总体监控量测方案文档格式.docx
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Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
Ⅵ级
1
四都港隧道
DK154+814～DK155+735
921
480
150
291
2
泽雅隧道
DK156+358～DK168+388
12030
5582
4983
859
606
3
麻芝川隧道
DK168+673～DK171+515.08
2842
2210
140
265
227
4
狮子岭隧道
DK173+641.48～DK182+315
8673.52
5685
1720
825
441
5
下岙1#隧道
DK182+742.36～DK183+230
487.64
195
60
167.64
6
西岙1#隧道
DK183+388～DK184+003.66
615.66
230
245.66
7
下岙2#隧道
XKLDK0+452.255～XKLDK0+885.46
433.21
190
45
50.465
147.745
8
西岙2#隧道
XKLDK1+310～XKLDK1+730
425
90
175
160
9
西岙3#隧道
SKLDK0+463～SKLDK0+882
419
110
115
194
10
西岙4#隧道
SKLDK0+915～SKLDK1+081.75
166.75
100
66.75
2、施工存在的风险
根据设计图纸提供的地质资料，不难发现，本标段隧道施工中存在坍塌、冒顶、突水、突泥等风险。
3、监控量测目的
（1）及时掌握、反馈围岩力学动态及稳定程度和支护、衬砌的可靠性等信息，预测可能出现的施工隐患，防患于未然，保障围岩稳定和施工安全。
（2）通过对围岩的监控量测，验证支护结构效果，确定初期支护和二次衬砌的合理施作时间。
（3）通过对围岩和支护结构的变形、应力量测,了解支护构件的作用与效果，及时修改支护参数，优化施工方案。
（4）积累第一手资料，为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计、变更施工方法、今后的设计和施工提供参考依据。
（5）监控工程对周围环境影响，确保施工安全及结构的长期稳定。
4、监控量测手段
本标段主要采用精密水准仪、收敛仪、隧道断面仪等对隧道地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛、断面变化等监控项目进行量测。
五、监控量测预报方案
1、组织机构
为了确保隧道监控量测能顺利、有序开展，及时准确指导施工，指挥部成立了监控量测领导小组，各分部均设立监控量测作业班，配备了专业的监控量测设备。
领导小组组织机构及人员配备：
组长：
王忠双
副组长：
孙国良
组员：
管红宝、黄捷胜、彭跃峰、曲玉永、李炳军、邓赵飞
监控量测总负责人：
2、监控量测项目和程序
（1）监控量测项目
监控量测项目分为必测项目和选测项目。
必测项目是为了在设计、施工中确保围岩的稳定，并通过判断围岩的稳定性来指导设计、施工的经常性量测，是所有隧道必须进行的项目。
这类量测测试方法简单，可靠性高，费用少，而且对监视围岩稳定、指导设计施工有巨大的作用。
围岩变形乃是围岩力学形态变化最直观的表现，变形量测具有量测结果直观、测试数据可靠、量测仪表长期稳定性好、抗外界干扰性强，同时测试费用低廉的优点。
因此必测项目以位移量测为首选量测项目。
具体监控量测项目见表5-1。
表5-1监控量测必测项目
序号
监控量测项目
常用测量仪器
备注
洞内外、观察
现场观察、数码相机、罗盘仪
拱顶下沉
水准仪、钢挂尺或全站仪、反射膜片
净空变化
收敛计或全站仪反射膜片
地表沉降
水准仪、铟钢尺或全站仪、反射膜片
隧道浅埋段
选测项目不是每座隧道都必须开展的工作，是对一些有特殊意义和具有代表性意义的区段进行补充测试，以求更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护的效果以及工程对周围环境影响状况，指导未开挖区段的设计与施工。
这类量测项目测试较为麻烦，量测项目较多，花费较大，一般只根据需要选择其部分项目。
选测项目具体监控量测项目见表5-2。
表5-2监控量测选测项目
常用量测仪器
围压压力
压力盒
钢架压力
钢筋计、应变计
喷混凝土内力
混凝土应变计
二次衬砌内力
混凝土应变计、钢筋计
初期支护二次衬砌间接触压力
锚杆轴力
钢筋计
围岩内部位移
多点位移计
隧底隆起
水准仪、锢钢尺或全站仪
爆破振动
振动传感器、记录仪
孔隙水压力
水压计
11
水量
三角堰、流量计
12
纵向位移
多点位移计、全站仪
（2）监控量测程序
监控量测施工工艺流程图见图5-1：
图5-1监控量测施工工艺流程图
说明：
洞内观察：
观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布形态、地下水情况及喷射砼效果。
洞外观察：
洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透等。
周边位移测量：
拱顶下沉、净空水平收敛、底板鼓起等。
3、监控量测断面及测点布设原则
（1）必测项目
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表5-3要求布置。
表5-3地表沉降测点纵向间距
隧道埋深与开挖宽度
纵向测点间距（m）
2B＜H0＜2.5B
20～50
B＜H0≤2B
10～20
H0≤B
5～10
注:
H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。
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，隧道中线两侧测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时.量测范围应活当加宽。
其测点布置如图5-2。
图5-2地表沉降横向测点布置示意图
拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。
监控量测断面按表5-4要求布置。
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，参照图5-3布置。
净空变化量测测线数，可参照表5-5、图5-3布置。
表5-4必测项目监控量测断面间距
围岩级别
断面间距（m）
V～VI
5～10
Ⅳ
10～30
Ⅲ
30～50
Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。
表5-5净空变化量测测线数
地段开挖方式
一般地段
特殊地段
全断面法
一条水平测线
—
台阶法
每台阶一条水平测线
每台阶一条水平测线，两条斜测线
分部开挖法
每分部一条水平测线
CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线
图5-3测点布置示意图
（2）选测项目
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、施方法及支护参数的变化。
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。
选测项目的断面间距应视需要而定，或在有代表性的地段选取若干测试断面。
凡是地质条件差、隧道开挖断面积大、施工工序复杂的重要工程，布点应适当加密。
为了尽早对隧道设计参数、施工方法、制定的监控基准等进行评价，应在设置有选测项目的隧道区段尽早进行布点。
选测项目的测点布置见图5-4
图5-4选测项目的测点布置示例
喷混凝土内力、钢架内力、二次衬砌内力、围岩压力、初期支护与二次衬砌间接触压力量测每断面一般设置3—7个测点（截面），如有需要可以增加测点（截面）。
