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隧道监控量测施工工艺手册隧道监控量测施工工艺手册 版本号：版本号：zgzt1j-ngzq6-sd-01zgzt1j-ngzq6-sd-01 编编 制：制： 复复 核：核： 审审 核：核： 目目 录录 第一章 监控量测设计 2 第二章施工工艺框图 2 第三章 施工工艺 3 1、施工准备 .3 1.1、技术准备 .3 1.2、材料准备 .3 1.3、机具准备 .3 2、监控量测项目选定 .3 3、测点布置 .5 4、量测频率 .6 4.1、按位移速度 .7 4.2 按距开挖面距离.7 5、量测数据采集 .7 6、监测资料整理、数据分析及反馈 .8 7、监控量测的判别 .9 8、监控量测变形管理等级 10 9、监控量测信息反馈及工程对策 10 第五章 施工操作要点 .10 第六章 质量控制及检验 .12 1、监控量测验收资料 12 第一章第一章 监控量测设计监控量测设计 隧道施工按铁路隧道监控量测技术规程 （tb10121-2007 j721-2007）和铁 路隧道工程施工技术指南 （tz204-2008）等有关要求进行，以确保质量，监控量测计 划根据隧道规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式等确定。 第二章第二章施工工艺框图施工工艺框图 现场施工 监控量测 量测结果的微机信息处理系统 量测结果的综合处理及分析 监测结果的综合评价 量测结果的形象化、具体化 地层支护结构安全稳定性判断 地层、支护结构动态及现状分 析说明、提交修正设计、施工 建议 反馈设计信息 是否改变设计、施工方案 新设计施工方法 经验类比 理论分析 甲方、规 范要求 报送设计、 监理单位 n y 调整设计参数、改变 施工方法 监测设计资料调研 图图 1 1 监控量测工艺流程图监控量测工艺流程图 第三章第三章 施工工艺施工工艺 1 1、施工准备、施工准备 1.11.1、技术准备、技术准备 （1）开工前应根据隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等， 进行监控量测设计。该设计应包括：量测项目、量测仪器、测点布置、量测频率、数 据处理及量测人员组织等。 （2）根据监控量测设计及测试精度选用简单适用、稳定可靠、操作方便、量程合 理、便于进行结果处理和分析的量测仪器。 （3）施工前成立专门监控量测小组，负责测点埋设、日常监测、数据处理和仪器 维修保养工作，并及时将量测信息反馈于设计和施工。 1.21.2、材料准备、材料准备 监控量测所用材料应满足设计及验标要求，并与选用的量测设备配套。 1.31.3、机具准备、机具准备 隧道单口施工，监控量测设备应结合隧道开挖方法、量测设计及测试精度等要求 进行合理配置。 表表 1 1 隧道监控量测设备配备表隧道监控量测设备配备表 序号监测项目监测仪器 1地表沉降（陆域）及仰拱隆起wild-n3 精密水准仪、铟钢尺各 1 套 2隧道拱顶下沉全站仪或水准仪 1 套 3隧道净空收敛全站仪或收敛计 1 套 4锚杆抗拔力锚杆拉拔计（每个分部 1 台） 5沉降缝两侧底板不均匀沉降wild-n3 精密水准仪、铟钢尺各 1 套 6 洞口段与路基过渡段不均匀沉 降观测 wild-n3 精密水准仪、铟钢尺各 1 套 7地质和支护状况观察地质罗盘仪及规尺等各 1 套 8数据处理电脑 2 台 9计算器2 台 10扶梯2 个 1120m 钢尺1 把 129m 长可伸缩挂钩（挂钢尺用）1 把 2 2、监控量测项目选定、监控量测项目选定 隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目 可分为必测项目和选测项目两大类。选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、 开挖方法及其他要求，有选择地进行。监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设 计要求布设测点，并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。 根据本线隧道的特点，必测项目和选测项目包括： 表表 2 2 监控量测必测项目监控量测必测项目 序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注 1洞内、外观察现场观察、地质罗盘 2 二次衬砌前净空 变化 隧道净空变化测定仪 （收敛计、隧道激光断面仪、全站仪）0.1mm全站仪采用非接触观测法 3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺1mm一般进行水平收敛量测 4地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测（h02b） 5 二次衬砌后 净空变化 隧道净空变化测定仪（收敛计）0.01mm 6 沉降缝两侧底板 不均匀沉降 三等水准测量1mm 沉降缝两侧底板（或仰拱 填充层面）沉降 7 洞口段与路基过 渡段不均匀沉降 观测 三等水准测量1mm 洞口底板（或仰拱填充层 面）与洞口过渡段的沉降 表表 3 3 监控量测选测项目监控量测选测项目 序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注 1地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mmh02b 时 2隧底隆起水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm 3围岩内部位移多点位移计0.1mm 4围岩压力压力盒0.001mpa 5二次衬砌接触压力压力盒0.001mpa 6钢架受力钢筋计0.1mpa 7喷混凝土受力混凝土应变计10 8锚杆杆体应力钢筋计0.1mpa 9二次衬砌内应力混凝土应变计0.1mpa 10爆破振动观测爆破振动记录仪爆破振动记录仪临近建筑物 11围岩弹性波速度弹性波测试仪 3 3、测点布置、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5.2.2规定进行。 