XXX隧道监控量测方案.docx

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XXX隧道监控量测方案

目录

一、编制依据：

1

二、监控量测目的：

1

三、工程概况：

1

四、人员组织：

2

五、元器件及设备：

2

六、监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准2

6.1监控量测项目2

6.2监控量测断面及测点布置原则2

6.3监控量测频率及控制基准4

6.4监测文件标准5

6.5监控量测控制基准5

七、监控量测方法8

7.1时间要求8

7.2洞内、外观察8

7.3净空变化量测9

7.4拱顶下沉量测9

7.5地表沉降量测10

7.6量测注意事项10

八、数据记录格式11

九、数据处理及预测方法11

十、信息反馈及对策12

十一、监控量测点点位保护、损坏补救措施14

十二、数据真实性保证措施及惩罚措施15

XXX隧道监控量测方案

一、编制依据：

《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007

铁建设【2010】120号文

《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。

三、工程概况：

隧道位于长白山山脉余脉南延部位，山势西高东低，沟谷发育，地形起伏较大，山坡基岩裸露，表层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粗圆砾土及上更新统坡残积（Q3dl+el）粗角砾土覆盖，自然边坡约３０°

隧道围岩分级及岩土施工工程分级

XXX隧道围岩分级及岩土施工工程分级表

里程段落

围岩分级

岩土施工工程分级

DK119+909.18～DK119+955

Ⅴ

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

DK119+955～DK120+010

Ⅳ

Ⅴ

DK120+010～DK120+230

Ⅲ

Ⅴ

DK120+230～DK120+300

Ⅳ

Ⅵ、Ⅴ

DK120+300～DK120+385

Ⅴ

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

DK120+385～DK120+425

Ⅲ

Ⅴ

DK120+425～DK120+630

Ⅱ

Ⅴ

DK120+630～DK120+750

Ⅲ

Ⅴ

DK120+750～DK121+420

Ⅱ

Ⅴ

DK121+420～DK121+550

Ⅳ

Ⅴ

DK121+550～DK121+885

Ⅲ

Ⅴ

DK121+885～DK121+942.92

Ⅴ

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

四、人员组织：

组长：

副组长：

组员：

五、元器件及设备：

量测仪器配备：

数码相机1台、罗盘仪1台、收敛仪1台、全站仪1台、水准仪1台、钢挂尺1个。

六、监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准

6.1监控量测项目

根据设计要求，结合XXX隧道具体情况，确定围岩量测必测项目。

表1围岩量测必测项目

序号

监测项目

测试方法和仪表

测试精度

备注

1

净空变化

隧道净空变化测定仪（收敛计）

0.5～1mm

一般进行水平收敛量测

2

拱顶下沉

水准测量的方法、水准仪、钢尺

0.5～1mm

3

地表下沉

水准测量的方法、水准仪、塔尺

0.5～1mm

隧道浅埋段必测（H0≤2b）

4

地质和初期支护观察

每次开挖后对开挖面进行观测，如发现异常应立即进行处理；对已施工的区段每天至少观察一次，发现结构开裂、突出等异常应立即采取应急措施。

了解隧道支护结构及围岩地稳定情况

6.2监控量测断面及测点布置原则

6.2.1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。

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46.47m，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。

图1地表沉降横向测点布置示意图

浅埋隧道（H0≤2b，H0—隧道埋深3.82m，B—隧道最大开挖宽度17.8m）应在隧道开挖前布设地表沉降测点，地表沉降测点纵向间距应符合表2要求。

表2XXX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

（m）

洞口横向量测范围（m）

洞口纵向量测范围（m）

横向点间距（m）

1

程家堡隧道入口

2.9

44

37

2-5

2

程家堡隧道出口

2.43

50

26

2-5

6.2.2拱顶下沉测点、净空变化测点布置原则

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3的要求布置。

拱顶下沉点设置在拱顶轴线附近。

净空变化量测测线数按图2布置。

表3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）

II-III

1590

32

50

IV

255

10

25

V

148

30

5

表4净空变化量测测线数

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2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；

6.3监控量测频率及控制基准

表5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

（2～5）B

1次/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6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/2～3d

