隧道监控量测实施方案.docx
《隧道监控量测实施方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道监控量测实施方案.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
隧道监控量测实施方案
隧道监控量测实施办法
一、编制依据
1、《铁路工程测量规范》TB10101-2009
2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
3、《铁路隧道监控量测技术规程》Q/CR9218-2015
4、《新建漳州港尾铁路隧道设计图》
5、《新建漳州港尾铁路实施性施工组织设计》
二、围岩监控量测目的
围岩监控量测是隧道在施工过程中，对围岩支护体系的稳定性状态进行监测，掌握围岩和支护结构的变形情况，及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据;对已开挖、支护段的力学状态进行评价，预测事故和险情，以及时采取必要补救措施，确保隧道安全施工；通过对围岩和支护结构的变形监测，进行预测和反馈，指导施工和建设单位、设计单位、监理单位决策提供依据。
按照《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》的要求，以监测资料为基础及时修正初期支护参数，确保二次衬砌和仰拱施作时间，实施动态设计、施工。
三、监控量测项目以及监测仪器设备一览表
序号
项目名称
方法和工具
布置
超前地质预报量测间隔时间
1
洞内外地质和支护状况观察
岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘及规尺等
开挖后和初期
支护后进行
每次开挖后进行
2
周边位移
非接触量测/
全站仪
断面布置见图、
量测点里程附表
0～18m
18～36m
36～90m
＞90m
1～2次/天
1次/2天
1～2次/周
1～3次/月
3
拱顶下沉
非接触量测/
全站仪
断面布置见图、
量测点里程附表
4
仰拱隆起
非接触量测/
全站仪
断面布置见图、
量测点里程附表
5
地表下沉
非接触量测/
全站仪
断面布置见图、
量测点里程附表
开挖面距量测断面前后＜2B时，1～2次/天。
开挖面距量测断面前后＜5B时，1次/2天。
开挖面距量测断面前后＞5B时，1次/1周。
6
围岩体内位移量测（洞内设点）
洞内钻孔中安设多点杆式位移计
每一级围岩选一个断面，每个断面3～11个测点
1～2次/天
1次/2天
1～2次/周
1～3次/月
7
钢支撑内力量测
应变片和支柱压力计
每20～30榀钢支撑中选一榀，每段钢支撑均测
1～2次/天
1次/2天
1～2次/周
1～3次/月
8
喷射砼应力量测
表面应力
解除法
每一级围岩选一组，每组3～5个测点
二次衬砌施作前进行
9
衬砌砼压应力
应变计、
应力盒
每一级围岩选一组，每组2～5个断面，每个断面7～11个测点
1～15天
16天～1个月
1～3个月
＞3个月
1次/天
1次/2天
1～2次/周
1～3次/月
注：
B为隧道开挖宽度；表中1—5为必测项目，6—9为选测项目。
必测项目的各项参数必须按照规范的要求进行监测，选测项目根据现场实际情况确定监测内容，在监测过程中，监测小组通过对各监测项目测量数据的归纳和整理，及时掌握围岩和支护结构的变化信息将其反馈到施工现场，一方面用于指导施工，另一方面根据围岩和支护结构的变化情况，用于对支护系统和支护参数的修正，确保隧道在施工过程中的安全。
监控量测程序
四、净空收敛以及拱顶下沉监测实施方案
监测点的布置按围岩等级而定，地质条件差的监测段应从密布设，监测点钻孔埋设与岩体内，埋设设深度不小于20cm，并在爆破后24h内测量初始数据；监测断面间距、测线布置、以及监测频率分别见表1、表2、表3、表4.