测点布置具体见图5.2.2-14。 表 4 必测项目量测断面间距和每断面测点数量 每断面测点数量 围岩级别断面间距（m） 净空变化拱顶下沉 51012 条基线13 点 10301 条基线1 点 30501 条基线1 点 注：1 洞口及浅埋地段断面间距取小值。 2 各选测项目量测断面的数量，宜在每级围岩内选有代表性的 12 个。 3 软岩隧道的观测断面适当加密。 图1 洞顶地表下沉量测断面布置图 h b=h 地面线 n5m24m42m42m24mn5m 地面下沉线 内轨顶面 隧 道 中 线 最大跨度线 起拱线 1米 右2 右1左1 左2 右3左3 图2-1 洞内周边收敛量测布置图 隧 道 中 线 最大跨度线 起拱线 右1左1 左2 右3左3 图2-2 cd、crd法开挖洞内周边收敛量测布置图 隧 道 中 线 右2 图 2 洞顶地表下沉量测断面布置 4 4、量测频率、量测频率 4.14.1、按位移速度、按位移速度 表表 5 5 量测频率量测频率 位移速度（mm/d）量测频率 52 次/d 151 次/d 0.511 次/23d 0.20.51 次/3d 0.21 次/7d 4.24.2 按距开挖面距离按距开挖面距离 表表 6 6 量测频率量测频率 量测断面距开挖面距离（m）量测频率 （01）b2 次/d （12）b1 次/d （25）b1 次/23d 5b1 次/7d 注：、b 为隧道开挖宽度； 、当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时，应加大监测频率； 、当变形曲线趋于平缓时，在有充足的数据判断变化趋于稳定，可以停止 相应项目的监测工作，并经工程师批准。 5 5、量测数据采集量测数据采集 根据设计文件、结合施工指南，制定本线隧道围岩量测方案。 拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在 36h 内完成，其他量测应在每次开挖后 12h 内取得起始读数，且在下一循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠、易于识别，并注 意保护，严禁爆破损坏。 基底处理完毕经检测符合各项指标后，在仰拱回填顶面横断面上设 3 个测点， 纵向每 10m 设一排，采用精密水准仪进行沉降观测。观测周期及观测时间根据现场实 际情况确定。观测计划及观测方案应征得监理批准，观测结果异常时应立即报设计单 位拿出处理意见，情况紧急时，应果断采取措施，确保施工安全。 隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面 内。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。 测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，取算术平 均值作为观测值；每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工 情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。 各项量测作业均应持续到变形基本稳定后 23 周后结束。对于膨胀性和挤压性 围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。 6 6、监测资料整理监测资料整理、数据分析及反馈、数据分析及反馈 现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，其中包含着测量 误差。因此，应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测断 面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性；探求围岩变 形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和初期支护系统稳定状态。 在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受 力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应 力时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈 给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。 目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测 最终位移值和各阶段的位移速率。