川南CN4隧道监控量测实施方案资料Word下载.docx
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（3）《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；
（4）《关于印发〈铁路隧道监控量测标准化管理实施意见〉的通知》（工管办函〔2014〕92号）；
（5）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；
（6）《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）；
（7）《铁路隧道监控量测数据接口暂行规定》（工管办函〔2014〕75号）
（8）《隧道施工监控量测管理实施办法》（川南城际铁路管理制度）
（9）川南CN-4项目隧道设计资料；
采用现行最新的规范和标准以及国家或行业其他测量规范、强制性标准。
第二节编制范围
本施工方案编制范围是川南城际铁路CN-4项目双线隧道及明洞工程。
具体见表1CN-4项目隧道统计表。
表1CN-4项目隧道统计表
序号
隧道名称
隧道里程桩号
隧道长度（m）
瓦斯
初始风险等级
主要围岩等级
类型
起
讫
1
刘家咀隧道
IDK90+945
IDK92+220
1275
低瓦斯
中度
Ⅳ、Ⅴ
双线
第三节设计概况
新建川南城际铁路内江至自贡至泸州铁路位于四川省南部地区，北起内江市成渝客专内江北站，向南经白马、凌家后进入自贡境内，再经大安、自贡市区沿滩区、富顺县进入泸州境内，而后线路南行经泸县止于泸州市。
项目北通过内自宜城际铁路衔接成渝客专，南连规划建设的渝（泸）昆铁路，是成渝经济区城际铁路网的重要组成部分和川南城市群快速客运通道之一，是一条服务于成渝经济区次级中心城市客流的快速铁路。
第二章监控量测的内容和方法
第一节监控量测目的
通过监控量测掌握围岩动态和支护结构的工作状态，对量测数据经过分析处理后，用来预测围岩变形趋势，来验证和修改设计支护参数，从而采取相应的施工措施，科学的组织和指导施工，保证隧道施工安全。
一、指导隧道施工，确保隧道施工安全，杜绝因监控量测管理不到位而造成人员伤亡的安全事故，尤其要杜绝施作初期支护后因监控量测管理不到位而造成的“关门”事故。
二、杜绝因监控量测管理不到位而造成工程周边较大环境影响。
三、确保结构的长期稳定性；
验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为施工方法提供依据，为优化和变更设计管理提供参考意见。
四、监控量测与信息化管理相结合，切实提高现场监控量测管理水平。
五、监测数据和资料可以丰富设计人员和专家对类似工程的经验，利于解决施工中的工程难题。
第二节监控量测项目
根据隧道的地质特点和设计资料，综合考虑《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）、《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR9218-2015）、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010），CN-4项目设计图纸，并参考川南城际铁路相关技术文件，主要针对以下项目开展监控量测：
表2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
洞内、外观察
现场观察、地质罗盘、数码相机
2
衬砌前净空变化
隧道净空变化测定仪（全站仪）
±
1.0mm
一般进行水平收敛量测
3
拱顶下沉
全站仪
4
地表下沉
浅埋隧道必测（H0≤30m）
表3监控量测选测项目
监控量测项目
隧底隆起
水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪
二次衬砌后净空变化
隧道净空变化测定仪（收敛计、隧道激光断面仪）
0.1mm
围岩内部位移
多点位移计
围岩压力
压力盒
≤0.5%F.S.
5
二次衬砌接触压力
6
钢架受力
钢筋计、应变计
0.1%F.S.
