隧道监控量测实施细则

1、目 录一、总则- 3 -二、隧道工程地质概况- 3 -三、监控量测实施细则- 3 -3.1人员配备- 3 -3.2监控量测项目- 3 -3.3.量测设备和元器件- 5 -3.4.量测断面和测点的布置- 6 -3.4.1.必测项目断面布置- 6 -3.4.2. 必测项目测点布置- 7 -3.4.3.选测项目断面及测点布置- 12 -3.5.监控量测频率- 13 -3.6.监控量测控制基准- 13 -3.7.监控量测数据记录格式(见附录)- 16 -3.8.数据处理及分析预测- 16 -3.8.信息反馈及对策- 19 -3.9.监控量测技术方法- 22 -3.10.监控量测资料管理- 25 -3.

2、10.1.各工区需上报资料- 25 -3.10.2.量测数据电子版要求- 25 -3.10.3.监控量测竣工验收所需资料- 26 -四、监控量测管理制度- 26 -4.1.管理体系- 26 -4.2.奖罚制度- 26 -五、附录28监控量测实施细则一、 总则为准确合理的实施监控量测工作，正确有效的指导隧道施工，根据铁路隧道施工技术指南、铁路隧道监控量测技术规程、高速铁路工程测量规范、铁路工程测量规范并结合本标段工程特点编制本细则。二、隧道工程地质概况本标段内共有隧道五条。尖山隧道全长1285米。遂址区属剥蚀丘陵地貌，地势起伏大，坡上杂草灌木丛生。主要岩层为强-弱风化砂岩、硅质泥岩，钙质粉砂岩及

3、沉凝灰岩，根据有关地质资料推测，洞内存在断裂破碎带，岩石较为破碎，地下水发育。三、监控量测实施细则3.1人员配备每个隧道工点成立监控量测组，每组至少三人。组长由熟习隧道监控量测工作的技术人员担任，负责数据的采集和分析处理，其他人员配合组长工作。3.2监控量测项目根据隧道的地质、施工和变形情况，测量项目分为必测项目和选测项目。必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。选测项目应根据隧道建设规模、围岩的性质、隧道埋置深度、开挖方式等特殊要求进行的监控量测项目。（如下表）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、数码相机、罗盘仪2二次衬砌前净空变化收敛计、激光

4、隧道断面仪0.1mm全站仪采用非接触观测法3二次衬砌后净空变化收敛计、激光隧道断面仪0.01mm4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪1mm浅埋隧道必测（Ho2B）5拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪1mm一般进行水平收敛量测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注：Ho为隧道埋深；B为隧道最大开挖宽度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围岩压力压力盒0.001Mpa2钢架内力钢筋计、应变计0.1Mpa3喷混凝土内力混凝土应变计104二次衬砌内力

5、混凝土应变计、钢筋计0. 1Mpa5初期支护与二次衬砌接触压力压力盒0.001Mpa6锚杆轴力钢筋计0.1Mpa7围岩内部位移多点位移计0.1mm8隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪1mm9爆破振动振动传感器、记录仪临近建筑物10孔隙水压力水压计11水 量三角堰、流量计0.1mm12纵向位移多点位移计、全站仪0.1Mpa当有以下要求时进行选测项目的量测1)当围岩为土砂质时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验进行测量，以此确定锚杆的作用。2）对地下水发育断层破碎带等地质构造带可进行水量、空隙水压力测量。3）对一般硬质岩、软岩认为可以优化设计，减少支护数量时，可对锚杆轴力、围岩压力、

6、初支压力与二衬之间的接触压力进行量测。3.3.量测设备和元器件根据本工程所选定的量测项目，每个量测组必须配齐一下量测设备。3.3.1.监控量测设备配置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、铟钢尺等2隧道拱顶下沉全站仪或铟钢尺配精密水准仪3隧道净空收敛专用数显精密收敛计4锚杆抗拔力锚杆拉拔计5钢架内力VW-1型频率接收仪，钢筋应力计、应变计、压力盒等6二衬钢筋应力7围岩与接触压力8地质和支护状况观察地质罗盘仪及规尺等9数据处理电脑2台3.3.2.量测系统和元器件精度要求监控量测系统的测试精度应满足设计要求。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试

7、精度为0.51mm，围岩内部位移测试精度为0.1mm。其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。元器件的精度应满足要求，元器件的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。元器件的精度序号元器件测试精度1压力盒0.5%F.S.2应变计0.1% F.S.3钢筋计拉伸0.5%F.S.，压缩1.0%F.S.注：F.S为元器件满量程。3.4.量测断面和测点的布置3.4.1.必测项目断面布置浅埋隧道地表沉降观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25m。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Ho + B，地表有控制