1、测点布置及观测频率
①、隧道收敛观测点及沉降观测点应布设在同一断面，埋设稳固，但因围岩及开挖方法、隧道内管线位置原因，可以适当调整，净空变化监测以水平测线为主，设置明显标志；
②、监测断面间距布置原则（表1）
围岩级别
纵向测点间距（m）
Ⅱ
50
Ⅲ
30
Ⅳ
10
Ⅴ
5
③、监测测线布置原则（表2）
地段
开挖方法
一般地段
特殊地段
全断面法
1条水平测线
-
台阶法
1条水平测线/每台阶
1条水平测线、2条斜测线/每台阶
④、监测测线以及测点布置示意图
⑴、全断面开挖布置示意图（图1）
全断面1条测线（拱顶1个测点）
⑵、台阶法开挖布置示意图（图2）
每台阶1条测线（拱顶1个测点）
⑤、监测频率
拱顶下沉及净空水平收敛量测频率表（表3）
变形速度（mm/d）
监控量测频率
≥5
2次/d
1～5
1次/d
0.5～1
1次/2d
0.2～0.5
1次/2d
＜0.2
1次/7d
拱顶下沉及净空水平收敛量测频率表（表4）
量测断面距开挖面距离（m）
监控量测频率
＜7
2次/d
7～14
1次/d
14～35
1次/2d
＞35
1次/7d
⑦、监测开始时间
要求在开挖24h内和下一循环开挖之前测读初次数，以获取围岩开挖初始阶段的变形动态数据。
⑧、监测结束时间
当围岩基本稳定后，若无异常变形，报监理单位核批后结束量测。
2、监测控制基准
初期支护极限相对位移（临界值技术参数，监测位移基准U0值）（表5）
围岩级别
隧道埋深（m）
h≤50
50＜h≤300
300＜h≤500
拱顶相对下沉（％）
Ⅱ
-
0.05
0.08
Ⅲ
0.04
0.11
0.25
Ⅳ
0.07
0.15
0.60
Ⅴ
0.12
0.60
1.20
拱腰相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
0.78
Ⅲ
0.65
0.91
1.95
Ⅳ
0.91
3.38
4.55
Ⅴ
1.30
4.55
6.50
拱脚相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
0.60
Ⅲ
0.50
0.70
1.50
Ⅳ
0.70
2.60
3.50
Ⅴ
1.00
3.50
5.00
3、监测位移控制基准（表6）
类别
距开挖面1B（U1B）
距开挖面2B（U2B）
距开挖面较远
临界值
65％U0
90％U0
100％U0
注：
B为隧道开挖宽度，即1B=7m、2B=14m；U0为极限相对位移值（见表5）
监测位移控制基准应用示例：
①、如太武山隧道DK44+020～DK44+330破碎带地段，隧道埋深40m,小于50m，设计围岩等级为V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即监测位移控制基准临界值：
见下表（表6-1）
围岩级别
隧道埋深（m）
h≤50
距开挖面＜7m
距开挖面7m～14m
距开挖面＞14m
拱顶相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
-
Ⅲ
2.60
3.60
4.00
Ⅳ
4.55
6.30
7.00
Ⅴ
7.80
10.80
12.00
拱腰相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
-
Ⅲ
42.25
58.50
65.00
Ⅳ
59.15
81.90
91.00
Ⅴ
84.50
117.00
130.00
拱脚相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
-
Ⅲ
32.50
45.00
50.00
Ⅳ
45.50
63.00
70.00
Ⅴ
65.00
90.00
100.00
②、如太武山隧道DK42+000～DK43+000地段，隧道埋深150m，50＜h≤300，设计围岩等级为V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即监测位移控制基准临界值：
见下表（表6-2）
围岩级别
隧道埋深（m）
50＜h≤300
距开挖面＜7m
距开挖面7m～14m
距开挖面＞14m
拱顶相对下沉（％）
Ⅱ
3.25
4.50
5.00
Ⅲ
7.15
9.90
11.00
Ⅳ
9.75
13.50
15.00
Ⅴ
39.00
54.00
60.00
拱腰相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
-
Ⅲ
59.15
81.90
91.00
Ⅳ
219.70
304.20
338.00
Ⅴ
295.75
409.50
455.00
拱脚相对下沉（％）
Ⅱ
-
-
-
Ⅲ
45.50
63.00
70.00
Ⅳ
169.00
234.00
260.00
Ⅴ
227.50
315.00
350.00
