黃土公路隧道工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

1黃土公路隧道工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了黃土公路隧道監(jiān)測的技術(shù)要求、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與反饋及監(jiān)測報告的內(nèi)容要求。本文件適用于新建、運營的黃土公路隧道工程監(jiān)測，其他土質(zhì)隧道工程可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50026工程測量標(biāo)準(zhǔn)GB50086巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術(shù)規(guī)范GB55018工程測量通用規(guī)范JTG3370.1公路隧道設(shè)計規(guī)范JTGF80/1公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)JTG/T3372公路黃土隧道設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范JTG/T3374公路瓦斯隧道設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范JTG/T3660公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTG/T5440公路隧道加固技術(shù)規(guī)范JTG/TD70公路隧道設(shè)計細(xì)則JTG/TD70/2-01公路隧道照明設(shè)計細(xì)則JTG/TD70/2-02公路隧道通風(fēng)設(shè)計細(xì)則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1黃土第四紀(jì)以來在干旱、半干旱氣候條件下沉積的，以黃色粉土顆粒為主，質(zhì)地均一,含碳酸鈣及少量易溶鹽，具有大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育的特殊土。3.2黃土公路隧道修建在黃土地層中的公路隧道。3.3監(jiān)測對隧道地表、圍巖、支護結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的變形和穩(wěn)定性情況進行觀察和量測工作。3.4必測項目2為保證隧道周邊環(huán)境和圍巖的穩(wěn)定以及施工安全，同時反映設(shè)計、施工、運營狀態(tài)而必須開展的監(jiān)測項目。3.5選測項目為滿足隧道設(shè)計、施工、運營的特殊需要，在必要部位進行的監(jiān)測項目。3.6測點布設(shè)在結(jié)構(gòu)或巖體上能反映其變形、位移、應(yīng)力或應(yīng)變特征的固定標(biāo)志點。3.7測線設(shè)置在隧道洞周壁上的兩測點之間的連線。3.8黃土含水量黃土中水分的重量占干土重量的百分比。3.9變形控制值為保證隧道工程施工、運營安全所設(shè)定的監(jiān)測對象位移值的限值。3.10分布式光纖監(jiān)測利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質(zhì)，測試出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的監(jiān)測手段。4基本規(guī)定4.1監(jiān)測單位應(yīng)具備行業(yè)主管部門認(rèn)可的資質(zhì)，配備專業(yè)持證人員和滿足使用要求的設(shè)備，監(jiān)測工作結(jié)束后應(yīng)將監(jiān)測資料整理歸檔。4.2監(jiān)測的目的：a)掌握圍巖、支護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境的動態(tài)信息，確保施工、運營安全及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；b)驗證支護結(jié)構(gòu)效果，確認(rèn)支護參數(shù)和施工方法的合理性，為調(diào)整支護參數(shù)和施工方法提供依據(jù)；c)指導(dǎo)施工工序銜接，確定支護施作時機；d)豐富監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為信息化動態(tài)設(shè)計、施工和運營提供借鑒。4.3監(jiān)測單位應(yīng)根據(jù)黃土隧道工點特點編制相應(yīng)監(jiān)測方案，其主要內(nèi)容有：a)工程概況；b)組織機構(gòu)及人員、設(shè)備；c)監(jiān)測項目；d)監(jiān)測測點、斷面布設(shè)情況，監(jiān)測頻率及允許位移值；e)監(jiān)測具體實施方法；f)數(shù)據(jù)處理及反饋方法；g)監(jiān)測結(jié)論及建議。4.4監(jiān)測實施方案應(yīng)經(jīng)監(jiān)理單位和管理單位批準(zhǔn)后實施，并應(yīng)按監(jiān)測方案提交相應(yīng)監(jiān)測報告。