8、性建(构)筑物时，量测范围应活当加宽。地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B Ho2.5B2050B Ho2B1020HoB510注：Ho为隧道埋深； B为隧道最大开挖宽度必测项目监控量测断面间距围岩级别断面间距（m）1003050105注：级围岩视具体情况确定间距。3.4.2. 必测项目测点布置 拱顶下沉测点设置在拱顶轴线上。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设2个测点； 浅埋隧道地表沉降测点在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程；不同断面的测点均布置在相同部位，测点尽量对称布置，以便数据的相互验证。测点布置示意图监控量测点必须安装牢固可靠

9、，易于识别并妥善保护。拱顶下沉量测点的后视基准点必须埋设在稳固的基岩上，并和洞内水准点建立联系。监控量测点严禁直接焊接与钢架上。（4）监控量测点的样式：a.沉降无尺观测、收敛有尺量测，测点样式 b.沉降观测、收敛观测均无尺量测的观测点样式净空变化量测测线数 地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或六步CD法上部，双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分布一条水平测线。3.4.3.选测项目断面及测点布置选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。

10、监控量测断面在相应段落施工初期优先设置，并及时开展量测工作。不同断面的测点布置在相同部位，测点尽量对称布置，以便数据的相互验证。3.5.监控量测频率3.5.1必测项目的监控量测频率根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表 3.5-1 和表 3.5-2 确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，增大监控量测频率。 3.5-1按距开挖面距离确定的监控量测频率量测断面距开挖工作面的距离（m）监控量测频率(01) B2次/d(12) B1次/d(25) B1次/23 d5 B1次/7 dB为断面宽度3.5-2按位移速度确定监

11、控量测频率位移速度(mm/d)监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23 d0.20.51次/3 d0.21次/7 d3.5.2选测项目监控量测频率根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息的结果确定。3.6.监控量测控制基准3.6.1.监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建(构)筑物特点和重要性等因素制定。1.隧道初期支护极限位移如下表：双线隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h (m)h5050h300300h500拱脚水平相对净空变化（%）0.010.030.200.600.030.100.080.4

12、00.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.501.803.00拱顶相对下沉（%）0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40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是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整体下沉值后与拱顶至隧底高度之比。3、墙腰水平相对净空

13、变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.21.3后采用。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要求确定。位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U 090%U 0100%U 0注：B为隧道开挖宽度，U 0为极限相对位移值。2.根据位移变化速度，净空变化速度持续大于5.0mm/d时，表明围岩处于急剧变化状态，需加强初期支护系统；水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。3.根据围岩回归位移时态曲线的形态来判别，当围岩位移速率不断下降 (du2/d2t0) 时围岩趋于稳定

14、状态；当位移速率保持不变(du2/d2t0) 时围岩不稳定，应加强支护；当位移速率不断上升(du2/d2t0) 时围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。根据量测结果可按变形管理等级指导施工。 位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2B（U2B）施工状态UU1B/3U2U1B/3U2U2B/3应采取特殊措施3.6.2.采用分部开挖法施工的隧道每分部分别建立位移控制基准，同时考虑各分部的相互影响。3.7.监控量测数据记录格式(见附录)附录1 XXX铁路XXX隧道净空变化监控量测原始记录表附录2 XXX铁路XXX隧道辅助坑道净空变化监控量测原始记录表附录3 XXX铁路XXX隧道拱顶下沉监控

15、量测原始记录表附录4 XXX铁路XXX隧道地表下沉监控量测原始记录表附录5 XXX铁路XXX隧道辅助坑道地表下沉监控量测原始记录表附录6 XXX铁路XXX隧道隧底沉降监控量测原始记录表附录7 XXX铁路XXX隧道收敛沉降成果表附录8 监控量测分析周报格式3.8.数据处理及分析预测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。 每次观测后需立即对观测数据进行校核，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合围岩稳定性、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。如有异常应及时补测。 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

16、理等。 监控量测数据的分析应包括以下主要内容：、根据量测值绘制时态曲线；、选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；、对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；、及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。 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、经验公式等进行分析，并预测最终值（应选取应采用与实测数据散点图最相近的模型进行分析预测）。分析表格如下收敛速率分析图累计收敛值分析图沉降速率时间关系分析图累计沉降值-时间关系图对实际测得的数据，利用计算机进行，指数、对数、双曲线其中最合适的一种形式进行计算分析，并进行预测。如上图实测数据在正常预测曲线附近分部时则说明隧道围岩变形正

17、常，当实测数据曲线出现反弯点时，则说明围岩变形出现异常性速率开始变大，需采取加强支护措施。3.8.信息反馈及对策 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。监控量测信息反馈程序流程图监控量测监控量测实施细则 隧道施工环境及工程安全性评价隧道设计判定基准报监理、业主、设计单位调整设计参数，提出变更设计建议现场调查与资料调研经验类比环境及安全是否满足要求特殊要求理论分析变更设计工程安全性评价分级及相应应对措施管理等级应对措施正常施工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暂停施工，采取相应工程对策位移(应力)是否超过超级管理位移(

18、应力)是否超过超级管理综合评价设计施工措施，加强监控量测 监控量测结果位移(应力)是否超过超级管理暂停施工继续施工工程对策否是是安全否不安全工程安全性评价流程 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。 c.各个洞口值班室必须保留近30天的量测数据资料，便于施工、技术负责人每天查阅。监控量测分析结果必须每天报技术负责人签字确认。 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