7
喷混凝土内力
混凝土应变计
8
锚杆轴力
钢筋计
9
二次衬砌内力
混凝土应变计、钢筋计
10
爆破振动
振动传感器、记录仪
1mm/s
临近建筑物
11
围岩弹性波速度
弹性波测试仪
12
孔隙水压力
水压计
13
水量
三角堰、流量计
14
纵向位移
多点位移计、全站仪
备注：
①F.S.为元件满量程；
（应力应变的精度表述应为元器件满量程的比例）。
②监控量测选测项目除上表所列项目外，还包括设计单位针对工程实际情况有特殊要求作为选测项目。
第三节监控量测组织机构及工作职责
在隧道现场监测实施过程中，主要采用人工采集原始数据的方法。
在每个掌子面完成量测后通过业主监测数据系统，实时上网传输监测数据，根据软件分析结果，对工程安全性提出评价意见。
一、组织机构
项目部组建“四川路桥川南城际铁路CN-4项目隧道监控量测小组”，项目总工程师任组长；
项目部精测队队长、分部总工、分部监测组负责人任副组长；
分部测量工程师、隧道施工架子队技术负责人任组员。
二、工作职责
1、负责施工现场量测工作，配设专业的监控量测人员和设备，人员要求相对稳定。
2、负责编制隧道监控量测实施细则，按程序按要求报监理、现场指挥部、川南公司批准后实施。
3、负责按监控量测实施细则认真组织实施，作好量测数据的采集、上传、分析、判释、安全性评价工作。
具体要求如下：
（1）负责在实施监控量测工作前，应提前通知现场监理人员实施监理。
并在施工日志中详细记录监控量测实施时工况环境和地质情况。
（2）负责在规定的时间内完成数据采集和上传，在每个掌子面完成量测后实时上网传输。
根据软件分析结果，对出现异常的部位（平台预警部位）及时采取有效措施进行处理，并将处理措施及时录入信息管理平台。
（3）专人负责终端机管理，专机专用，终端机不得进行其他工作。
同时建立管理台帐和月报制度，结合地质情况分析监控量测数据的变化规律，预警后采取工程措施的效果，对施工安全进行评价。
在月报中对安全管理基准（变形速率和累计变化量）进行分析评估，并对预留变形量提出调整建议，每月25日前向监理单位、建设指挥部、川南公司建设管理部、安全质量部上报月报。
（4）负责落实根据量测情况需要按要求采取的施工措施。
（5）明确施工现场布点、实测、上传数据核对等工作负责人。
项目客户端管理作为监控量测工作信息化的核心，人员配置必须具有工程技术、监控量测、电脑操作、网络管理等方面的知识，且熟练操作本信息化系统。
（6）项目部设一专业监控量测工程师，负责掌握每天标段内所有测点的监控量测运行情况，发现问题及时报告相关领导。
项目经理、分管副经理、总工程师、安质部长及工程部长每天应掌握管段内的预警信息并及时组织处理，消除预警。
第四节监控量测工作手段
一、测点埋设
根据隧道围岩地质条件设置监控量测断面。
在预设测点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边的左右拱腰和左右边墙部位及隧道拱顶轴线位置分别埋设测桩。
测点固定杆钢筋采用Φ18～Φ22螺纹钢，固定杆长度在40～50cm。
前端（喷锚后外露部分）采用边长6cm、厚1cm方形钢板与固定杆焊接，钢板上贴反光靶标。
图1监控量测测点埋设示意图
二、测点布置
净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按表4进行。
量测断面布点示意图见图2。
表4必测项目量测断面间距
围岩级别
Ⅴ
Ⅳ
Ⅲ
断面间距（m）
30～50
①洞口及浅埋地段断面间距取小值；
②软岩隧道的观测断面适当加密。
图2台阶法开挖量测断面布点示意图
拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。
拱顶下沉、收敛量测初读数宜在每次开挖后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。
同一处拱顶下沉、收敛量测、隧底隆起等洞内量测应设在同一断面，以便于整个量测形成信息体系，相互印证。
浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。
地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。
一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按要求布设。
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不应小于（隧道宽度＋埋深）,地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。
