监控量测实施细则五龙背1#隧道.docx
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监控量测实施细则五龙背1#隧道
新建沈阳至丹东铁路客运专线TJ-3标四工区
五龙背1#隧道
监控量测实施细则
中国建筑
中国建筑股份有限公司
沈丹客专TJ-3标项目经理部四工区
二〇一〇年十一月
中建沈丹客运专线TJ-3标段
五龙背1#隧道
监控量测实施细则
编写：
审核：
监理：
中国建筑股份有限公司
沈丹客专TJ-3标项目经理部四工区
二〇一〇年十一月
监控量测实施细则
一、编制依据：
《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007
《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路设计施工有关规定的通知》（铁建设[2010]120号。
《铁路隧道施工技术指南》
《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009
《高速铁路工程测量规范条文说明》TB10601-2009
相应隧道设计图
二、监控量测目的：
1、确保施工安全及结构的长期稳定性；
2、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调整支护参数和施工方法提供依据；
3、确定二次衬砌施做时间；
4、监控工程对周围环境影响；
5、积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据；
二、工程概况：
沈丹铁路客运专线TJ-3标项目经理部四工区五龙背1#隧道，总长340m,位于辽宁省丹东市境内，穿越中低山区及山间凹地,沟谷发育，地形起伏较大。
隧道最大埋深31m。
隧道范围内丘间沟谷内表层多为第四系上更新统坡残基（Q3dl+el）粗角砾土覆盖，隧道洞身穿过地层主要为前震旦纪（ɤ22）侵入花岗岩。
V级围岩65m,IV级围岩140m,III级围岩135m。
开挖方法：
明挖法、三台阶七步开挖法、台阶法。
三、人员组织：
组长：
高亮
组员：
张飞彭虎成张彪陈春林
四、元器件及设备：
全站仪2台（徕卡TC802和TS06）、徕卡DNA03电子水准仪一台、宾得AL-241水准仪一台、铟钢尺2个，钢挂尺1个，收敛仪一台。
五、监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准
5.1监控量测项目
监控量测必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。
具体监控量测必检项目见表1。
表1、监控量测必测项目
序号
监控量测项目
常用量测仪器
备注
1
洞内、外观测
现场观察、数码相机
2
拱顶下沉
水准仪、钢挂尺或全站仪
3
净空变化
收敛仪、全站仪
4
地表沉降
水准仪、铟钢尺或全站仪
隧道浅埋段
5.2监控量测断面及测点布置原则
5.2.1、地表沉降测点布置原则
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
五龙背1#隧道洞口横向测点布置示意图
五龙背1#隧道洞口监控量测测点布置间距
序号
项目名称
洞口埋深H0
（米）
洞口横向量测范围（米）
洞口纵向量测范围（米）
横向点间距（米）
1
五龙背1#隧道进口
4.1
20
15
5
2
五龙背1#隧道出口
4
22
25+15
5
地表沉降点横向间距为5米，在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧两侧范围不应小于20米。
5.2.2、拱顶下沉测点、静空变化测点布置原则
拱顶下沉测点和静空变化测点应布置在同一断面上。
监控量测断面按表2的要求布置。
拱顶下沉点设置在拱顶轴线附近。
静空变化量测测线数按图1布置。
表2、必测项目监控量测断面间距
围岩级别
设计长度（米）
监控断面数量（个）
断面间距（m）
IV
140
15
10
III
135
5
30
表3、静空变化量测测线数
一般地段
特殊地段
全断面法
一条水平测线
-
台阶法
每分部一条水平测线
每台阶一条水平测线，两条斜测线
图1、拱顶下沉量测和静空变
化量测的测线布置示例
（a）拱顶测点和1条水平测线示例；（b）拱顶测点和2条水平测线、2条斜侧线示例；
5.3、监控量测频率及控制基准
表4、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：
监控量测断面距开挖面距离依据系数×B,B为隧道开挖宽度。
表5、按位移速度确定的监控量测频率
位移速度（mm/d）
监控量测频率
≥5
2次/d
1～5
1次/d
0.5～1
1次/2d～3d
0.2～0.5
1次/3d
≤0.2
1次/7d
5.4、根据铁建设【2010】120号文补充要求如下，如与其他设计图纸、范有冲突的以铁建设【2010】120号文为执行标准：
5.4.1、隧道监控量测应按现行《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）的规定建立等级管理、信息反馈和报告制度。
5.4.2、隧道监控量测应作为关键工序纳入现场施工组织。
监控量测必须设置专职人员并经培训后上岗。
对周边建筑物可能产生严重影响的城市铁路隧道，应实施第三方监测。
5.4.3、隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：
Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。
5.4.4、隧道浅埋、下穿建筑物地段，地表必须设置监测网点并实施监测。
5.4.5、当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。
5.4.6、当采用接触量测时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。
5.5、监控量测控制基准