0.2～0.5

1次/3d

＜0.2

1次/7d

6.4监测文件标准

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：

6.4.1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。

6.4.2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。

6.4.3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。

6.4.4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。

6.4.5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。

6.4.6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。

6.5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。

6.5.1隧道初期支护基线相对位移可参照表7使用。

表7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

0.06～0.10

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。

表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。

2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。

3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。

6.5.2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8要求确定。

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8要求确定。

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，取小值。

表8位移控制基准

类别

距开挖面17.8m（U1B）

距开挖面35.6m（U2B）

距开挖面较远

允许值

65%U0

90%U0

100%U0

注：

B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值。

6.5.3根据表8位移控制基准，可按表9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9位移管理等级

管理等级

距开挖面17.8m

距开挖面35.6m

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

6.5.4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。

6.5.5爆破震动孔子基准应按表10的要求确定。

表10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。

6.6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。

6.7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。

6.8一般情况下、二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行：

6.8.1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；

6.8.2隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。

6.8.3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。

6.8.4软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作，二次衬砌距掌子面的距离：

Ⅳ级围岩不大于90m，Ⅴ、Ⅵ级围岩不大于70m。

6.9地质和初期支护观察

地质和初期支护观察分开挖工作面观察、已施工区段初期支护观察及地表观察。

6.9.1开挖工作面观察在每次开挖后进行一次,内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状况、围岩变形等。

当地质情况无变化时，可每天进行一次，观察应绘制开挖工作面略图并作好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定。

6.9.2对已施工区段初期支护的观察每天一次，观察内容包括喷砼、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。

5.9.3洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边仰坡的稳定、地表水渗透的观察。

七、监控量测方法

7.1时间要求

洞内、外观察和地表沉降观测根据本作业指导书要求进行。

净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行，若围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时内取得，最晚不得迟于24小时。

7.2洞内、外观察

洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。

其中，开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、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；已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等工作状态。

洞外观察重点应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。

7.3净空变化量测

7.3.1Ⅳ级围岩不大于10m，Ⅴ级围岩不大于5m。

并按规定量测频率进行量测。

主要原理：

每次测出两点间净长，求出两次量测的增量（或减量），即为此处净空变化值。

读数时读三次，然后取其平均值，并按附表记录。

7.3.2预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢筋与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，加工成闭合三角形，保证牢固不变形。

测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。

7.3.3量测方法

①检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。

②把净空收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入，用尺卡将尺与联尺架固定。

③调整调节螺母，记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。

为提高量测精度，每条基线应重复测三次取平均值。

当三次读数极差大于0.05mm时，应重新测试。

每次开挖后12h内取得初读数。

④测试过程中，若数显读数已超过25mm，则应将钢尺收拢（换尺孔）重新测试，两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺重孔距离不精确造成的测量误差。

⑤一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛仪，打开尺卡收拢钢尺，为下一次使用作好准备。

⑥当拱顶下沉速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并分析原因，采取处理措施。

7.4拱顶下沉量测

7.4.1采用精密水准仪和钢挂尺进行。

主要原理：

通过测点不同时刻相对标高，求出两次量测的差值，即为该点的下沉值。

读数时应该读三次，取平均值，并按附表记录。

Ⅳ级围岩不大于10m，Ⅴ级围岩不大于5m。

按规定量测频率进行量测。

7.4.2在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点，测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。