具体方法如下： (1)将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内 各测点的位移 u-时间 t 的关系曲线，见图 3。 (2)若位移-时间关系曲线如上图中 b 所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定 状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。 (3)当位移-时间关系曲线如上图中 a 所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析， 从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。 u(mm) u(mm) t(d) t(d) 正常曲线 反常曲线 a 图图 3 3 位移位移 u-u-时间时间 t t 的关系曲线的关系曲线 (4)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。 监控量测应报专门的周报，监控量测数据及周报必须经项目分部总工复核签 字，再报现场监理审核后，才能报项目部工程部，监控量测数据由项目部工程部汇总 后，报南广公司筹备组安质部，周报制度从 2009 年 6 月 1 日起执行，各分部周报截止 上报时间为每周日 16：00,周报以电子文档形式发至项目部工程部唐斌即时通。特殊地 段或围岩变形较大的隧道,监控量测应执行日报制，其上报程序同周报制。 7 7、监控量测的判别监控量测的判别 实测最大位移值或回归预测最大位移值不大于规范要求的极限相对位移的 2/3，可 认为初期支护达到基本稳定。 、根据位移变化速度判别 当拱角水平相对净空变化速度大于 1020mm/d 时，表明围岩处于急剧变形状态， 量测工作应加强到每天 23 次，并向有关领导提出加强初期支护系统的建议； 一般围岩地段当净空变化（收敛）速度小于 0.2mm/d 时，不良地质地段当净空变 化（收敛）速度小于 0.5mm/d 时，则认为围岩达到基本稳定。 、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（du2/d2t0） ，围岩趋于稳定状态； 当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t 0） ，围岩不稳定，应加强支护； 当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0） ，围岩进入危险状态，必须立即停止掘 进，加强支护。 8 8、监控量测变形管理等级监控量测变形管理等级 表表 7 7 变形管理等级表变形管理等级表 管理等级管理位移施工状态 uu0/3可正常施工 u0/3u2u0/3 加强支护 u(2u0/3)采取特殊措施 注：u 为实测位移值，u0 最大允许位移值。 9 9、监控量测信息反馈及工程对策、监控量测信息反馈及工程对策 9.1、监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价， 并提出相应工程对策与建议。 9.2 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。 、实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因 并提交异常报告； 、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。 9.3 工程对策主要应包括下列内容： 、一般措施：稳定开挖工作面措施；调整开挖方法；调整初期支护强度和刚度 并及时支护；降低爆破振动影响；围岩与支护结构间回填注浆。 、辅助施工措施：地层预处理，包括注浆加固，降水、冻结等方法；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。 第五章第五章 施工操作要点施工操作要点 1、根据隧道地质情况、施工方法、断面情况制定监控量测实施方案，制定监控量 测控制基准值，成立监控量测工作小组，及时掌握使用先进仪器设备。 2、隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、 锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。浅埋地段要做好洞顶 地面观察和沉降监测。 3、测点应在开挖面施工后及时安设，并尽快取得初读数，测点布置应牢固可靠、 易于识别，并注意保护，拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内或洞外水准基点联测， 每 1520d 应校核一次。 4、监测结果分析采用散点图（时态曲线）和回归分析法，依据时态曲线的形态结 围岩稳定性、支护结构的工件状态安全性评价，并提出实施意见指导施工。 5、将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来 抓，并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监 测小组，具体负责各项监测工作。 6、制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的 施工进度控制计划。 7、施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、 变形的影响，