34.5監(jiān)測單位應(yīng)建立質(zhì)量保證體系，確保監(jiān)測的有效實施，做到組織管理有序、責(zé)任明確。4.6監(jiān)測單位應(yīng)建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)復(fù)核、審查制度，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；如有監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺失或異常，應(yīng)及時采取補救措施，并做詳細(xì)記錄；同時，建立詳實的監(jiān)測資料臺賬制度，對監(jiān)測成果資料進行嚴(yán)格管理，監(jiān)測記錄表可參考附錄A-J。5監(jiān)測技術(shù)要求5.1監(jiān)測項目5.1.1新建黃土隧道施工監(jiān)測項目分為必測項目和選測項目。必測項目的技術(shù)要求見表1，選測項目的技術(shù)要求見表2。表1新建黃土隧道必測項目技術(shù)要求1機 23456注：黃土隧道施工期洞內(nèi)外觀察時應(yīng)重點關(guān)注開挖面前后30m范圍內(nèi)地表是否存在裂縫、塌陷、落水洞和陷穴等。表2新建黃土隧道選測項目技術(shù)要求12345647-8-5.1.2運營黃土隧道土建結(jié)構(gòu)監(jiān)測應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、隧道斷面形狀、圍巖條件、埋深、周邊環(huán)境條件、支護襯砌結(jié)構(gòu)形式、限界要求、運營條件、病害特征等綜合選取運營監(jiān)測項目。運營隧道監(jiān)測項目的技術(shù)要求見表3。表3運營黃土隧道監(jiān)測項目技術(shù)要求1--234567895.1.3黃土隧道洞內(nèi)環(huán)境監(jiān)測項目及其技術(shù)要求見表4。表4黃土隧道洞內(nèi)環(huán)境監(jiān)測項目及其技術(shù)要求12NONO濃度測定儀3456/7855.2測點、測線與監(jiān)測斷面5.2.1施工隧道量測項目和斷面的選擇以及測點布置應(yīng)綜合考慮黃土特性、圍巖變化、施工方法及支護參數(shù)的變化。監(jiān)測斷面位置的選取遵循以下基本原則：a)在圍巖級別變化區(qū)域，尤其是巖性交界帶處，應(yīng)至少布置一個監(jiān)測斷面；b)地質(zhì)條件復(fù)雜段落，應(yīng)布置監(jiān)測斷面；c)隧道洞口、淺埋、偏壓區(qū)段，宜適當(dāng)增加監(jiān)測斷面；d)對于隧道主洞與人行橫洞、車行橫洞交叉口、加寬段、特殊結(jié)構(gòu)型式隧道（如大斷面、小凈距、連拱）等情況，宜適當(dāng)增加監(jiān)測斷面；e)當(dāng)施工方案出現(xiàn)變更時，變更段落應(yīng)布置監(jiān)測斷面；f)隧道出現(xiàn)大變形、塌方、突水突泥等重大事故，應(yīng)在事故區(qū)域增設(shè)監(jiān)測斷面，斷面數(shù)量可根據(jù)工程規(guī)模確定，但每段不應(yīng)少于2個；尤其是當(dāng)隧道出現(xiàn)突水突泥事故時，還應(yīng)進行涌水量監(jiān)測。5.2.2周邊位移和拱頂下沉量測的測線布置可參考表5，斷面縱向間距可按表6的要求布置。表5周邊位移和拱頂下沉測線布置表6周邊位移和拱頂下沉量測斷面縱向間距1Ⅳ2Ⅴ圖1臺階法周邊位移和拱頂下沉量測的測線布設(shè)示意圖①⑤圖2CD或CRD法周邊位移和拱頂下沉量測的測線布設(shè)示意圖①②③水平測線④⑤⑥⑦斜測③③⑤⑦⑥④⑤⑦⑥④②①②圖3雙側(cè)壁導(dǎo)坑法周邊位移和拱頂下沉量測的測線布設(shè)示意圖5.2.3淺埋隧道、洞口段或有特殊要求的地段應(yīng)進行地表下沉量測。地表下沉量測應(yīng)符合下列規(guī)定：a)地表沉降測點應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)，地表沉降量測宜與洞內(nèi)周邊位移和拱頂下沉量測在同一橫斷面。b)地表沉降量測應(yīng)在開挖面前方水平距離不小于隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始，直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉、沉降基本停止為止。c)地表沉降觀測點橫向間距一般控制在2m～5m，在隧道中線附近應(yīng)適當(dāng)加密，總測點數(shù)一般不少于7個，如圖4所示；當(dāng)黃土隧道下伏采空區(qū)時，應(yīng)適當(dāng)加大監(jiān)測范圍。地表沉降橫向量測范圍按下式計算：D=B+2×H+H0×tan45°?φ2(1)式中：D-開挖影響范圍；B-隧道開挖斷面寬度；H-隧道覆土深度；H0-隧道開挖高度；φ-黃土圍巖內(nèi)摩擦角。6量測范圍圖4地表沉降橫斷面測點布設(shè)示意圖d)地表沉降量測斷面縱向間距可按表7的要求布置。表7地表沉降量測斷面縱向間距2B＜H≤2（B+H0）B＜H≤2BH≤B5.2.4運營黃土隧道周邊位移、拱頂下沉測點應(yīng)布置在拱頂和兩側(cè)邊墻，如圖5所示。洞內(nèi)埋設(shè)的測點和數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)牢固可靠，不得侵入隧道建筑限界。 ②隧道中心線 ②隧道中心線①③②③斜測線圖5運營黃土隧道周邊位移和拱頂下沉量測的測線布設(shè)示意圖5.2.5運營黃土隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測采用分布式光纖傳感器時，主要包括沿隧道拱圈環(huán)向布設(shè)的環(huán)向傳感光纖、布設(shè)在隧道任意一側(cè)電纜溝內(nèi)的溫度補償光纖以及布設(shè)在隧道拱頂、兩側(cè)拱肩以及兩側(cè)拱腰位置的縱向傳感光纖。環(huán)向傳感光纖布設(shè)間距Ⅴ級圍巖宜為10m，Ⅳ級圍巖宜為20m。分布式光纖布設(shè)具體情況如圖6所示。78環(huán)向傳感光纖縱向傳感光纖縱向傳感光纖\溫度補償光纖圖6分布式光纖監(jiān)測布設(shè)示意圖5.3監(jiān)測頻率5.3.1施工隧道洞內(nèi)變形監(jiān)測頻率應(yīng)滿足表8要求，地表沉降監(jiān)測頻率應(yīng)滿足表9要求。當(dāng)有工序轉(zhuǎn)換、出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，應(yīng)適當(dāng)增大監(jiān)測頻率。表8洞內(nèi)變形監(jiān)測頻率>5B注：B為隧道開挖斷面寬度；在建黃土隧道監(jiān)測頻率宜取低值，運營黃土隧道監(jiān)測頻率宜取高值。表9地表沉降監(jiān)測頻率>5B5.3.2各項量測作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后30天結(jié)束。5.3.3運營隧道監(jiān)測頻率應(yīng)根據(jù)區(qū)段土建結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況等級、不良地質(zhì)等實際情況，逐洞、逐段確定合適的監(jiān)測頻率，使其能滿足反映監(jiān)測項目重要變化過程而又不遺漏其變化時刻的要求。5.4監(jiān)測控制指標(biāo)95.4.1施工隧道監(jiān)測控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)隧道地質(zhì)條件、施工安全性、隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及周圍環(huán)境等因素制定。5.4.2施工隧道初期支護相對位移控制值可參照表10。表10允許水平相對收斂值(%)ⅣⅤ注：水平相對收斂值指收斂位移累計值與兩測點間距離之比（以百分比計拱頂下沉允許值可按本表數(shù)值的0.5~5.4.3圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果，按變形速率和位移確定管理等級，位移管理等級如表11所示，變形速率管理等級如表12所示。表11位移管理等級ⅢU＜(U/3)Ⅱ/3)≤U≤(2U/3)ⅠU＞(2U/3)注：U-實測位移值；U-設(shè)計極限位移值（一般將隧道的預(yù)留變形量作為極限位移，且預(yù)留變形量應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果表12變形速率管理等級ⅢⅡⅠ注：v-實測變形速率5.4.4運營黃土隧道監(jiān)測項目控制指標(biāo)應(yīng)根據(jù)土建結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況、黃土的物理狀態(tài)、隧道斷面尺寸和工程經(jīng)驗確定，必要時通過計算分析或?qū)ｍ椩u估確定。5.4.5運營隧道監(jiān)測應(yīng)根據(jù)工程特點、監(jiān)測項目控制值、地方經(jīng)驗等制定監(jiān)測管理等級和管理標(biāo)準(zhǔn)，可按表13規(guī)定執(zhí)行。表13運營隧道管理等級ⅢQ＜0.7QⅡⅠ注：Q-實測值；Q-預(yù)警值。6監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與反饋6.1一般規(guī)定6.1.1監(jiān)測數(shù)據(jù)取得后，應(yīng)及時進行校對、整理和分析。6.1.2在建和運營黃土隧道監(jiān)測信息反饋程序分別參照圖7和圖8。調(diào)研調(diào)研變更設(shè)計及施工方案調(diào)整設(shè)計參數(shù)及相應(yīng)的施工方案變更設(shè)計及施工方案調(diào)整設(shè)計參數(shù)及相應(yīng)的施工方案圖7在建黃土隧道監(jiān)測信息反饋程序圖圖8運營黃土隧道監(jiān)測信息反饋程序圖6.1.3采用散點圖和回歸分析方法整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)需要繪制監(jiān)測數(shù)據(jù)與時間、空間的關(guān)系曲線等，如圖9和圖10所示；若位移曲線正常，則說明圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)、支護結(jié)構(gòu)可靠有效；若位移出現(xiàn)反常曲線（或反彎點），則說明圍巖、支護結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)盡快采取工程處治措施。