拱顶下沉量测测点布置在拱中，每断面布置一点，布设原则和间距按规定进行。

预埋测点由钢筋加工而成，钢筋直径不小于6mm，前端加工成闭合三角形，保证牢固不变形。

测点用快凝水泥或锚固剂固定在拱顶选定位置，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。

7.4.3量测方法：

设置水准基点（水准基点选择在围岩稳定地段设置）。

量测时采用水准仪、塔尺及钢挂尺，测出该点相对标高即可。

每次开挖后12h内取得初读数。

同一测点每次量测必须采用同一基点。

当拱顶下沉速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并分析原因，采取处理措施。

7.5地表沉降量测

7.5.1采用精密水准仪、铟钢尺进行，主要原理：

通过测点不同时刻标高，求出两次量测的差值，即为该点的下沉值。

其量测精度为±1mm。

当隧道埋深小于3倍洞径时进行量测，小于2倍洞径时必须进行量测。

7.5.2基准点应设置在地表沉降影响范围之外。

测点采用地表钻孔埋设，测点四周采用水泥砂浆固定。

布点原则和量测频率按规定执行。

当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。

7.5.3量测方法：

与拱顶下沉量测方法相似，采用精准水准仪和铟钢尺测出各沉降点标高即可。

在工程开挖前对每一个测点读取初始值。

首次观测时，对测点进行三次观测（三次差值小于±1mm），取平均值作为初始值。

量测过程中读数时各项限差宜严格控制，每个测点读数误差不宜大于0.3mm。

7.6量测注意事项

7.6.1监控量测布点应在喷砼前预埋，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，并保证布点打入围岩，严禁将测点布在钢架上。

及时进行测点的布设，并做好保护，可采用桩点沿初支边墙向内凹陷，防止破坏。

如果测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋，重新进行数据采集；如果测点出现松动，则应及时加固，当天的量测数据无效，待测点加固后重新读取初读数。

7.6.2测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识。

监控量测桩点上严禁悬挂重物。

7.6.3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。

7.6.4各监控量测小组须保证量测数据的真实性、准确性和及时性，如实的反应实际变化情况，不得弄虚作假。

7.6.5现场监控量测与施工易发生干扰，必须紧密配合。

施工现场应及时提供工作面，创造条件保证监控量测工作的正常进行；监控量测工作也要尽量减少对施工工序的影响。

监控量测元件的埋设计划应列入工程施工进度控制计划中。

7.6.6量测仪器设备在使用前和使用过程中必须进行定期的检查、校对和率定。

收敛仪使用时调节螺母逆时针转动最大范围不得露出螺纹。

在收敛仪使用一段时间后应进行对零校正，检查数显读数是否为零，若存在偏差，必须进行对零。

收敛仪量测完成后，用棉纱擦除灰尘并定期对钢尺擦涂机油，以防生锈。

八、数据记录格式

8.1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。

8.1.1监控量测现场记录可按以下表格执行：

开挖工作面地质状况记录表

隧道净空变化量测记录表

8.1.2监控量测数据汇总表

九、数据处理及预测方法

9.1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

9.2每次观测后立即对观测数据进行校核、如有异常及时补测。

9.3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。

9.4监控量测数据的分析包括以下主要内容：

9.4.1根据量测值时态曲线。

9.4.2选择回归曲线，预测最终值，并与控制基线进行比较。

9.4.3对支护及围岩状态、工法、工序进行评价。

9.4.4及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。

9.5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。

9.6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11选取，或通过现场试验确定。

表11、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

十、信息反馈及对策

10.1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。

10.2施工过程中进行监控量测数据实施分析和阶段分析。

10.2.1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。

10.2.2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。

10.3工程安全性评价根据5.5.3条分三级进行，并采用表12相应的工程对策。

工程安全性评价流程见图3。

图3监控量测信息反馈程序框图

表12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4工程安全性评价流程

10.4工程对策包括下列内容

10.4.1一般措施

10.4.1.1稳定开挖工作面措施；

10.4.1.2调整开挖措施；

10.4.1.3调整初期支护强度和刚度并及时支护；

10.4.1.4减低爆破振动影响；

10.4.1.5围岩与支护结构间回填注浆；

10.4.2辅助施工措施

10.4.2.1地层处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法；

10.4.2.2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。

十一、监控量测点点位保护、损坏补救措施

11.1点位保护措施

11.1.1每次采集数据前检查点位是否完好，有无明显碰撞痕迹。

11.1.2监控量测点点位旁悬挂点位标识牌，以及注意事项。

11.1.3点位保护落实到个人，下发点位保护责任书。

11.1.4洞内机械施工时，专人指挥机械，杜绝机械碰撞点位。

11.1.5填写点位检查记录表，并形成。

11.1.6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。

11.2损坏补救措施

11.1.1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。

11.1.2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。

11.1.3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。

十二、数据真实性保证措施及惩罚措施

12.1数据真实性保证措施

12.1.1量测人员相对固定；

12.1.2仪器的管理采取专人保管，专人负责；

12.1.3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；

12.1.4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；

12.1.5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；

12.1.6量测数据均经现场检查、室内复核后方可上报；

12.1.7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。

12.2惩罚措施

按照测量管理办法执行。