時間關(guān)系曲線圖、量測數(shù)據(jù)分析表、量測變形時態(tài)曲線、變形位移曲線、變形速率曲線10、地表沉降觀測 地表監(jiān)測點(diǎn)布置按隧道埋深、開挖寬度、高度而定，在淺埋地段進(jìn)行，量測斷面布置與洞內(nèi)

16、監(jiān)測斷面一致，在同一里程；隧道中線附近密，遠(yuǎn)離中線處疏，監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)于地表，在地表挖50cm深的孔豎直放入20mm的鋼筋，鋼筋和孔壁之間填充混泥土，鋼筋端頭外露地面1cm；從水準(zhǔn)點(diǎn)起測量監(jiān)測點(diǎn)高程，通過前后重復(fù)觀測監(jiān)測點(diǎn)的高程變化值，即可算出地表下沉值。隧道地表沉降應(yīng)在隧道尚未開挖前就開始進(jìn)行，借以獲得開挖過程中全位移曲線；監(jiān)測斷面間距、監(jiān)測頻率分別見表5、表6、圖3。測點(diǎn)布置地表沉降點(diǎn)縱向間距布置原則 （表9）隧道埋深與開挖寬度、高度縱向測點(diǎn)間距（m）2BH0(B+H)1530BH02B1015H0B510注：H0隧道埋深；H為隧道開挖高度；B為隧道開挖寬度地表沉降點(diǎn)縱向間距布置示例如XX隧道

17、，隧道埋深30m、10m、5m隧道開挖高度為：10.1m，隧道開挖寬度為7m；則地表沉降點(diǎn)縱向間距布置下表所示：隧道埋深與開挖寬度、高度縱向測點(diǎn)間距（m）14302(7+10.1)157101410575地表下沉監(jiān)測頻率地表沉降監(jiān)測測頻率按照洞內(nèi)拱頂下沉以及凈空收斂監(jiān)測頻率執(zhí)行，分別見表3、表4。、地表下沉監(jiān)測點(diǎn)布置示意圖（圖4） 地表沉降橫向測點(diǎn)布置示意圖、計(jì)算、記錄新建漳州港尾鐵路承包單位：中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司合同號：監(jiān)理單位：中國華西工程設(shè)計(jì)有限公司編 號：XXX隧道地表沉降觀測記錄表里程樁號（編號）首期成果第2期成果第3期成果備注H0H(m)沉降量S(mm)累計(jì)沉降量(mm)H(m

18、)沉降量S(mm)累計(jì)沉降量(mm)平均 沉降量沉降速率測量: 計(jì)算: 復(fù)核： 監(jiān)理工程師：、地表沉降量測提交的量測成果包括：繪制每一橫斷面沉降量隨時間的變化關(guān)系圖；繪制每一橫斷面最大沉降量隨時間的變化關(guān)系圖；繪制每一橫斷面最大沉降量與開挖面距離關(guān)系圖；對橫斷面沉降量垂直位移進(jìn)行回歸分析；對縱斷面沉降量垂直位移進(jìn)行回歸分析；11、監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用以及整理、數(shù)據(jù)分析處理和圍巖穩(wěn)定性判別、位移-時間曲線趨于平緩時，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和回歸分析，、當(dāng)位移-時間曲線出現(xiàn)反常的急驟變化時，表明此時的圍巖、支護(hù)系統(tǒng)已處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必須立即停止開挖、對危險地段加強(qiáng)支護(hù)，確保已開挖段的安全。、量測數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖和曲線現(xiàn)

19、場量測數(shù)據(jù)應(yīng)繪制位移時間曲線、繪制位移速度時間曲線和位移量開挖面距離關(guān)系曲線，同時找出位移時間回歸曲線，求出最終位移量以及變化規(guī)律；、監(jiān)測周期結(jié)束后，對觀測資料進(jìn)行匯集、審核、整理、編排，使之集中化、系統(tǒng)化、規(guī)格化和圖表化。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)流程圖（圖5）其他加強(qiáng)施工支護(hù)及施工防護(hù)其它繪圖設(shè)備和有限元解分析的對比預(yù)測變形量解析資料存檔主電子計(jì)算機(jī)現(xiàn)場量測資料存檔地表下沉凈空變位拱頂下沉圍巖變位錨桿應(yīng)力（現(xiàn)場）地表下沉圖、隨時間變化圖凈空變位及變位速度隨時間變化圖拱頂下沉隨時間變化圖圍巖變位隨時間變化圖錨桿、噴混凝土應(yīng)力隨時間變化圖及其它取出資料一覽表打印機(jī)五、監(jiān)控量測管理制度1、在項(xiàng)目開工前必須針對具體單位工程的特點(diǎn)結(jié)合規(guī)范、設(shè)計(jì)確定的監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測經(jīng)費(fèi)、監(jiān)測等級、監(jiān)測精度、監(jiān)測方法、觀測周期、項(xiàng)目預(yù)警值、監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)；依據(jù)工程測量規(guī)范、建筑變形測量規(guī)范、隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定詳細(xì)的變形監(jiān)測方案，報監(jiān)理單位、建設(shè)單位審批后實(shí)施。2、現(xiàn)場監(jiān)控量測按制定的量測工作計(jì)劃認(rèn)真組織實(shí)施，并與其它施工環(huán)節(jié)緊密配合，不間斷的貫穿于整個