地表沉降观测点布置示意图见图3。
图3地表沉降观测点布置示意图
三、量测方法
1、洞内观测
方法及工具：
目测，数码相机、地质罗盘等辅助工具。
洞内观察：
洞内观察分为开挖工作面观察和已施工地段观察。
（1）开挖工作面观察在每次开挖后进行，观察内容包括：
①、围岩岩质种类和分部状态，结构面位置的状态；
②、岩石的颜色、成分、结构、构造；
③、节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性，结构面状态特征，充填物的类型和产状；
④、断层的性质、产状、破碎带宽度、特征等；
⑤、地下水类型、涌水量大小、涌水位置、涌水压力、湿度等；
⑥、开挖工作面的稳定状态、有无剥落现象。
观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施。
观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图，同时进行数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表并与勘察资料进行对比。
（2）对已施工地段的观察每天至少应进行一次，并做好记录。
主要观察：
①、喷射混凝土是否发生剪切破坏；
②、有无锚杆脱落或垫板陷入围岩内部的现象；
③、钢拱架有无被压屈、压弯现象；
④、是否有底鼓现象。
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工作面地质素描图、数码照相，填写开挖工作面观察表，并与设计地质资料进行对比。
2、隧道水平收敛监测
（1）监测目的
净空变化量测以水平相对净空变化值的量测为主，水平净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。
主要为监测隧道从开挖仰拱到开挖改造间的侧向变形情况。
（2）监测仪器
徕卡TS09Plus全站仪，仪器精度：
角度1″，距离1mm+1.5ppm。
（3）监测实施
收敛量测初读数宜在每次开挖后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。
用全站仪使用自由设站，通过对比不同时刻的三维坐标【x、y、z】，获得该测点在该时段的三维位移变化量，首次观测时，对测点进行连续观测三次取其平均值作为初始读数。
在三维位移矢量监控量测时定期与隧道外监控量测基准进行联测以保证测量精度。
3、隧道拱顶沉降监测
主要为了解隧道拱顶部位受上方周边车流路况、重载施工等对土体扰动、卸载作用下的沉降变化、以及单侧扩挖后可能引起的结构失稳、重力作用下的拱顶沉降，还有可能引起路面上方地表沉降，并根据监测成果及时反馈信息指导施工。
（2）测量仪器
（3）测量实施
拱顶下沉、初读数宜在每次开挖后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。
用全站仪使用自由设站，通过对比不同时刻的三维坐标【x（t）、y（t）、z（t）】，获得该测点在该时段的三维位移变化量，首次观测时，对测点进行连续三次观测三次高程之差小于±
1.0mm取其平均值作为初始读数。
四、量测频率
各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按表5和表6确定。
当按表5、6选择量测频率出现较大差异时，宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。
表5量测频率（按位移速度）
位移速度（mm/d）
量测频率
≥5
2次/d
1-5
1次/d
0.5-1
1次/2～3d
0.2-5
1次/3d
＜0.2
1次/7d
表6量测频率（按距开挖面距离）
量测断面距开挖面距离（m）
（0～1）b
（1～2）b
（2～5）b
＞5b
b—隧道开挖宽度。
各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束，或二衬紧跟后无法观测即结束量测。
对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，经各方研究后适当延长量测时间。
第五节量测重难点
隧道工程施工中易发生围岩失稳从而导致安全事故的不良地质段落，就是施工监控量测的重点，对于本项目而言，主要有以下几点：
一、洞口浅埋（偏压）段
