宁波穿山至好思房公路7合同段隧道施工监测实施方案.docx

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宁波穿山至好思房公路7合同段隧道施工监测实施方案

宁波穿山至好思房公路7合同段隧道施工监测实施方案

编制：

中铁隧道集团有限公司

审核：

中铁隧道集团有限公司

批准：

中铁隧道集团有限公司

中铁隧道集团有限公司

宁波穿山至好思房公路第7合同段

二○一○年一月

目录

1编制依据2

2七合同段工程概况2

3隧道概况2

4监测控制网的布设、数量3

5监测项目精度和频率3

5.1隧道监测项目3

5.2测点布置4

5.2.1隧道地表沉降监测5

5.2.2隧道水平收敛监测6

5.2.3隧道拱顶沉降监测8

5.2.4锚杆拉拔力监测.......................................9

5.2.5隧道围岩压力监测10

5.2.6隧道钢筋应力监测11

6主要监测项目监测频率及监控标准12

7变形管理等级17

8监测反馈及信息化施工管理18

8.1监测数据分析18

8.2监测信息反馈程序20

8.3监控量测组织机构20

8.4监控量测技术要求和质量保证措施21

8.5成果上报对象和时限22

8.6紧急情况下的监测应急预案23

9.监测点的保护措施24

1编制依据

宁波穿山至好思房七段监测方案编制依据如下：

（1）“宁波市公路路隧道土建工程第七合同段”项目施工图设计；

（2）《公路隧道设计规范》（JTGD70--2004）；

（3）中华人民共和国国家标准《公路隧道工程测量规范》（GB50026-2007）；

（4）中华人民共和过国家标准《公路隧道工程施工及验收规范》（JTJ042-94）；

（5）《锚杆喷射混凝土与支护技术规范》（GB50086-2001）；

（6）《爆破安全规程》（GB6722-2003）

（6）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（7）《公路隧道新奥法指南》；

（8）《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；

（（9《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ/73-08；

（10）《宁波市公路隧道7段详细勘察阶段岩土工程勘察报告》；

（11）现场踏勘数据及本单位多年来在岩土工程安全监控量测方面的经验、水平、。

现有量侧设备

2七合同段工程概况

宁波穿山至好思房公路工程第7合同段起讫桩号K29+100～K31+680（以左线计），路段全长2.58km。

本合同段起于北仑区大碶镇钱家村北侧与第6合同段终点顺接，设置隧道穿过望娘岗、黄梅山至本标段终点宁波枫林绿色能源有限公司垃圾填埋场东北侧。

目前根据施工图纸的情况对望娘岗区间隧道进行简单监测介绍。

3隧道概况

3.1北仑区大碶镇钱家村北侧起讫里程K29+100～K31+680，路段全长2.58km其中望娘岗隧道ZK29+420～ZK31+050段长左右洞平均1615m，黄梅山隧道ZK31+245～ZK31+670段长左右洞平均389m。

本合同段路线所在区域位于浙江省东部沿海，地势总体是南东高，北西低。

地貌为低山丘陵及山间沟谷地带，地势起伏较大，丘陵海拔一般在300米以下，山脊呈波状起伏，山顶一般因长期侵蚀呈浑圆状，山坡坡度和缓，坡度一般10～30度，期间分布山前及沟谷斜地，地面标高一般30～60m。