③、再如XX隧道，埋深400m，300＜h≤500，设计围岩等级为V（V+I、V+II）、IV（IV+I、IV+II）、III、II；即监测位移控制基准临界值：
见下表（表6-3）
围岩级别
隧道埋深（m）
300＜h≤500
距开挖面＜7m
距开挖面7m～14m
距开挖面＞14m
拱顶相对下沉（％）
Ⅱ
5.20
7.20
8.00
Ⅲ
16.25
22.50
25.00
Ⅳ
39.00
54.00
60.00
Ⅴ
78.00
108.00
120.00
拱腰相对下沉（％）
Ⅱ
50.70
70.20
78.00
Ⅲ
126.75
175.50
195.00
Ⅳ
295.75
409.50
455.00
Ⅴ
422.50
585.00
650.00
拱脚相对下沉（％）
Ⅱ
39.00
54.00
60.00
Ⅲ
97.50
135.00
150.00
Ⅳ
227.50
315.00
350.00
Ⅴ
325.00
450.00
500.00
4、监测位移管理等级（表7）
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
Ⅲ
U＜U1B/3
U＜U2B/3
Ⅱ
U1B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
Ⅰ
U＞2U1B/3
U＞2U2B/3
注：
U为实测位移值；U1B、U2B为临界值（见表6）
监测位移管理等级应用示例
①、如太武山隧道开挖面里程为DK44+124，监测断面里程为DK44+130，围岩等级为V级，隧道埋深40m,监测断面距开挖面为6m（1B=7m，6m＜7m），实测位移值U为2cm，（U＜U1B/3，即2＜0.078/3）；从而确定管理等级为III级，与之对应的措施为：
正常施工。
②如太武山隧道开挖面里程为DK44+124，监测断面里程为DK44+112，围岩等级为V级，隧道埋深40m,监测断面距开挖面为12m（2B=14m，7m＜12m＜14m），实测位移值U为4cm，（U＜U1B/3，即4＞0.078/3）；从而确定管理等级已超过III级，（U2B/3≤U≤2U2B/3，即0.078/3＜4＜0.156/3），从而确定管理等级为II级，与之对应的措施为：
综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程措施。
5、监测结论：
工程安全性评价分析和应对措施（表8）
管理等级
应对措施
Ⅲ
正常施工
Ⅱ
综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程措施
Ⅰ
暂停施工，采取相应工程措施
6、监测数据分析应符合下列要求
①、监测数据分析应包括数据校核、数据整理及数据分析。
②、每期测量后应立即对观测数据进行校核，如有异常应及时补测。
③、每期测量后应对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理。
④、根据监测值绘制时态曲线
⑤、通过计算，回归分析，预测可能出现的最大值和变形速度，与控制基准进行比较。
⑥、根据建设单位要求，提交监测报告，做到监测信息及时反馈。
⑦、当测制曲线出现反弯点时，应密切监视围岩动态，并采取措施加强支护，必要时暂停施工进行处理。
⑧、当位移变形率无明显改变，而实测位移值已接近临界值，或表面出现明显裂缝时，应及时采取补强措施，并调整原支护参数或开挖方法。
7、监控量测反馈程序框图（图3）
8、计算、记录
①、收敛量测记录表
收敛监测记录表
承包单位：
中铁电气化局集团有限公司
合同段：
监理单位：
中国华西工程设计有限公司
编号：
工程名称
量测断面桩号
围岩级别
开挖时间
测线数量
1号测线
序号
基线长度（m）
观测日期
累计天数（d）
收敛量（mm）
累计收敛量（mm）
收敛速度（mm/d）
管理等级
应对措施
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
观测：
计算：
审核：
监理工程师：
②、下沉量测记录表
拱顶下沉量测记录表
承包单位：
中铁电气化局集团有限公司
合同段：
监理单位：
中国华西工程设计有限公司
编号：
工程名称
量测断面桩号
围岩级别
开挖时间
序号
实测高程（m）
观测日期
累计天数（d）
下沉量（mm）
累计下沉量（mm）
下沉速度（mm/d）
管理等级
应对措施
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
观测：
计算：
审核：
监理工程师：
9、内业成果
当断面监控量测趋于稳定后，提交如下成果资料：
①、收敛监测数据分析表
②、收敛与时间关系曲线图
③、下沉监测数据分析表
④、沉降与时间关系曲线图
⑤、量测数据分析表
⑥、量测变形时态曲线
⑦、变形位移曲线
⑧、变形速率曲线
10、地表沉降观测