圖9位移-時間關(guān)系曲線圖圖10位移-距離關(guān)系曲線圖6.1.4信息反饋以位移反饋為主，主要依據(jù)時態(tài)曲線的形態(tài)對圍巖穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、對周圍環(huán)境的影響程度進行判定，驗證和優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，指導(dǎo)施工。6.1.5確保監(jiān)測信息傳遞渠道暢通、反饋及時有效。6.2數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用6.2.1監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用包括以下主要內(nèi)容：a)繪制時態(tài)曲線、空間曲線等，判斷圍巖穩(wěn)定性；b)選擇回歸曲線，預(yù)測最終值，并與位移總量控制基準(zhǔn)進行比較；c)對支護及圍巖狀態(tài)、工法、工序等進行評價，并提出相應(yīng)的工程建議。6.2.2宜綜合分析地質(zhì)因素和施工因素等對圍巖穩(wěn)定性的影響，利用“反分析法”進行校正、預(yù)測和評價。6.2.3應(yīng)及時繪制位移時態(tài)曲線，對照監(jiān)測位移變形管理等級，分析曲線是否反常，判斷圍巖是否穩(wěn)6.2.4應(yīng)采取積極有效的措施和方法，預(yù)防、減少、彌補因施工或人為因素造成的數(shù)據(jù)中斷。6.3信息反饋機制6.3.1在建黃土隧道監(jiān)測信息反饋a)建立暢通的反饋渠道，根據(jù)工程實際，制定有效的反饋、接收、處理程序，將監(jiān)測到的異常數(shù)據(jù)及時反饋到?jīng)Q策者與施工現(xiàn)場，管理者能及時采取措施，防范于未然。b)實時分析反饋：每天根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時進行分析，發(fā)現(xiàn)安全隱患應(yīng)分析原因并提交異常報告，報告應(yīng)盡可能地分析圍巖變形的過程、趨勢和原因，并提出建議措施。c)階段分析反饋：按周、月進行階段分析，總結(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，對施工情況進行評價，提交階段分析報告，指導(dǎo)后續(xù)施工。6.3.2運營黃土隧道監(jiān)測信息反饋a)階段分析反饋：結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢，選取以日、周、月為周期進行階段分析，總結(jié)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)變化規(guī)律，對運營期隧道圍巖穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)可靠性進行判斷，提出下一步工作計劃。b)總體分析反饋：對整個監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行總結(jié)分析，對運營期隧道圍巖穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)可靠性進行判斷，給出監(jiān)測結(jié)論，提出養(yǎng)護維修或病害處治建議。7監(jiān)測報告7.1新建黃土隧道監(jiān)測應(yīng)編制預(yù)警快報和階段性監(jiān)測報告，工程完工后編寫總體監(jiān)測報告，對重點部位、異常部位宜編寫專項監(jiān)測報告；運營黃土隧道監(jiān)測應(yīng)編制預(yù)警快報、階段性監(jiān)測報告及總體監(jiān)測報7.2預(yù)警快報應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)警情發(fā)生的時間、地點、情況描述、嚴(yán)重程度等；b)量測數(shù)據(jù)分析；c)警情原因初步分析；d)警情處理措施建議。7.3階段性監(jiān)測報告及總體工作報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)工程概況；b)監(jiān)測目的和依據(jù)；c)監(jiān)測方案，包括監(jiān)測項目、測點布置、監(jiān)測方法、監(jiān)測設(shè)備、數(shù)據(jù)分析方法和預(yù)警值等；d)監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表及分析曲線圖；e)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與說明；f)結(jié)論與建議。7.4專項監(jiān)測報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)專項監(jiān)測工點概況b)監(jiān)測項目及測點布置圖；c)監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表及分析曲線圖；d)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與說明；e)結(jié)論與建議。黃土隧道洞內(nèi)、外觀察記錄表監(jiān)測單位：12345-6789掘進方向 掘進