本合同段路线所在区域属浙东南陆相火山岩区，山露的地层主要有中生界上侏罗统和新生界第四系，另局部有次火山岩及侵入岩出露，局部平原地区隐伏地层为白垩系下统。

其中上侏罗统主要为火山岩，第四系则以湖沼积及坡洪积为主。

本合同段所在区域地震频率低，震级小，几百年来未发生破坏性地震，拟建隧道区域上属相对稳定区。

场地地震动峰值加速度0.1g，地震基本烈度Ⅶ度。

区内地下水按含水介质及埋藏条件可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。

地下水对砼无腐蚀性。

3.3本合同段隧道工程规模大，其中隧道占线路比例为77.67%。

3.3望娘岗隧道、黄梅山隧道工程地质复杂，软弱围岩占的比例较大，有13条断层、断裂破碎带，洞口浅埋带等不良地质地段。

3.4隧道工程设计为大跨度三车道公路隧道，断面大，结构扁平。

隧道净宽达15.25m，开挖最大宽度达17.92m。

3.5征地困难，费用高，协调工作量大。

战备路分离式立交，上跨战备路，既有线施工安全要求高。

3.6环境保护责任大。

弃碴防护、污水处理、水资源保护和植被保护，避免水土流失和环境污染而引起环境、地质问题，浅埋地段可能引起地表塌陷。

4监测控制网的布设、数量

隧道施工过程中的监控量测，作为信息化施工的一个重要手段，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。

监控量测主要包括围岩及支护状态观察、拱顶下沉、水平收敛、支护结构的应力状态量测、观察等监测项目。

控制网布设《公路隧道、施工技术工程测量规范》（以下简称《规范》）相关规定进行,高程控制网为精密水准网。

精密水准网精度介于二、三等水准测量之间,严格二等水准观测技术要求作业,平差后精度比较容易满足《规范》要求。

隧道内水准观测从附近设计院给出水准点引出，采用绝对高程计算出初始值和变化量。

5监测项目精度和频率

5.1隧道监测项目

表5-1隧道监控项目测量表

隧道开挖施工过程中，根据施工情况逐步执行监测内容的示意图如下：

项目名称

方法及工具

布置

量测间隔时间

必

测

项

目

1-15天

16天-1月

1-3个月

3个月以后

超前地质预报

地质素描法、TSP203\地质雷达、超前钻孔

估计前方有断裂破碎带、溶洞等不良地质处

在需要的地段结合具体的预报方法确定

洞内外日常观察

现场观察、地质罗盘、规尺等

洞内掌子面观察应在每次爆破开挖后进行，当地质情况基本五变化时，每天进行一次洞内以施工区段以及洞外观察每天至少进行一次

水平净空收敛

各种类型收敛记

每10-15m一个断面，每断面2对测点

-2次/天

1-2次/2天

1-2次/周

1-3次/月

拱顶下沉

水准仪、测微器、铟钢尺、钢尺

每10-50m一个断面，每断面一个测点

1-2次/天

1-2次/2天

1-2次/周

1-3次/月

锚杆内力及抗拔力

各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器

每10m一个断面，每断面至少3根锚杆

1-2次/天

1-2次/天

1-2次/周

1-3次/月

地表下沉

水准仪、测微器

浅埋隧道每5-50m一个断面每断面至少7个测点

开挖面距离测量断面前后<2B时，1-2次/天

开挖面距离测量断面前后<5B时，1次/2天

开挖面距离测量断面前后>5B时1次/周

爆破震动

爆破震动记录仪

先进洞距爆破点最近二衬边墙上代表性断面一个测点

每次爆破后

选

测

项

目

围岩内位移

（洞内设点）

洞内钻孔中安装单点或多点式位移计

每30-100m

一个断面没断面2-11对测点

1-2次/天

1-2次/天

1-2次/周

1-3次/月

支护、衬砌内应力、表面应力及裂空隙量测

混凝土内应变计、应立计及压力盒

代表性地质量测，每断面宜为11个测点

1-2次/天

1-2次/天

1-2次/周

1-3次/月

钢支撑内力及外力

支柱压力计或其他测力计

每10-50榀钢支撑1对测力计

1-2次/天

1-2次/天

1-2次/周

1-3次/月

5.2测点布置

5.2.1隧道地表沉降监测

（1）监测目的

了解隧道周边路况、重载施工等对土体扰动、卸载作用下的沉降或隆起变化情况。

有可能引起地表、尤其是工程隧道周边的沉降，所以对本合同段进行监测，并根据监测成果及时反馈信息指导施工。

（2）测量仪器

采用精密水准仪及相应铟瓦水准标尺。

仪器型号:

NA2加GPM3光学平板测微器。

仪器编号：

352036，读数精度0.01mm。

测试精度、测试要求按国家规范《工程测量规范》（GB50026—2007）执行。

（3）测量实施

①基点埋设方法

基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据设计要求埋设，基点要牢固可靠，如图所示。

②沉降测点埋设

沉降测点埋设，用冲击钻在地表钻孔，然后放入长1000mm，直径20～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

③测量方法

观测方法采用精密水准测量方法。

基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，如超过时，应重读后视点读数，以作核对。

首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

施工前，由基点通过水准测量测出沉降测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为

。

则高差

＝

-

即为沉降值。

地表下沉测点布置图

5.2.2隧道水平收敛监测

（1）监测目的

净空变位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

收敛仪。

精度：

0.01mm。

（3）监测实施

①测点埋设

区间隧道中测点用冲击钻钻孔，孔深应根据要求而定（以保证埋设测钩能够深入稳固正确测出数据）。

测钩用直径6-8mm的钢筋，经过弯曲成钩状后埋设进钻孔，周围用湿毛巾处理干净，之后在四周用大量锚固剂或强力胶固定牢靠。

②量测及计算

l、将收敛计百分表读数预调在25-30mm位置。

　　2、将收敛计钢尺挂钩分别挂在两个测点上，然后收紧钢尺，将销钉插入钢尺卜适当的小孔内，并用卡钩将钢尺固定。

转动调节螺母，使钢尺收紧到观测窗巾的读数线与面板上刻度线成一直线为止。

读取钢尺及百分表中的数值，两者本加即可得到测点距离。

每次测量完毕后，先松开调节螺母，然后退出卜钩将钢尺取，擦净收好，并定期涂上防锈油脂。

③数据分析与处理

确定初值时应同时记下当时的测值，以后每次进行收敛观测也应参考测量环境温度，通过温度修正后的数据再与初始值进行收敛变化的比较。

修正温度的参考计算公式为：

△Lc=K×△T×L

式中：

△Lc-温度修正值（mm）、K-修正系数（选取12×10-6mm/℃）

△T-温度变化量（℃）、L-测点距离（mm）

修正计算举例：

设测点距离为10.5米，首次测量时温度为20℃，测值为

10500.36mm，本次测量时的温度为18℃，测值为10500.86mm，则温

度修正值为：

△Lc=K×△T×L=12×lO-6mm℃×（20-18）℃×10.5m=0.252mm

本次实测值为：

10500.86-0.252=10500.608

收敛变化量为：

10500.608—10500.36≈0.25mm

水平净空收敛观测点布置图

（1）

5.2.3隧道拱顶沉降监测

（1）监测目的

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，所以对本合同段进行监测，并根据监测成果及时反馈信息指导施工。

（2）测量仪器和人员

采用精密水准仪及相应铟瓦水准标尺。

仪器型号:

NA2加GPM3光学平板测微器。

仪器编号：

3520036，读数精度0.01mm。

测试精度、测试要求按国家规范《工程测量规范》（GB50026—2007）执行。

（3）测量实施

①基点埋设方法

基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据设计要求埋设，基点要牢固可靠，如图所示。

②沉降测点埋设

沉降测点埋设，用冲击钻在拱顶钻孔，然后放入长30mm，直径5～10mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。

③测量方法

观测方法采用精密水准测量方法。

基点和附近水准点联测取得初始高程。

观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过0.3mm，读数时应先读后视点读数，算出仪器高，再照准拱顶垂挂下的钢尺，读出钢尺读数，两次读数相加就是拱顶相对于基点的高程。

