隧道监控方案

1、岩内隧道监控量测专项方案1.1工程概述1、工程概况本隧道为四洞明洞形式。隧道洞内设置单向纵坡，左右线最大纵坡均为土 3%最小纵坡土 0.3%隧道结构型式由分离式明洞、分离式暗挖隧道组成，左、右线建设规模见 下表：建设规模表隧道名称起止桩号隧道长度(米)华表山一号隧道左线ZK3+71L ZK4+060350TZK9+35A TZK9+81514631右线YK3+71A ZK4+060350TYK9+335- TYK9+815361.4华表山二号隧道左线ZK4+29L ZK4+735.3440.3TZK9+92A TZK10+387 :465右线YK4+295- K4+735440TYK9+927

2、- TYK10+3704432、地形地貌本隧道区属于东南沿海丘陵台地剥蚀残丘地貌，整体覆盖层较薄，基岩埋深较浅。隧道穿越于一北东向伸展的残丘之下，地形起伏较大，山包孤立浑圆，植 被发育，沿线最咼点海拔最咼236米。根据国标中国地震参数区划图(GB18306-200)福建省区划一览表，本 线路场地地震基本烈度为度，地震动峰值加速度为 0.15g，地震分组第一组， 工程场地地震反应谱特征周期为 0.40s。抗震设计按公路工程抗震设计规范(JTJ044-89)执行4、水文地质条件隧址区围岩主要为上三叠侏罗系(T3-J)混合岩，隧道区地下水主要为上部残坡 积层和强风化层中的孔隙潜水及下部基岩裂缝水。隧

3、道双洞最大总涌水量约503.7m3/d,正常涌水量约169.3m3/d,岩层富水性中等。据勘察取地下水水样分析，地下水对混凝土不具腐蚀性。1.2监控量测的目的(1) 通过监控测量，了解施工期地层、支护结构与周边环境的动态变化，明 确施工对地层、支护结构和周边环境的影响程度以及可能产生安全事故的薄弱环 节，预测临近建筑物的变形发展趋势，及时对其安全性做出评估，同时综合各种信息进行预警和报警，使有关各方有时间及时做出反应，防止环境事故的发生。(2) 监控量测，能客观、真实、全面地掌握隧道围岩、支护结构以及周边 环境安全的关键性指标，确保工程安全，也为可能的纠纷提供处理依据和独立、 客观、公正的监测

4、数据。(3) 监测工作真正发挥优化设计和反馈指导施工的作用(而不是仅仅满足 于收集资料和提交报表)，对可能出现的各种突发情况提出建议措施，提咼本项 目信息化施工水平，具有较大的社会效益和经济效益。(4) 修改工程设计。通过研究监测成果，判断结构的安全稳定性。有助于对工程设计进行修改，并通过监测数据与理论上的工程特性指标进行比较，以便了解设计的合理程度。(5) 提供判断围岩和支护体系基本稳定的依据，确定二衬的施作时间。(6) 验证支护结构设计，为支护结构设计和施工方案修订提供反馈信息。(7) 积累资料，为今后类似工程或工法本身的发展提供借鉴，并为隧道运 营后的养护与维修提供可靠的原始数据。1.3

5、工程监测的必要性作为开挖对象，土体特性非常复杂，解析上的诸多假定是在所难免的，因此解析的结果只能作为一个初期的预测，而并非对环境的掌握。与解析相对应，监测具有相对准确地把握土体自身的动态(应力、变形、应变等)的特性。在解析 结果的基础上对照监测结果，及时修正设计，实现信息化施工。如前所述，工程施工中的现场监测是其施工过程中必不可少的内容之一。而且各种施工开挖方法对土体和支护结构的受力以及周边的环境有较大的影响。尤其是不良地质现象如果不及时发现和处理， 很可能发展成重大施工事故。为使施 工满足安全性和经济性，通过现场监测进行预测、预报，是避免事故，降低施工 风险的有效手段，进一步证明现场监测的特