监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，根据本隧道的地质条件、施工安全性、结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物的特点和重要性等因素制定。
5.5.1隧道初期支护基线相对位移可参照表6使用。
表6跨度7m＜B≤12m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
-
0.01～0.03
0.01～0.08
III
0.03～0.10
0.08～0.40
0.30～0.60
IV
0.10～0.30
0.20～0.80
0.70～1.20
V
0.20～0.50
0.40～2.00
1.80～3.00
拱顶相对下沉（%）
II
－
0.03～0.06
0.05～0.12
III
0.03～0.06
0.04～0.15
0.12～0.30
IV
0.03～0.10
0.08～0.40
0.30～0.80
V
0.08～0.16
0.14～1.10
0.80～1.40
注：
1、本表适用于复合衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。
2、拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶相对下沉量减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。
3、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1.1～1.2后采用。
5.5.2、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7要求确定。
表7位移控制基准
类别
距开挖面14（U1B）
距开挖面28（U2B）
距开挖面较远
允许值
65%U0
90%U0
100%U0
5.5.3、根据表7位移控制基准，可按表8分为三个管理等级，地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建（构）筑物的安全要求分别确定，取最小值。
表8位移管理等级
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
III
U＜U1B3
U＜U2B/3
II
U1B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
I
U＞2U1B/3
U＞2U2B/3
5.5.4、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。
5.5.5、爆破震动孔子基准应按表9的要求确定。
表9、爆破振动安全允许振速
序
号
保护对象类别
安全允许振速（cm/s）
＜10HZ
10HZ～15HZ
50HZ～100HZ
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋
0.5～1.0
0.7～1.2
1.1～1.5
2
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
3
钢筋混凝土结构房屋
0.0～4.0
3.5～4.5
4.2～5.0
4
一般建筑与古迹
0.1～0.3
0.2～0.4
0.3～0.5
5
水工隧道
7～15
6
交通隧道
10～20
7
矿山巷道
15～30
8
水电站及发电厂中心控制设备
0.5
9
新浇大体积混凝土
龄期：
初凝～3d
龄期：
3～7d
龄期：
7～28d
2.0～3.0
3.0～7.0
7.0～12
注：
1、表列频率为主频率，系指最大振幅所对应波的频率。
2、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：
深孔爆破10～60HZ；浅孔爆破40～100HZ。
3、有特殊要求的根据现场具体情况确定。
5.6、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。
5.7、围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合事态曲线形态判别。
5.8、一般情况下、二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行：
5.8.1、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；
5.8.2、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。
六、数据记录格式
6.1、数据记录分为现场记录表格与监测量控结果、周（月）报、监控量测数据汇总表、观测资料，监控量测工作总结报告。
6.1.1、监控量测现场记录可按以下表格执行：
表A开挖工作面地质状况记录表
编号：
新康隧道
开挖工作面里程
埋深（m）
地层岩性
围岩级别
设计
的的
饱和极限抗压强度Rb（MPa）
级硬岩
硬岩
较软岩
软岩
极软岩
取样编号
试验编号
实际施工
>60
30~60
15~30
5~15
<5
开挖工作面上围岩岩体结构特征
层理
产状
单层厚度（m）
层面特征
与隧轴夹角
节
理
裂
痕
组次
产状
间距（m）
长度（m）
缝宽（mm）
充填物
与隧轴夹角
结构面与隧道轴线关系图
1
2
3
4
断层
产状
破碎带宽度（m）
破碎带特征
与隧轴夹角
纵波速度（m/s）
续表A
侧壁围岩岩体结构特征
左侧壁
右侧壁
层理
产状
单层厚度（m）
层面特征
与隧轴夹角
层理
产状
单层厚度（m）
层面特征
与隧道夹角
节理裂缝
组次
产状
间距（mm）
长度（m）
缝宽（mm）
充填物
与隧轴夹角
节理裂缝
组次
产状
间距（mm）
长度（m）
缝宽（mm）
充填物
与隧轴夹角
1
1
2
2
3
3
4
4
断层
产状
破碎带宽度（m）
破碎带特征
与隧轴夹角
断层
产状
破碎带宽度（m）
破碎带特征
与隧轴夹角
地下水
涌水位置
涌水量[L/（min·10m）]
无水
滴水
线状
股状
含泥砂情况