本项目隧道洞口段埋深较浅，围岩风化程度一般较高，节理裂隙发育，岩体破碎，开挖时极易出现坍塌现象，偏压段隧道两侧围岩受力差异较大，是监控量测的重点之一。
二、软弱围岩段（特别是雨季施工）
本项目隧道段落围岩主要为粉质黏土、泥岩夹砂岩、粉砂质泥岩、泥岩夹砂页岩及灰岩等软弱围岩，围岩强度低（或较低），风化程度高（或较高），遇水易软化，围岩自稳能力差（或较差），易发生坍塌事故，雨季施工时由于地表降水的补给，围岩软化后自稳性变得更差，是监控量测的重点之一。
三、围岩富水、突水段
众所周知，地下水对隧道围岩特别是软弱破碎围岩的自稳性影响很大，雨季施工时影响更甚，因而围岩富水、突水段是监控量测的重点之一。
四、低瓦斯段
本项目隧道穿过须家河组五段（T3xj5）含煤地层，低瓦斯隧道的施工、监控及预报安全应引起高度重视。
五、断层破碎带
断层破碎带受地质构造运动的影响，围岩自身的承力体系受到极大破坏，围岩的自稳能力急剧下降，而临近地段的围岩由于围岩级别较高，围岩自承能力较好，容易降低施工单位的警惕性，从而凸显断层破碎带监控量测及超前预报的重要性。
六、超前预报揭示的不良地质段
对于超前预报揭示的不良地质段落，围岩开挖中的安全风险陡然增大，因而该段的监控量测尤为重要。
第三章监控量测数据
第一节量测数据整理、分析与反馈
一、实现监控量测数据采集、传输分析、预警发布与处理全过程信息化管理，APP采集软件、现场网络条件、专用电脑及客户端等软硬件系统执行《铁路隧道监控量测数据接口暂行规定》（工管办函〔2014〕75号）。
二、每次量测后应及时通过网络将电子数据整体传输上网。
采用软件进行数据整理和时态曲线图的形成。
三、通过平台获取初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。
四、数据异常时，应根据具体情况由参建各方研究制定相应措施。
量测数据反馈流程见图4。
由此可见，要使量测数据正确反馈，必须确定管理基准。
图4量测数据反馈管理程序框图
第二节隧道监控量测管理基准
一、变形监测项目管理基准
针对本项目隧道，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表7和表8。
通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。
表7变形管理等级标准表
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
Ⅰ
2U1B／3＜U
2U2B／3＜U
Ⅱ
U1B／3≤U≤2U1B／3
U2B／3≤U≤2U2B／3
U1B／3＞U
U2B／3＞U
U为实测位移值
表8结构允许相对位移表（%）
埋深
围岩类别
<
50m
50～300m
0.15～0.50
0.40～1.20
0.20～0.80
0.60～1.60
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。
依据《高速铁路隧道工程施工技术规程》规定，进行围岩稳定判别。
根据位移速度变化判别：
净空变化速度持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；
净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。
根据位移时态曲线的形态来判别：
当围岩位移速率不断下降时（
），围岩趋于稳定状态；
当围岩位移速率保持不变时（
），围岩不稳定，应加强支护；
当围岩速率不断上升时（
），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。
二、二次衬砌施工条件
隧道位移监控量测结果必须同时达到下列三项标准时，才可以进行二次衬砌施作：
隧道周边位移水平收敛速度小于0.2mm/d；
拱顶或底板垂直位移速度小于0.1mm/d；
隧道周边水平收敛速度，以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。
第三节量测数据反馈方法
为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，每次量测后应及时通过网络将电子数据整体传输上网。
同时及时上报监测日报表、周报表，并按期向有关单位及部门提交监测月报，同时附上相应的测点位移、内力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。
一、掌子面地质信息反馈
通过掌子面观察获得的地质信息修正隧道围岩级别，然后根据修正后的隧道围岩级别变更隧道支护结构参数和隧道施工方法，具体流程见图5。