6、殊性和重要性。1.4监测方案制定的原则根据隧道的工程地质和水位地质条件，结合我公司在以往隧道监测中积累的 经验，编制本监测方案遵循以下原则：1）监测方案以安全监测为目的，根据工程特点确定监测对象和主要监测指 标。2）根据监测对象的重要性确定监测规模和内容、监测项目和测点布置，较 全面地反映围岩的实际工作状态。3）采用先进、可靠的监测仪器和设备，设计先进的监测系统。4）为确保提供可靠、连续的监测资料，各监测项目间相互校验，以便数值 计算、故障分析和状态研究。5）在满足工程安全的前提下，尽量减少对工程施工的交叉干扰影响。6）按照国家现行的有关规定、规范及招标文件要求编制监测方案。否*计设工施更变束

7、结工施T 计设工施更变行不查 调 测 勘图1-1监测在信息化设计与施工中的作用1.5编制主要依据（1）工程测量规范（GB50026-93；晋江至石狮环城高速一岩内隧道监控量测专项方案(2国家一、二等水准测量规范(GB 12897-91);(3公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)(4建筑变形测量规程JGJ/T8-97 ；(5、其他公路工程建设相关规范、标准、资料。2 .监测项目实施方案根据询标文件、设计文件、施工组织设计文件的要求， 结合以前在类似工程 中总结的监测经验，在本隧道中开展如下监测项目：监测项目包括：洞内外观察、洞内周边位移量测、拱顶下沉量测、地表沉降 量测、建筑物基础沉降等必

8、测项目；围岩体内位移量测、模筑二次衬砌应力监测、 围岩压力及支护间压力量测；锚杆内力及抗拔力量测；钢支撑内力量测等选测项 目。各必测项目的具体监测方法如下：2.1.洞内外观察观测内容(1) 对开挖后没有支护的围岩：1) 岩质种类和分布状态，近界面位置的状态；2) 岩性特征：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，断面状 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；6) 溶洞的情况；7) 地下水类型，涌水量大小，涌水压力，湿度等；8) 开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象；9) 核准围岩级

9、别。(2) 开挖后已支护段：1) 初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录；2）有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；3）喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏;4）有无锚杆和喷混凝土施工质量问题；5）钢架有无被压弯现象；6）是否有底鼓现象。（3）洞外观察主要是了解洞口、洞身和浅埋段的地表变形、开裂情况。观察目的通过对洞内外观察，以达到：1）预测开挖面前方的地质条件；2）为判断围岩、隧道的稳定性提供依据；3）根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度;4）掌握地表变形变位及开裂等情况。观测方法每次爆破开挖后，利用地质素描、照相或摄像技术将观测

10、到的有关情况和现 象进行详细记录，观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、具体的里 程位置以及对异常情况的描述。监测频率每次开挖后及初期支护后及时进行观察，暂定平均按每5m 一个断面观察成 果。2.2 隧道周边收敛监测2.2.1 监测内容隧道周边收敛监测，是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对位移量。222监测目的对隧道周边进行收敛观测，主要有以下目的：1）周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映，监测周边位移可为判 断隧道空间的稳定性提供可靠的信息，以确定初期支护的安全性；2）根据变位速度、变位加速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供 合理的支护时机；3）判断初期支护

11、设计与施工方法选取的合理性，用以指导设计和施工。监测方法在隧道内设置监控量测断面，每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点，利用收 敛计，采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介， 通过百分 表测读隧道周边某两点相对位置的变化。测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，在爆破后 24h内或下一次爆破前 测读初次读数。测试仪器SWJ4V型隧道收敛计。监测精度监测的最小精度1.0mm测点布置本隧道平均15米布设一个监测断面，每监测断面设置不少于 4条测线，测点 分别布置在拱顶及两侧。如图1所示。I F图1拱顶下沉及周边收敛量测测点布置示意图拱顶下沉及周边收敛采用的仪器有水准仪、铟钢尺、收敛计等。