侵蚀类型
取水样编号
试验编号
<10
10~25
25~125
>125
稳
定
性
洞周
稳定
拱部掉块
边墙掉块
拱部坍塌
边墙坍塌
塌方>10m3
塌方<10m3
开挖工作面
稳定
拱部坍塌
开挖工作面挤出
开挖后至掉块或坍塌的时间
侧壁素描
开挖工作面素描
工程措施及有关参数
左侧壁
右侧壁
开挖工作面
施工方签字年月日
监理签字年月日
表B隧道净空变化量测记录表
桩号
施工方法
施工部位
埋设日期
测线编号
测量时间
观测值
平均值
温度修正值
修正后观测值
相对初次变化值（∆u）
相对上次变化值
时间间隔
变化速率
备注
年
月
日
时
温度
第一次
第二次
第三次
℃
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
d
mm/d
测读：
计算：
复核：
监理工程师：
表C隧道净空变化量测记录表
桩号
施工方法
施工部位
埋设日期
测线编号
量测时间
第一次
第二次
第三次
平均值
温度修正值
修正后测点高程
相对初次下沉值（∆u）
相对上次下沉值
时间间隔
下沉速度
备注
年
月
日
时
m
m
m
m
mm
m
mm
mm
d
mm/d
测读：
计算：
复核：
监理工程师：
6.1.2监控量测数据汇总表
七、数据处理及预测方法
7.1、监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析
7.2、每次观测后立即对观测数据进行校核、如有异常及时补测。
7.3、每次观测后及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。
7.4、监控量测数据的分析包括以下主要内容：
7.4.1、根据量测值时态曲线。
7.4.2、选择回归曲线，预测最终值，并与控制基线进行比较。
7.4.3、对支护及围岩状态、工法、工序进行评价。
7.4.4、及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。
7.5、监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数、经验公式进行分析，并预测最终值。
7.6爆破振动安全允许距离，可根据爆破振动速度按式
（1）计算。
式中R—爆破振动安全允许距离（m）；
Q—炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一节药量（kg）；
V—保护对象所在地质点振动安全允许速度（cm/s）；
K，
—与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表10选取，或通过现场试验确定。
表10、爆破区不同岩性的K、
值
岩性
K
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
八、信息反馈及对策
8.1、监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，提出相应工程对策与建议。
8.2、施工过程中进行监控量测数据实施分析和阶段分析。
8.2.1、实时分析：
每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患分析原因并提交异常报告。
8.2.2、阶段分析：
按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。
8.3、工程安全性评价根据5.5.3条分三级进行，并采用表11相应的工程对策。
工程安全性评价流程见图1。
图1、监控量测信息反馈程序框图
表11工程安全性评价分级及相应应对措施
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对策
I
暂停施工，采取相应工程对策
图2工程安全性评价流程
8.4、工程对策包括下列内容
8.4.1、一般措施
8.4.1.1、稳定开挖工作面措施；
8.4.1.2、调整开挖措施；
8.4.1.3、调整初期支护强度和刚度并及时支护；
8.4.1.4、减低爆破振动影响；
8.4.1.5、围岩与支护结构间回填注浆；
8.4.2、辅助施工措施
8.4.2.1、地层处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；
8.4.2.2、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。
九、监控量测点点位保护、损坏补救措施
9.1、点位保护措施
9.1.1、每次采集数据前检查点位是否完好，有无明显碰撞痕迹。
9.1.2、监控量测点点位旁悬挂点位标识牌，以及注意事项。
9.1.3、点位保护落实到个人，下发点位保护责任书。
9.1.4、洞内机械施工时，专人指挥机械，杜绝机械碰撞点位。
9.1.5、填写点位检查记录表，并形成
9.1.6、发现点位损坏导致监控量测数据中断后做好相应记录，并及时上报。
9.2、损坏补救措施
9.1.1、为保证数据连续性及对隧道施工提供指导性数据，建立点位损坏补救及惩罚措施。
9.1.2、监控量测点位损坏后，在原点位置布置新点，并读取初始数据。
9.1.3、点位损坏后将对相关单位进行惩罚，第一次点位破坏罚款5000.0元，第二次点位破坏罚款10000.0元。
十、数据真实性保证措施及惩罚措施
10.1、数据真实性保证措施
10.1.1、量测人员相对固定；
10.1.2、仪器的管理采取专人保管，专人负责；
10.1.3、量测设备、传感器等各种器件在使用前均经检查校准合格后方可投入使用；
10.1.4、各量测项目在监测过程中必须严格遵守相应的监测项目实施细则；
10.1.5、现场监控量测过程中，加强数据的准确性，观测后在现场及时计算、校核，有异常现象，必须重新观测。
10.1.6、量测数据均经现场检查、室内复核后方可上报；
10.1.7、现场量测的测点埋设、数据采集，围岩及相关信息采用专门表格记录，全部实行表格化管理。
表格签暑齐备，责任落实到每一个人。
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