测点（截面）应布置在拱顶、拱腰及边墙等部位。
围岩内部位移每断面一般采用3—5个钻孔，应分布在边墙和拱部。
锚杆轴力量测应在实际锚杆位置布置测点。
围岩内部位移量测位置应靠近净空位移测点，以便数据上互相验证。
4、监控量测频率
必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表5-6和表5-7确定。
由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。
出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。
表5-6按距开挖面距离确定的监控量测频率
监控量测断面距开挖面距离（m）
监控量测频率
（0～1）B
2次/d
（1～2）B
1次/d
（2～5）B
1次/2～3d
＞5B
1次/7d
注：
B为隧道开挖宽度。
表5-7按位移速度确定的监控量测频率
位移速度（mm/d）
≥5
1～5
0.5～1
0.2～0.5
1次/3d
＜0.2
1次/7d
开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。
必要时，影响范围内的建（构）筑物的描述频率应加大。
选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息的结果确定。
5、监控量测控制标准
监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。
隧道初期支护极限相对位移可参照表5-8和表5-9选用。
表5-8跨度B≤7m隧道初期支护极限相对位移
围岩级别
隧道埋深h（m）
h≤50
50＜h≤300
300＜h≤500
拱脚水平相对净空变化（%）
Ⅱ
－
0.20～0.60
Ⅲ
0.10～0.50
0.40～0.70
0.60～1.50
Ⅳ
0.20～0.70
0.50～2.60
2.40～3.50
Ⅴ
0.30～1.00
0.80～3.50
3.00～5.00
拱顶相对下沉（%）
0.01～0.05
0.04～0.08
0.01～0.04
0.03～0.11
0.10～0.25
0.03～0.07
0.06～0.15
0.10～0.60
0.06～0.12
0.50～1.20
本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道表中较大值。
表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。
拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。
墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.2～1.3后采用。
表5-9跨度7m<
B≤12m隧道初期支护极限相对位移
隧道埋深h（m）
0.0l～0.03
0.01～0.08
0.03～0.10
0.08～0.40
0.30～0.60
0.10～0.30
0.20～0.80
0.70～1.20
0.20～0.50
0.40～2.00
1.80～3.00
0.03～0.06
0.05～0.12
0.04～0.15
0.12～0.30
0.06～0.10
0.30～0.80
0.08～0.16
0.14～1.10
0.80～1.40
本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。
表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。
拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。
初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.1～1.2后采用。
对于跨度大于12m的铁路隧道，目前还没有统一的位移判定基准。
说明表5-10取自《锚杆喷混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）对隧道周边允许位移相对值的规定。
表5-10隧道周边允许位移相对值
埋深h（m）
h＜50
50≤h≤300
h＞300
0.40～1.20
0.15～0.50
0.80～2.00
Ⅴ
0.60～1.60
1.00～3.00
周边位移相对值系指两测点间实测位移累计只与两测点距离之比两测点间的位移值也称为变化值。
脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。
本表适用于高跨比为0.8～1.2的下列地下工程：
Ⅲ级围岩跨度不大于20m；
Ⅳ级围岩跨度不大于15m；
Ⅴ级围岩跨度不大于10m；
Ⅰ、Ⅱ级围岩中进行量测的地下工程，以及Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩中在表注3范围之外的地下工程应根据实测数据的综合分析或工程类比方法确定允许值。
位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表5-11要求确定。
表5-11位移控制基准
类别
距开挖面1B（U1B）
距开挖面2B（U2B）
距开挖面较远
允许值
65%U0
90%U0
100%U0
B为隧道开挖宽度，U。
为极限相对位移值。
根据位移控制基准，可按表5-12分为三个管理等级。
表5-12位移管理等级
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
U<
U1B/3
U2B/3
Ⅱ
U1B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
Ⅰ
U>
2U2B/3
U为实测位移值。
地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建筑物的安全要求分别确定，取最小值。
钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力（换算成内力）、初期支护与二次衬砌间接触压力（换算成内力）、锚杆轴力控制基准应满足《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）的相关规定。
爆破振动控制基准应按表5-13的要求确定。
表5-13爆破振动安全允许振速
保护对象类别
安全允许振速（cm/s）
＜10Hz
10～50Hz
50～100Hz
土窑洞、土坯房、毛石房屋
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物
2.0～2.5
2.3～2.8
2.7～3.0
钢筋混凝土结构房屋
0.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
一般古建筑与古迹
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
水工隧道
7～15
交通隧道
10～20
矿山巷道
15～30
水电站及发电厂中心控制室设备
0.5
新浇大体积混凝土
龄期:
初凝一3d
3一7d
7一28d
2.0～3.0
3.0～7.0
7.0～12.0
表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。
频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。
选取频率时亦可参考下列数据:
深孔爆10～60Hz;
浅孔爆破40～100Hz.
