隧道监控量测作业指导书.docx
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隧道监控量测作业指导书
隧道监控量测作业指导书
一、编制依据
甬台温铁路宁波至温州南段新建工程施工图；
甬台温铁路宁波至温州南段新建工程施工图；
国家和铁道部现行的有关客运专线工程的设计暂规、施工指南、工程质量检验评定标准及安全技术规程；
铁路隧道施工规范（TB10204-2002）；
铁路隧道设计规范（TB1003-2005）；
新建铁路甬台温线Ⅲ标段实施性施工组织设计；
新建铁路甬台温线Ⅲ标段现场实际情况及调研结果；
现有的施工技术水平、施工管理水平和监控量测设备配备能力；
监控量测设备的使用说明。
二、编制原则
优先考虑安全、质量的原则。
精心组织监控量测，合理安排量测工作时间，确保监控量测工作的安全及量测工作的质量；
坚持坚持实事求是的原则。
在监控量测实施过程中，坚持量测数据的翔实性，做到量测数据真实与准确；
监控量测是信息化施工的重要内容。
通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。
三、监控量测目的：
为围岩稳定性和支护、衬砌可靠性提供信息；
提供二次衬砌合理的施工时间；
为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。
四、监控量测项目及方法
监控量测必测项目见表１
本管段内隧道监控量测均须进行下述必测项目
表1 监控量测必测项目
序号
监测项目
测试方法和仪表
测试精度
备注
1
洞内、外观察
现场观察、地质罗盘
2
净空变化
收敛计
0.1ｍｍ
一般进行水平收敛量测
3
拱顶下沉
水准测量的方法，水准仪、钢尺
1ｍｍ
4
地表下沉
水准测量的方法，水准仪、塔尺
1ｍｍ
浅埋隧道必测项目（H0≤2ｂ）
洞内、外观察
在观察过程中如发生地质条件恶化时，及时通知施工负责人采取应对措施，并派专人进行不间断观察。
A洞内观察分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。
开挖工作面观察应在每次开挖后进行。
观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后及时绘制开挖面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡（见附表）。
对已施工地段的观察每条至少进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。
本管段隧道均需进行上述工作。
B洞外观察重点在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，观察内容包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
本管段内主要洞外观察重点集中为各隧道进出口段及江沿山隧道中部坳沟段。
净空变化、拱顶下沉
净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋段）应设置在同一断面，量测断面间距及测点数量根据设计文件按表２规定进行。
净空变化、拱顶下沉量测应在每次开挖后12ｈ内取得初读数，最迟不得大于24ｈ，且在下一循环开挖前必须完成。
拱顶下沉量测基点应与洞内、外水准点建立联系。
本管段内隧道均需进行上述工作。
具体基线布设见测点布设图。
表２ 必测项目量测断面间距和每断面测点数量
围岩级别
断面间距（ｍ）
每断面测点数量
净空变化
拱顶下沉
Ⅴ
10
2条基线
1点
Ⅳ
30
2条基线
1点
Ⅱ～Ⅲ
50
一条基线
1点
地表下沉
地表下沉的量测宜与洞内外净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内，横断面方向应在隧道中线及两侧间距2～5ｍ处设地表下沉测点，每个断面设7～11点，地表下沉量测范围按下式计算：
D＝B+2×h×tan（45°-φ／2）
式中：
D─开挖影响范围；
B─隧道开挖宽度；
ｈ─隧道开挖高度；
φ─围岩内摩擦角。
本管段内隧道进出洞口段及江沿山中部坳沟段均应进行上述工作。
征对围岩情况，根据粘土φ值为14°～21°，中、细砂、砂质土φ值为30°，按Ⅴ级围岩型式计算地表下沉量测范围为：
21.4ｍ。
具体地表下沉量测测点布设见测点布设图。
⑵监控量测选测项目见表3
根据本管段隧道特点及既有监控量测设备,可选作1、2项；其余项可不做或根据公司要求购置仪器后施作。
表3监控量测选测项目
序号
监测项目
测试方法和仪表
测试精度
备注
1
地表下沉
水准测量，水准仪、塔尺
1mm
2
隧底隆起
水准测量，水准仪、塔尺
1mm
3
围岩内部位移
多点位移计
0.1mm
4
围岩压力
压力盒
0.001Mpa
5
二次衬砌接触压力
压力盒
0.001Mpa
6
钢架受力
钢筋计
0.1Mpa
7
喷混凝土受力
混凝土应变计
10με
8
锚杆杆体应力