图5掌子面地质信息反馈
二、结构变异信息反馈
通过观察初期支护的变异，如开裂、屈服、底部鼓起等，来判断隧道的安全性。
主要观察已施工区段初期支护的各种异常现象，根据这些异常现象对隧道稳定性进行评价，然后根据评价结果进行设计的修正。
结构变异信息反馈具体流程见图6。
图6结构变异信息反馈
三、位移信息反馈
位移信息反馈能够确切地预报隧道结构的破坏，一般根据量测数据，绘制出隧道净空位移监控曲线，而后根据设计确定的监控基准，判定隧道的稳定性及可能发生的异常现象，具体流程见图7。
图7位移信息反馈流程图
第四章监控量测信息化
第一节监控量测信息化系统
铁路隧道施工监控量测信息化系统实现了集“现场数据采集、自动分析处理、及时预警、远程监控”等功能于一体，满足监管人员和监测人员不同工作的需求。
施工单位隧道施工监控量测信息化需要投入的设备：
①互联网：
连接PC台式电脑的网络专线；
监测所需的GPRS网络（移动、联通、电信等均可）需覆盖至各测试断面。
②施工监测所使用的全站仪：
③PC台式电脑。
④5.0吋以上屏显，Android4.0以上操作系统智能手机。
第二节监控量测信息化管理等级和工作流程
采用变形总量和变形速率对隧道安全进行等级管理。
一、位移管理等级（见表9）及采取措施（见表10）。
表9位移管理等级
安全等级
变形量/mm
正常
（绿色）
预警二级（黄色）
预警一级（红色）
＜40
40～80
＞80
不包括高地应力软岩和膨胀岩隧道
＜50
50～100
＞100
＜75
75～150
＞150
“～”含义为包括上、下限值
表10措施对应表
安全等级
处理措施
正常（绿色）
正常施工
加强监测，必要时采取网喷混凝土等措施进行补强
暂停施工，增设横、竖支撑进行抢险，后续施工时，应加强支护，调整施工工法。
二、测点位移速率≥5mm/d时，由监理工程师组织施工单位在施工现场进行原因分析，并采取处理措施；
当速率连续2天＞10mm/d时，由监理单位组织施工单位进行原因分析和制定处理措施并上报建设指挥部批准；
当测点位移速率大于15mm/d由川南公司建设指挥部组织设计、监理、施工等单位进行原因分析，并制定处理措施。
三、变形总量应控制在管理等级范围内，当变形总量未达到控制基准时，采用变形速率的大小对稳定状态进行判断和控制。
四、监控量测数据整理、分析和反馈应符合下列要求，监控量测信息化系统工作流程见图8。
图8监控量测信息化系统工作流程图
每次监控量测后应及时通过网络将数据上传到服务器。
通过专用软件分析处理数据，自动生成事态曲线图进行回归分析，预测可能出现的最大值，并与位移管理等级进行比较。
出现红色预警时，由建设单位组织设计、监理、施工单位研究制定相应措施。
五、工程对策
对出现不同的情况可以采用以下工程措施予以解决：
（1）稳定开挖工作面措施；
（2）调整开挖方法；
（3）调整初期支护强度和刚度并及时支护；
（4）降低爆破震动影响；
（5）围岩与支护结构间回填注浆；
（6）地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；
（7）超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。
第五章监测成果报告
在监测过程中，及时对监测结果进行整理，按要求以预警报告、周报（或联系单）及月报的形式送达有关各方（业主代表、设计、地质、监理），监测报告必须保证及时性。
工程结束时，提交完整的监测总报告及电子文档。
一、预警报告的主要内容
①施工进度和施工概况；
②对数据临近预警值的测点，进行分析，提出预警和启动预案的建议性意见。
二、周报（联系单）的主要内容
①施工进度；
②总结当月监测结果并综合分析，对数据异常超出预警值的区段提出对应处理建议意见；
③根据监测数据和工程状态，作出相应项目情况及预测分析；
三、月报的主要内容
①监测项目，测点布置；
②施工进度；
③监测变量的时态曲线；
④根据实际情况，作出相应监测项目的综合分析并提出施工建议。
四、监测工作结束后应提交的监测报告内容
①工程概况，监测目的；
②监测项目，测点布置；
③采用的仪器型号、规格及标定资料；
④监测数据采集、处理、分析；
⑤监测变量综合分析：
含随时间变化特征、在外界因素（如施工干扰……）作用下；
⑥综合分析监测成果，并归纳结论。
第六章施工安全及质量保证措施
第一节监控量测安全与质量保证
要保证监测工程的质量，除
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