有特殊要求的根据现场具体情况确定。
采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的相互影响。
围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。
一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行:
（1）隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
（2）隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。
对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施做时间。
6、监控量测系统及元器件的技术要求
拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.5～1mm,围岩内部位移测试精度为0.1mm，爆破振动速度测试精度为1mm/s。
其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。
元器件的精度应满足表5-14的要求，元器件的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。
表5-14元器件的精度
元器件
测试精度
压力盒
≤0.5％F.S.
应变计
±
0.1％F.S.
钢筋计
拉伸≤0.5％F.S.，压缩≤1.0％F.S.
注:
F.S.为元器件满量程。
7、监控量测方法
（1）洞内、外观察
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。
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（附录A），并与勘查资料进行对比。
对开挖后没有支护的围岩进行观察，主要是了解开挖工作面下列的工程地质和水文地质条件:
①岩质种类和分布状态，结构面位置的状态;
②岩石的颜色、成分、结构、构造;
③地层时代归属及产状;
④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等;
⑤断层的性质、产状、破碎带宽度、特征等;
⑥地下水类型、涌水量大小、涌水位置、涌水压力、湿度等;
⑦开挖工作面的稳定状态、有无剥落现象。
对已施工地段的观察每天至少应进行一次，其目测内容如下:
①初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏;
②有无锚杆脱落或垫板陷人围岩内部的现象;
③钢拱架有无被压屈、压弯现象;
④是否有底鼓现象。
观察到的有关情况和现象，应详细记录，并绘制隧道开挖工作面及两侧素描图，要求每个断面至少绘制1张，同时进行数码成像。
观察中如果发现异常现象，要详细记录发现时间、距开挖工作面的距离等。
初期支护完成后应进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观察和记录。
洞外观察重点在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。
（2）净空变化
用收敛计进行隧道净空变化量测方法相对比较简单，即通过布设于洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长L，求出两次量测的增量（或减量）△L，即为此处净空变化值。
读数时应该读三次，然后取其平均值，收敛计结构见图5-5。
图5-5收敛计结构图
用全站仪进行隧道净空变化量测时采用固定设站。
测点采用回复反射器作为测点靶标。
反射模片贴在隧道测点处的预埋件上，在开挖面附近的反射模片，应采取一定的措施对其进行保护，以免施工时反射模片表面被覆盖或污染，同时施工单位应和监控量测一单位加强协调工作，保证预埋件不被碰歪和碰掉。
通过对比不同时刻测点的三维坐标［x（t）,y（t），z（t）］，可获得该测点在该时段的三维位移变化量（相对于某一初始状态）。
在三维位移矢量监控量测时，必须保证后视基准点位置固定不动，并定期校核，以保证测量精度。
（3）拱顶下沉
拱顶下沉监控量测测点的埋设，一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩（为了保证量测精度，常常在左右各增加一个测点，即埋设三个测点），吊挂铟钢挂尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。
可用φ6mm钢筋弯成三角形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。
测点的大小要适中。
过小，测量时不易找到;
过大，爆破易被破坏。
支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
拱顶下沉量测示意图如说明图5-6。
图5-6拱顶下沉量测示意图
用全站仪进行隧道拱顶下沉量测时采用固定设站。
测点采用一种膜片式回复反射器作为测点靶标，以取代价格昂贵的圆棱镜反射器。
具有回复反射性能的膜片形如塑料胶片，其正面由均匀分布的微型棱镜和透明塑料薄膜构成，反面涂有压敏不干胶，它可以牢固地粘附在构件表面上。
这种反射膜片，大小可以任意剪裁，价格低廉。
（4）地表沉降
测点布置应与与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，（H为隧道埋深，h1为上半断面净高），直到开挖面后方约3～5B处。
采用水准仪、水准尺配合测量地表沉降，精度为1mm。
用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。
测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。
地表沉降量测区间及测点布置见下图5-7，地表下沉量测频率同拱顶下沉、
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