12、227水平收敛警戒值根据公路隧道设计规范（JTG D70-2004）锚喷衬砌和复合式衬砌初期支护的允许洞周水平相对收敛值如表2-1所示。表2-1 隧道周边允许相对位移值（%围岩级别覆盖层厚度（M）v<5050-300> 300出0.10.30.20.50.4-1.2IV0.150.50.41.20.8-2.0V0.20.80.61.61.0-3.0注：1）水平相对收敛值系指收敛位移累计值与两测点间距离之比；2）硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩的隧道取表中较大值；3）本表所列数值，可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正；4） 拱顶下沉允许值，一般按本表数值的0.51.0倍采用。

13、228监测频率本隧道拱顶沉降和周边收敛监测按表2-2所列频率进行表2-2隧道收敛位移和拱顶下沉监测频度表位移速度（mm/d ）距工作面距离频度备注>10（0 1） D12次/ 1天510（1 2） D1次/ 1天注：D为隧道宽度5（2 5） D1次/ 2天<1>5D1次/ 1周注：1）从不同测线得到的位移速度不同，监测频率应按速度高的取值;2）若根据位移速度和距工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值；3）后期监测时，间隔时间可加大到几个月或半年监测一次。2.3 隧道拱顶下沉监测2.3.1 监测内容拱顶下沉监测，是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测， 是相对于不动

14、 点的绝对位移。监测目的对隧道拱顶进行沉降观测，主要有以下目的：1）通过拱顶位移监测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；2）根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时 机；3）指导现场设计与施工。监测方法在隧道内设置监测断面，在隧道拱顶设置测点，安设隧道拱部监测测点，将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部测点上作为标尺， 后视点可设在稳定的部位，用晋江至石狮环城高速一岩内隧道监控量测专项方案水平仪观测。测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。监测精度监测的最小精度1.0mm235测点布置本隧道平均15米布设一个监测断面，和隧道

15、周边收敛布设于同一断面上。每监测断面设置在拱顶处设置监测测点。如图2-1所示。236拱顶沉降警戒值根据隧道埋深及围岩类别确定拱顶沉降控制值，按表2-1要求取值。237监测频率按表2-2所列频率进行。2.4 地表下沉量测监测内容测试洞口浅埋段隧道开挖时对地面沉降的影响及其影响范围。监测目的1）判断开挖时对地面沉降的影响及其影响范围；2）根据监测结果决定对该区段设计、施工方法的调整和变更；3）保证施工安全，优化支护参数；243测试方法用水准仪、全站仪对测点的高程进行量测，计算其高程的变化量。244测试仪器水准仪、钢尺、全站仪测点布置垂直隧道轴线在洞口段设置监测断面， 隧道范围内从拱顶位置左右间隔

16、2m对 称布设沉降观测点。本隧道在进出口左右线各布置两个监测断面，对于洞口坡度较缓的，设置两个沉降监测断面，每断面不少于7个监测测点；洞口坡度较陡的， 设置一个沉降监测断面，不少于 7个监测测点，和一个水平位移监测断面，不少 于4个监测测点。地表下沉桩的布置宽度应根据围岩级别、隧道埋置深度和隧道 开挖宽度而定，地表下沉量测断面的间距按表 3采用。地表下沉量测断面布置表表2-3埋置深度H地表下沉量测断面的间距(mH>2B20-50B<H<2B10-20H<B5-10注：1.无地表建筑物时取表内上限值;2. B 表示隧道开挖宽度。地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量

17、测频率相同地表沉降断面及测点布置见图2、图3地表层际枚、00 _JFJ仰坡 I监测断面 y :j监测主断面t.二一厂：,-.- 一二一 隧道45度角范围隧道范围45度角范围45度范围外1 ； 1A1 45度范围外fI71图2地表沉降监测断面位置示意图1/图3监测主断面测点布置示意图说明：隧道范围内以隧道中轴线为中心每两米一个点；45度角范围每4米一个点；45度范围外每5米一个点，每侧布置两个点。2.4房屋基础沉降监测华表山一号隧道下穿周边有厂区办公及宿舍房，需进行建筑物基础沉降监测。测点布置在建筑物基础的四个角上，从开挖面前方30米开始，直至开挖面后30米，沉降基本停止为止。为了保证施工影响范

