隧道监控量测方案

**

**隧道监控量测方案

***项目经理部 二○一○年八月

目 录

1 监控量测意义及目的 .....................................- 3 - 2 监控量测组织机构 .......................................- 3 - 3 监测项目及测点布置 .....................................- 4 - 3.1 监测项目 ..........................................- 4 - 3.2 断面和测点布置 ....................................- 4 - 4 监测频率、监测精度及监测进度计划安排.....................- 7 - 4.1 监测频率 ..........................................- 7 - 4.2 监测精度 ..........................................- 8 - 4.3 监测进度 ..........................................- 8 - 5 监控量测方法 ...........................................- 8 - 6 量测数据处理与应用 .....................................- 9 - 7 工程安全评价 .......................................... - 10 -

- 1 -

秦峰隧道施工监控量测实施方案

为了实现信息化施工，以保证施工安全及施工质量，秦峰隧道施工期间需对其进行监控量测，监测控制根据隧道的规模、地形地质条件、周围环境条件、支护类型和参数、施工方式等制定。通过量测收集必要的变形、受力数据，绘制各种时态关系图，进行数据处理或回归分析，对施工支护的质量和施工安全做出综合判断，并及时反馈于施工中，调整支护措施，使施工安全进入信息化控制中。信息化施工流程如下：

施工设计

结束

- 2 -

施工方案 支护形式 衬砌类型 相关参数 相关参数 相关参数 开始 隧道施工 修改施工方法 监控量测 量测数据分析处理 回归分析 动态分析 综合分析 反馈结构修整意见 结构安全和经济性判断 经济类比 理论分析 标准评判 正常施工循环否 结构是否安全 否 结构是否经济 是修改施工方法

我单位施工的秦峰隧道埋深较浅，隧道进出口围岩较差，隧道断面大、主要为全风化粉质砂岩，施工中变形必须严格控制，根据设计图推荐施工方法，也很难确定十分精确的沉降和收敛值。因此，监控量测将成为隧道施工的一项内容在施工过程中指导施工。

1 监控量测意义及目的

监控量测工作是隧道新奥法施工的眼睛，不但可以为隧道的动态设计和信息化施工提供依据，确保施工的安全，还可为隧道设计理论的发展积累经验，因而具有重要的意义。

通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，为评价和修改施工方案，确定初期支护参数及二次衬砌施作时间提供信息依据；通过信息反馈及预测预报来优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。

为科研工作提供第一手的信息，为节省工程投资，提高浅埋大跨度隧道的修建水平提供科学依据和技术保证，积累资料，也可为今后的设计提供类比依据等。

2 监控量测组织机构

合福铁路站前五标项目经理部三分部工程部负责监控量测工作的指导和监督执行，对监控量测出现的重大异常信息的进行分析处理。隧道架子队技术室全面负责监控量测工作的具体实施，以及日常监测数据的收集整理，对数据进行分析，根据日常数据分析结果，确定隧道初期支护的稳定性和二次衬砌施工时间，对监测中出现的重大异常现象进行信息反馈。监控量测组织结构见下图：“监控量测组织结构框图”。

- 3 -

监控量测组织结构框图

3 监测项目及测点布置

根据秦峰隧道设计图及有关参考图合福隧参01、04，监测内容分为必测项目和选测项目两种。测点的布置也有也给了相应的要求，在施工中可遵照执行。

3.1 监测项目 3.1.1 必测项目

监控量测必测项目表

序号 1 2 3 4 监测项目 洞内、外观察 拱顶下沉 净空变化 地表沉降 常用测量仪器 现场观察、数码相机、罗盘仪 水准仪、钢挂尺或全站仪 收敛计、全站仪 水准仪、铟钢尺或全站仪 备注 隧道浅埋段 监控量测负责人：肖学江 隧道架子一队 合福铁路站前五标项目经理部三分部工程部

3.2 断面和测点布置

3.2.1 洞内外观察和洞内必测项目断面和测点布置 （1）洞内外观察

洞内外观察分为开挖工作面观察和已经施工段的观察：洞外观察重点洞

- 4 -

口段和洞身浅埋段洞顶观察是否有地表开裂、塌陷、边仰坡稳定状态、地表水渗透等现象，如果有问题时做好记录和反馈，以便施工时采取相应的措施。开挖工作面观察在每次开挖后进行，发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施，观察后及时填写施工阶段围岩级别判定卡，并绘制相应地质素描图。

对已经施工段的观察每天至少一次，主要观察喷射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌的工作状态。

（2）地表下沉、净空变化、拱顶下沉等必测项目

隧道地表下沉、净空变化、拱顶下沉等必测项目应设置在同一个断面，其量测断面间距及测点数量根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法进行布置。地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围应不小于HO+B,地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。具体要求见下表：“地表沉降测点纵向间距”、“必测项目量测断面间距”“拱顶下沉和收敛量测测点布置图”。

地表沉降测点纵向间距 隧道埋深与开挖宽度 2B≤H0≤2.5B B≤H0≤2B H0 ≤B 纵向测点间距 20～50 10～20 5～10 拱顶下沉、收敛量测起始读数应在3～6h内完成，监测基点与洞内、外水准基点建立联系。