钢筋计
0.1Mpa
9
二次衬砌内应力
混凝土应变计
0.1Mpa
10
爆破振动观测
爆破振动记录仪
临近建筑
11
围岩弹性波速度
弹性波测试仪
五、监控量测仪器
表4监控量测仪器
序号
仪器名称
精度
备注
1
FS1测微器
0.1mm
苏州一光（配合DSZ2使用）
2
DSZ2
1mm
苏州一光
3
5m塔尺
苏州一光（配合DSZ2使用）
4
钢尺
1mm
拱顶下沉
5
JSS30A型数显收敛计
0.1mm
煤科总院北京中煤矿山工程有限公司
JSS30A型数显收敛计使用说明见附件
六、测点布置
地表沉降观测点采用φ20的圆钢，外露部分磨成半圆头。
在测点处挖长、宽、高均为20cm的方坑，将钢筋埋入，外露1～2cm四周有混凝土填实。
对洞内沉降及净空收敛观测可利用于系统锚杆外露头部。
七、量测频率及量测结束标准
拱顶下沉量测、水平净空相对变化采用相同的频率。
根据变形速度和开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。
隧道洞口段江沿山中部坳沟段地表下沉量测和拱顶下沉及水平净空变化量测频率相同。
量测频率见表5。
表5量测频率
变形速度（mm/d）
量测断面距开挖工作面的距离（m）
量测频率
≥５
（０～１）Ｂ
（１～２）次/d
１～５
（１～２）Ｂ
１次/d
０.５～１
（１～２）Ｂ
１次/（２～3d）
０.２～０.５
（１～２）Ｂ
１次/２d
＜０.２
＞５Ｂ
１次/周
监测结束标准
根据位移变化率判断围岩稳定状态，变形基本稳定符合下列条件：
隧道周边变形速率有明显减缓趋势，拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。
地表下沉量测至衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。
各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束，破碎带地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间。
八、监控量测数据的统计分析与信息反馈
量测数据的整理、分析
拱顶下沉、周边收敛测试数据按表6格式记录
表6测试数据记录表
序号
时间
测值
总位移（mm）
变形速度（mm/d）
距开挖面距离（m）
工序及施作时间
初读数
第一次
第二次
┊
数据整理：
把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。
根据现场量测数据绘制位移—时间曲线或散点图。
在位移—时间曲线趋平缓时应进行回归分析，推算最终位移和掌握位移变化规律；当位移—时间曲线出现反弯点，表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时应停止掘进，采取停工加固并进行支护处理。
量测过程中如发现异常现象或与设计不符时，应及时提出，以便修改支护参数。
量测数据的回归分析
在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构的安全状况，防患于未然。
还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。
对数函数：
U＝A+Bln（t+1）
U＝ABln（（B+T）/（B+t0）
指数函数：
U＝Ae-B/t
U＝A（e-B/t0-e-BT）
双曲函数：
U＝t/（A+Bt）
U＝A（（1/（1+Bt0）2-1/（1+BT）2））
式中U----变形值（mm）
A，B---回归系数；
t---量测时间（d）；
t0----测点初读数时距开挖时的时间（d）；
T---量测时距开挖时的时间（d）。
建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见变形管理等级标准表7。
表7变形管理等级标准表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅰ
U0＜Un／3
正常施工
Ⅱ
Un／3≤U0≤2Un／3
加强支护
Ⅲ
U0＞2Un／3
采取特殊措施
注：
U0为实测变形值，Un允许变形值，见结构允许相对位移表。
Un的确定：
Un的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。
表8结构允许相对位移表（%）
<50m
50～300m
>300m
Ⅱ、Ⅲ
0.1～0.30
0.20～0.50
0.40～1.20
Ⅳ
0.15～0.50
0.40～1.20
0.80～2.00
Ⅴ
0.20～0.80
0.60～1.60
1.00～3.00
注：
相对位移指实测位移值与两点间距离之比或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比。
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