测量数次后，取平均值作为初始值。

施工前，由基点通过水准测量测出沉降测点的初始高程H0，在施工过程中测出的高程为

。

则高差

＝

-

即为沉降值。

拱顶下沉观测点布置图

5.2.4隧道锚杆拉力监测

（1）监测目的

支护结构中锚杆的受力在一定程度上反映了作用在支护结构上的土压力大小。

对锚杆受力进行原位监测，通过对数据进行研究、分析，可以了解土压力的大小和分布规律，这对于优化隧道支护结构设计具有重要的实际意义。

对锚杆在张拉锁定及工作过程中的实际受力情况进行全程监测。

（2）监测仪器

各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器

（3）监测实施

①测点埋设

锚杆杆体采用22mm钢筋，用M30早强砂浆作为锚固剂，锚杆垫背采用150*150*6mmA3板钢，M16螺母标件，每10m一个断面，每断面至少3根锚杆。

锚孔位置，方向，直径要严格控制，锚孔钻完后要用气清孔，并将锚杆边缘转边送入锚孔，检查锚孔是否平直畅通，不合格者应重新钻孔。

②观测方法

在合格的锚孔中插入装好锚头、防弊气连接套（与水平线倾角超过45°选做）锚杆，安装止浆塞、垫板、螺母。

注浆前应注意锚孔中的气体排出。

注浆时应确保浆液注满孔体，水灰比控制在1.45-1.5：

1，注浆压力控制在0.3-0.8MPa。

止浆塞采用可记忆止浆塞，把注浆过程中的相关参数如注浆孔口压力，注浆量，主讲日期等存储起来。

在施工结束后可随时采用数据采集仪采集数据，以此判断注浆是否达到要求，锚杆长度测量采用在锚杆杆体中预留通道，在注浆完毕后用机械法测量已锚固注浆锚杆的长度。

在安装锚杆垫背时应确保垫背与锚杆垂直，并与初喷混凝土面密贴紧压。

D25中空注浆锚杆技术参数

项目

参数

项目

参数

外径

25mm

锚杆体延伸率

ó10﹪

壁厚

5mm

注浆空口压力

0.3-0.8MPa

长度（L）

3000/3500/4000等

锚孔直径

42mm

长度误差

±0.25﹪

理论注浆量

0.0015*Lm

L为锚杆长度

螺旋方向

左旋

锚杆体抗拉力

≥150KN

锚杆抗拔力

≥70KN

5.2.5隧道围岩压力监测

（1）监测目的

了解隧道周边土层沉降给衬砌结构带来的侧向压力。

（2）监测仪器

土压计，频率接收仪。

仪器型号XW96-3。

（3）监测实施

测点埋设

隧道围岩压力测点在初衬做好前，把土压力盒预埋进去，按下图布设，同时考虑到引线长度，下装时应注意埋设方法，以防引线埋入。

观测方法：

使用频率接收仪测出频率值，再根据出厂联系单上有效公式计算出实际所受压力值。

5.2.6隧道钢筋应力监测

（1）监测目的

了解施工过程中衬砌结构的结构内力情况。

（2）监测仪器

钢弦式钢筋计及VW-1型频率接收仪。

。

精度：

0.01kN。

（3）监测实施

①测点埋设

隧道内初衬内的钢筋网内布设4个测点。

纵向间距5米一对。

区间内测点不少于1处。

测点布设时在钢结构应测部位截去一部分钢筋，把钢弦式钢筋计再焊接在原部位，代替截去的一部分。

②数据计算

每次所测得的频率可根据钢筋轴力计的频率-轴力标定曲线来直接换算出相应的轴力值。

③数据分析与处理

计算：

P=K（fi2-fo2）

P:

被测钢筋计所受的力（KN）

K:

钢筋计的灵敏系数（KN/HZ2）

fo:

钢筋计的初始频率值

fi:

钢筋计工作频率值

6主要监测项目监测频率及监控标准如图所示

表6－1主要监测项目监测频率及监控标准

地表下沉量测断面间距表

隧道埋深h（m）

量测断面间距（m）

＞25

视情况而定，一般20-50

12.5-25

10.0-20.0

＜12.5

5.0-10

拱顶下沉及周边收敛量测断面间距表

条件

围岩级别

洞口附件

埋深小于25

施工进展200m前

施工进展200m后

Ⅱ

10

10

20

30

Ⅲ

10

10

20

30

Ⅳ

10

10

20

30

Ⅴ

10

10

10—20

20

拱顶下沉及周边收敛量测频率表

变形速度（mm/d）

量测断面距开挖面距离（m）

量测频率

>10

0—12.5

1-2次/天

5—10

12.5-25

1次/天

1—5

25—62.5

1次/2天

<1

>62.5

1次/周

在扩挖急剧卸载阶段，应一天一测，初衬施工到二衬完成期间2天测量一次，当变形超过有关标准或场地条件变化时，应加密观测，当大雨、暴雨或基坑边堆载条件改变及时应连续观测。

监测监测结果超过预警值时应加密观测，当有危险事故征兆时连续观测，并及时通知有关人员立即采取应急措施。

为确保隧道安全，设计要求加强隧道监测，将监测数据及时反馈给有关人员，实行信息化施工，对各监测项目按规范要求设置预警值，超出预警值时迅速报有关部门处理。

6.1监控量测工作注意事项

（1）、量测点的安设应能保证初读数在爆破24小时内和下一循环爆破前完成，并测取初读数；

（2）、测点安设在距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺，并应细心保护，不受破坏；

（3）、各项位移的测点，一般布置在同一断面内，测设结果应可互相印证，协同分析及应用；

（4）、围岩压力量测除应与锚杆轴力量测孔对应布置外，还要在有代表性的部位设测点，以便了解支护体系在整个断面上的受力状态与支护效果；

（5）、在局部加强锚杆地段，锚杆轴力量测要有代表性的设量测锚杆。

（6）、因望娘岗隧道右线进洞口100m左右存在超浅埋与超偏压现象，情况复杂，在原设计中此段有40m为Ⅴ级围岩，60m为Ⅳ级围岩，考虑此段的特殊性，在洞内布设沉降观测点时，前40m为每5m一个断面，后60m为每10m一个断面，左右线具体里程与布置见下表：

右线沉降观测里程与布置表

布置

围岩级别

里程

右线拱顶沉降与水平净空收敛布置

Ⅴ

Ⅳ

Ⅲ

Ⅱ

YK29+465-

YK29+490

每5m一个断面，水平净空收敛每断面3对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

-

YK29+490-

YK29+550

-

每10m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK29+550-

YK29+580

每10m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

-

YK29+580-

YK29+660

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK29+660-

YK29+850

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK29+850-

YK29+890

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK29+890-

YK30+000

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK30+000-

YK30+050

-

-

-

每50m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

YK30+050-

YK30+110

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK30+110-

YK30+150

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK30+150-

YK30+270

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK30+270-

YK30+380

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK30+380-

YK30+450

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK30+450-

YK30+490

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK30+490-

YK30+590

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

YK30+590-

YK30+790

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

YK30+790-

YK31+050

每10m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

-

左线沉降观测里程与布置表

布置

围岩级别

里程　

左线拱顶沉降与水平净空收敛布置

Ⅴ

Ⅳ

Ⅲ

Ⅱ

ZK29+440-

ZK29+490

每10m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

-

ZK29+490-

ZK29+550

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

ZK29+550-

ZK29+580

每10m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

-

ZK29+580-

ZK29+620

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

ZK29+620-

ZK29+840

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

ZK29+840-

ZK29+900

-

每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

-

-

ZK29+900-

ZK29+980

-

-

每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK29+980-

ZK30+020

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每50m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

ZK30+020-

ZK30+090

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每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+090-

ZK30+130

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每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+130-

ZK30+240

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每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+240-

ZK30+350

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每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+350-

ZK30+420

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每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+420-

ZK30+460

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每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+460-

ZK30+660

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每30m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30+660-

ZK30+790

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每15m一个断面，水平净空收敛每断面2对测点，拱顶下沉每断面1个测点

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ZK30