18、围内建筑物的安全， 在施工过程中需进行建筑物监测， 目的是掌握工程施工期间建筑物的变化情况，以便当建筑物变形过大，及时采取有效的保护加固措施，确保建造物安全。 在地下工程施工前，应对施工现场周边 的建筑物进行调查，根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响程度，确第12页共20页定具体的监测对象。然后，根据所确定的拟要监测的对象进行详细调查，以确定监测内容及监测方法。a) 建筑物四角或沿外墙每68m处或每隔23根柱基上。b) 裂缝、沉降缝、伸缩缝和不同埋深的基础两侧，框架结构的主要柱基或纵横轴线上。c) 人工地基与天然地基的接壤处；建筑物不同结构的分界处。图4建筑物沉降观测点埋设示意图1钢筋

19、；2观测点头部；3建筑物墙式柱监测频率及仪器同地表沉降监测。2.5下穿高压铁塔段的监测方案华表山一号隧道下穿高压铁塔地段前后 30米范围列为重点监测地段，洞内 监测项目按表5-4-1执行，地表沉降监测布点沿线路纵向每 5米一个断面，每个 断面7个测点，并在铁塔基础四个角增设4个监测点。监测频率按表5-4-1执行。 3 .监测数据的处理分析和报送3.1监测数据的处理与分析本监测工程采用地下工程智能监测软件处理监 测数据并进行分析，以数值和图形、图表等多种形式 描述各项监测项目的变化趋势。(1) 能及时对现场量测数据绘制时态曲线 (或散 点图)和空间关系曲线。(2) 当位移-时间曲线趋于平缓时，应

20、进行数据 处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。(3) 当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。将量测数据及时输入计算机系统，并绘制位移-时间曲线图，在 位移一时间曲线中如出现以下反常现象， 表明围岩和支护呈不稳定状 态，应加强监视，并加强支护，必要时应立即停止开挖，并进行施工 处理。(4) 隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于规范要求值。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近规范要 求值，或者喷层表面出现明显裂缝时，承包人应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方

21、法。(5) 根据量测结果进行综合判断，确定变形管理等级，据以指导施工。 变形管理等级见表7。变形管理等级 表2-4管理等级管理位移施工状态U0<U n/3可正常施工n(Un/3) U0 (2Un/3)应加强支护IU0>(2U n/3)应采取特殊措施注：Uo :实测变形值； Un :允许变形值表2-4监控量测设置一览表序 号监测项目监测手段测点布置监测频率控制标准 (按设计)1地质和支 护状况观 察岩性、结构面产状 及支护裂缝观察 或描述、地质罗 盘、照相机等开挖后及初期支护后进 行1次/天无2周边收敛收敛计每1020m 一个断面，每断面23对测点115d: 12次/天16d1个月：

22、1次/2天13个月：12次/周水平允许相 对位移值%0.2 0.83拱顶下沉水平仪、水准尺、 钢尺或测杆每1020m 一个断面115d: 12次/天16d1个月：1次/2天13个月：12次/周20 30mm4地表沉降精密水平仪洞口每 550m 一个断 面，每个断面至少 7个 测点，每隧道至少 2个 断面，中线每5 20m 个测点开挖面距量测断面前后v2D时，12次/天开挖面距量测断面前后v5D时，1次/2天开挖面距量测断面前后5D时，1次/周20 30mm5建筑物基 础沉降精密水准仪在隧道开挖面上方选择 有代表性的建筑物，将 基础沉降监测点设置在 建筑物四角上开挖面距量测断面前后V2D时，12