- 5 -

浅埋地段地表下沉的量测与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内，横断面方向在隧道中线两侧每隔2～5m布设地表下沉测点，每个断面7～11个点，监测范围在隧道开挖影响以内。地表下沉量测在开挖工作面前方距离为隧道埋深和开挖高度之和处开始，直至二次衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

必测项目监测断面间距

围岩级别 Ⅴ～Ⅵ Ⅳ Ⅲ 断面间距（m） 5 10 30～50 净空变化量测测线数

地段 一般地段 开挖方法 全断面法 台阶法 一条水平测线 每台阶一条水平测线 ----- 每台阶一条水平测线，两斜测线 上部每分部一条水平测线，两条分部开挖法 每分部一条水平测线 斜测线，其余分部一条水平测线 特殊地段 （3）隧道内二次衬砌沉降缝两侧和过渡段不均匀沉降观测

- 6 -

隧道中线二次衬砌沉降缝两侧不均匀沉降以及洞口段与洞口过渡段的不均匀沉

约2.5m降观测频率按15d进行一次 ，洞内沉降缝每侧布置四个以上的观测点；洞

内轨顶面内轨顶面口布点视过渡段的情况而定，根据沉降曲线确定道床施作时间。

全断面法测点布置示意图拱顶下沉和收敛量测测点布置图

台阶法测点布置示意图

约3.0m约2.5m内轨顶面

内轨顶面内轨顶面隧隧道道中中线线隧道隧中线道中线约3.0m约2.5m约3.0m约3.0m隧道中线

隧道中线内轨顶面环形预留核心土开挖法测点布置示意图全断面法测点布置示意图双侧壁导坑法测点布置示意图台阶法测点布置示意图图例拱顶下沉测点周边收敛测点注：1、拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设

测点，参照上图布置；

隧道中线 2、选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。

约3.0m约2.5m监控量测断面应在相应段落施工初期优先设置，并及时开展量测工作；

内轨顶面内轨顶面 3、不同断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证。

4 监测频率、监测精度及监测进度计划安排 4.1 监测频率 环形预留核心土开挖法测点布置示意图图例拱顶下沉测点周边收敛测点双侧壁导坑法测点布置示意图根据秦峰隧道设计图，各监测项目的量测频率按要求进行施作。

按位移速度确定的监测频率

位移速度（mm/d） ≥5 1～5 0.5～1 <0.5 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/7d - 7 -

约3.0m

按距开挖面距离确定的监测频率

量测断面距开挖面距离（m） （0～1）b （1～2）b （2～5）b >5b 注： b隧道开挖宽度。

量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/7d 实际操作时首先以位移速度确定量测频率，当隧道地质条件复杂，稳定速度较慢时采用按距开挖工作面距离进行量测。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束，对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，可适当延长量测时间。

实际量测频率根据前两次测量情况而定。当观测值相对稳定时，可适当降低观测频率；当达到报警指标或观测值变化速率加快或出现危险事故征兆时，应加密观测。

4.2 监测精度

监控量测必测项目测试精度

序号 1 2 3 监测项目 拱顶下沉 净空收敛 地表沉降 测试精度 0.5~1mm 0.5~1mm 0.5~1mm 4.3 监测进度

监测安排根据工程进度而定，在隧道施工前进场做好全部准备工作。 5 监控量测方法

5.1现场监测应根据设计文件的要求进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调度监控量测计划。

- 8 -

5.2现场测点读数应读三次，取其平均值，并详细记录。

5.3施工过程中应进行洞内、外观察，洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分，其内容如下：

1 开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像、填写开挖工作面观察表和施工阶段围岩级别判定卡，并与勘查资料进行观察，记录喷混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。

2 洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表塌陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等。

5.4隧道净空收敛量测可采用收敛计或全站仪进行。 1 采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。

2 采用全站仪测量时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。

5.5拱顶下沉量测可采用精密水准仪和钢挂尺或全站仪进行，在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点，测点应与隧道外监测基点进行联测。

5.6地表沉降监测可采用精密水准仪、铟钢水准尺进行。基点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪测量。

6 量测数据处理与应用

6.1监控量测数据的分析处理应包括监测资料的整理、计算和分析。 6.2每次观测后应立即对原始数据进行校核和整理，包括原始观测值的校验、物理量的计算、填表制图，误差处理、异常值的剔除、初步分析等，并将校验过的数据输入数据库管理系统。

6.3监控量测数据的计算分析主要包括以下内容：

- 9 -

1 拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制时态曲线。

2 围岩压力与支护间接触压力值，绘制时态曲线和断面压力分布图。 3 初期支护、二次衬砌应力（应变）值，绘制时态曲线，反算结构内力并绘制断面内力分布图。

4 地表沉降值，绘制横向和纵向时态曲线。

5 孔隙水压力值，绘制孔隙水压力的时态曲线及孔隙水压力与深度的关系曲线。

6.爆破振动速度，绘制振动速度与测点至振动源距离关系曲线。 6.4 在分析监测数据时，根据散点图进行回归分析，可采用如下指数模型：

U=A （e-B/t-e-B/t0） 式中 U--变形值； A,B--回归系数；

t0--测点的初始观测时间（d）； t--测点的观测时间。 7 工程安全评价

位移管理等级

管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 注：U为实测位移值。

距开挖面1B U***项目经理部

二O一0年八月

- 10 -