地表监测点布置按隧道埋深、开挖宽度、高度而定，在浅埋地段进行，量测断面布置与洞内监测断面一致，在同一里程；隧道中线附近密，远离中线处疏，监测点埋设于地表，在地表挖50cm深的孔竖直放入φ20mm的钢筋，钢筋和孔壁之间填充混泥土，钢筋端头外露地面1cm；从水准点起测量监测点高程，通过前后重复观测监测点的高程变化值，即可算出地表下沉值。
隧道地表沉降应在隧道尚未开挖前就开始进行，借以获得开挖过程中全位移曲线；监测断面间距、监测频率分别见表5、表6、图3。
测点布置
①地表沉降点纵向间距布置原则（表9）
隧道埋深与开挖宽度、高度
纵向测点间距（m）
2B＜H0≤（B+H）
15～30
B＜H0≤2B
10～15
H0≤B
5～10
注：
H0隧道埋深；H为隧道开挖高度；B为隧道开挖宽度
地表沉降点纵向间距布置示例
如XX隧道，隧道埋深30m、10m、5m隧道开挖高度为：
10.1m，隧道开挖宽度为7m；则地表沉降点纵向间距布置下表所示：
隧道埋深与开挖宽度、高度
纵向测点间距（m）
14＜30≤2（7+10.1）
15
7＜10≤14
10
5≤7
5
②地表下沉监测频率
地表沉降监测测频率按照洞内拱顶下沉以及净空收敛监测频率执行，分别见表3、表4。
③、地表下沉监测点布置示意图（图4）
地表沉降横向测点布置示意图
④、计算、记录
新建漳州港尾铁路
承包单位：
中铁电气化局集团有限公司
合同号：
监理单位：
中国华西工程设计有限公司
编号：
XXX隧道地表沉降观测记录表
里程桩号（编号）
首期成果
第2期成果
第3期成果
备注
H0
H（m）
沉降量S（mm）
累计沉降量Σ（mm）
H（m）
沉降量S（mm）
累计沉降量Σ（mm）
平均沉降量
沉降速率
测量:
计算:
复核：
监理工程师：
⑤、地表沉降量测提交的量测成果包括：
⑴绘制每一横断面沉降量随时间的变化关系图；
⑵绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图；
⑶绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图；
⑷对横断面沉降量垂直位移进行回归分析；
⑸对纵断面沉降量垂直位移进行回归分析；
11、监测数据应用以及整理
①、数据分析处理和围岩稳定性判别
②、位移-时间曲线趋于平缓时，进行数据处理和回归分析，
③、当位移-时间曲线出现反常的急骤变化时，表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，必须立即停止开挖、对危险地段加强支护，确保已开挖段的安全。
④、量测数据的散点图和曲线
现场量测数据应绘制位移—时间曲线、绘制位移速度—时间曲线和位移量—开挖面距离关系曲线，同时找出位移—时间回归曲线，求出最终位移量以及变化规律；
⑤、监测周期结束后，对观测资料进行汇集、审核、整理、编排，使之集中化、系统化、规格化和图表化。
计算机数据处理系统流程图（图5）
五、监控量测管理制度
1、在项目开工前必须针对具体单位工程的特点结合规范、设计确定的监测内容、监测经费、监测等级、监测精度、监测方法、观测周期、项目预警值、监测网布设；依据《工程测量规范》、《建筑变形测量规范》、《隧道监控量测技术规程》的技术标准，制定详细的变形监测方案，报监理单位、建设单位审批后实施。
2、现场监控量测按制定的量测工作计划认真组织实施，并与其它施工环节紧密配合，不间断的贯穿于整个施工过程中
3、监测人员按审定方案进行监控测量，每期观测应在较短的时间段内完成、采用相同的观测路线和观测方法、使用同一仪器设备、观测人员应尽量固定、采用统一基准处理数据。
4、在监测方案实施过程中，要对监测网进行周期测定，检查监测网点是否都是稳定，通过检测，选出真正坚固的稳固点作为监测网的固定基准。
5、监测数据必须真实可靠、不得弄虚作假；监测外业完成后进行内业数据分析处理；通过对获取的观测值进行完整性、可靠性检查，剔除粗差，处理离群观测值后，进行变形体的累积变形量和两相邻观测周期的相对变形量分析、相关影响因素的作用分析；绘制变形过程曲线作变形的趋势分析与预报。
6、每期观测结束后，应及时对测量数据进行平差处理；进行监测网点稳定性分析、计算目标点的各种变形量，从而确定监测体上目标点的变形，以及确定其他特征监测点变形的时间空间特性；处理时须经两人交替核对，确保平差计算所用的起算数据、观测数据准确无误；发现监测值变形异常或接近允许值时；变形量或变形速率出现异常变化；变形体、周边建造物或地表出现裂缝快速扩大等异常变化；应立即分析查找原因，提高测量频率重复或持续监测并上报技术领导部门以便及时处理，防止事故发生。
7、监测外业数据必须进行重复测量，原始实测值保留，以备复查；并对观测资料进行汇集、审核、整理、编排，使之集中化、系统化、规格化和图表化，签署意见后刊印成册；定期将监测资料上报存档；并按规范要求做好监控量测竣工文件。
8、测量所使用的仪器设备必须符合《测规》的规定和要求。
9、测量事务必须进行双检复核。
升级会员 