23、次/天开挖面距量测断面前后V5D时，1次/2天开挖面距量测断面前后5D时，1次/周20 30mm6围岩体内 位移（洞 内设点）洞内钻扎中安设 单点、多点杆或钢 丝式位移计每代表性地段一个断面，每断面5个测点115d: 12次/大16d1个月：1次/2天13个月：12次/周需设计提供7围岩压力 及两层支 护间压力各种类型压力盒每代表地段一个断面， 每断面5个测点115d: 12次/天16d1个月：1次/2天13个月：12次/周需设计提供8锚杆轴力各类电测锚杆轴 力计每代表地段一个断面， 每断面5根锚杆轴力计115d： 12次/天16d1个月：1次/2天13个月：12次/周需设计提供9钢支撑内 力

24、钢筋计每代表地段一个断面， 每断面5个测点115d： 12次/天16d1个月：1次/213个月：12次/周天需设计提供10模筑二次衬砌应力混凝土应变计每代表地段一个断面， 每断面5个测点115d： 12次/天16d1个月：1次/2天13个月：12次/周需设计提供3.2监测报表的内容及报送时限正常情况下，以周报、月报的形式每周、每月向业主、监理及 其它相关部门提交周报、月报。当出现沉降或变形的异常现象时，应 立即复测。确认后先以电话或口头形式告知业主代表和监理工程师， 本次监测工作结束后，必须以纸质文件形式出具简报。4 .监测组织机构及质量管理体系4.1监测管理体系监测管理体系见图4-1监测管理

25、体系框图图4-1监测管理体系框图4.2监测组织机构421项目拟投入的主要仪器设备序号名称型号数量制造厂商备注1水准仪DSZ22苏一光2水准仪脚架3收敛计24数码相机25打印机6电脑17钢尺18铝合金伸缩杆9探照灯10花杆11办公桌12安全帽423监测组织主要职责1）、负责监测方案和监测计划制定；2）、监测仪器的选择和调试、仪器保养维修工作；3）、负责量测计划的安排与实施。包括量测断面选择、测点埋设、日常量测、资 料管理等；4）、监测数据的收集、整理和分析；5）、负责及时进行量测值的计算和绘制图表。并快速、及时准确地将信息（量测结果）反馈给现场施工指挥部，以指导施工。6）、现场监控量测，按监测方

26、案认真组织实施，并与其他环节紧密配合，不得中断。7）、及时向业主和监理工程师提交监测报告。424监测流程监测数据分析为达到预定的监测目的， 要进行科学合理的组织安排，监测需 严格按监测流程进行，如图4-2所示。图4-2 监测流程图4.3质量管理及资料反馈体系监测管理水平及管理体制如表4-1所示一般管理重视管理重要管理最重要管理A BCD!/管理水平川/管理水平U管理水平I 'A、 管理水平I以下 定期量测及定期报告一般管理一般的量测管理B、 管理水平In 增加量测频度，检查量测设备重视管理加强观测、分析原因C、 管理水平n川 增加量测频度，增加测点重要管理加强现状检查、观察、准备和实施

27、对策、分析原因D、 管理水平川以上停止施工、实施对策表4-1管理水平及管理体制上表中管理水平I级按控制标准的 50%,管理水平n级按控制标准的 70 %, 管理水平川级按控标准的100%考虑。上述标准将视实际量测项目和其重要程度作适当的调整。日常工作采用图4-2流程进行管理监测结果*1是否超过I级管理1是r是否超过n级管理1是否是否超过川级管理继续施工安全综合判断不安全采取特殊措施丄暂停施工图4-2监测资料反馈管理程序图同时，建立健全监测工作的质量保证体系， 确保各项监测工作严格监测方案 及规范实施，保证监测数据的准确性和真实性。4.4监测工作制度为保证监测工作顺利有效并安全地实施，建立一套健全的安全工作保证体 系，严格其规定程序执行各项监测作业。(1) 总结以往监测施工过程中的安全生产经验教训，对于成功的控制方法进行总结推广。(2) 监测设备必须符合技术和安全规定。(3) 各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的规程和规范。(4) 所有人员必须严格遵守项目部制定的各项管理规定，遵守岗位责任制；(5) 监测组成员之间必须加强团结、互相配合，提高办事工作效率，以促进 监测工作的顺利进行，对影响监测工作进度的人员将采取经济处罚的措施；(6) 监测人员在监测工作过程中必须