19、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。3.9.监控量测技术方法1、洞内、外观察 施工过程中进行洞内、外观察。洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。 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，并与勘查资料进行对比。 已施工地段的观察每天至少进行一次，主要是观察并记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。 洞外观察重点应在洞口段和洞

20、身浅埋段，记录地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等，同时还需对地面建（构）筑物进行观察。2、变形监控量测 变形监控量测采用接触量测。 隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。测点应埋设在规定的测线两端。、采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。、采用全站仪量测时，测点用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。 拱顶下沉量测采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。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。 地表沉降监控量测可采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点设置在地表沉降影响范围之外。测点采

21、用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。 围岩内变形量测可采用多点位移计。多点位移计应钻孔埋设，通过专用设备读数。3、应力、应变监控量测 应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。 振弦式传感器通过频率接收仪获得频率读数，依据频率一量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。 光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数，换算出相应量测参量值。 钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。传感器应成对埋设在钢架的内、外侧。 采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时，应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。 采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力

22、或应变量测时，应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。 采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力应变量测时，应把光纤光栅传感器焊接（氩弧焊）或粘贴在相应测点位置。 混凝土、喷混凝土应变量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器，传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。4、接触压力量测 接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。 接触压力量测可采用振弦式传感器。传感器与接触面要求紧密接触，传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。5、爆破振动监控量测 爆破振动速度和加速监控量测可采用振动速度和加速度传感器，以及相应的数据采集设备。 传感器应固定在与埋件上，通过

23、爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度，分析振动波形和振动衰减规律。6、孔隙水压与水量监控量测 孔隙水压监控量测可采用孔隙水压计进行。 水压计应埋入带刻槽的测点位置，采取措施确保水压计直接与水接触。通过数据采集设备获得各测点读数，并换算出相应孔隙水压力值。 水量监控量测可采用三角堰、流量计进行。7、周边位移量测 隧道开挖后应不间断进行周边位移和拱顶下沉的量测，运用全站仪进行无尺量测。、隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。、拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最

24、明显的的反映，易于实现量测信息的反馈。拱顶测点在支护结构施工时埋设。、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，最迟不得大于12h，且在下一循环开挖前必须完成。、拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立关系。3.10.监控量测资料管理3.10.1.各架子队需上报资料1.本架子队所有隧道及辅助坑道的监控量测数据电子版，按进洞方向顺序编号，以每个洞口建立文件夹。电子版数据发送至邮箱：。2.监控量测周报，按掌子面分列，由架子队技术负责人签认后报局经理部。周报内容见附表。每周三上午12：00前上报上周资料。3.10.2.量测数据电子版要求1.上报

25、的量测数据统一为EXCEL表格。2.地表沉降、拱顶下沉、净空变化及隧底沉降应分类汇总（建立各自的文件夹）3.表格必须详细填写隧道名称（注明进口或出口），桩号(及测点埋设的里程)、围岩级别、施工方法、埋设时间及观测者、计算者、复核者、架子队技术负责人和监理工程师的姓名。工程部位填写测点的埋设位置（拱腰、拱顶、边墙）等。4.表格内三次观测值填写完整，表格内所有数据使用EXCEL表格进行自动计算。5.当量测点被损坏而进行重新安装时应进行备注说明。6.每个EXCEL工作表内只填写一个断面的收敛和沉降数据。Sheet表格名称修改为该量测断面里程号。7.斜井进入正洞后按大小里程分别建档，名称为XXX隧道X

26、XX辅助坑道大（小）里程方向净空变化监控量测记录。3.10.3.监控量测竣工验收所需资料(1)监控量测设计；(2)监控量测实施细则及批复；(3)监控量测结果及周(月)报；(4)监控量测数据汇总表及观测资料；(5)监控量测工作总结报告。四、监控量测管理制度4.1.管理体系架子队技术负责人量测主管工程师隧道量测组隧道量测组隧道量测组经理部总工经理部工程部经理部安质部4.2.奖罚制度4.2.1.对不能正常开展围岩监控量测工作、不及时上报围岩监控量测数据和分析周报的架子队进行通报批评，情节严重的进行经济处罚。4.2.2如发现监控量测点位、数据存在弄虚作假，不能真实反映实际情况的将根据局经理部技术管理办

27、法和有关文件对责任人进行严厉处罚。如造成严重后果的将进一步追究其责任。4.3.监控量测资料及分析预测结果和大变形地段的处理意见必须报架子队技术负责人和隧道主管队长必须签字审核。五、附录附表1 XXX铁路XXX隧道净空变化监控量测原始记录施工单位：监理单位：仪器型号：观测点埋设日期：桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔变形速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdmm/d观测者： 计算者： 复核者： 架子队技术负责人： 架子队生产负责人： 监理工程师：附表2 XXX铁路XXX隧道XXX斜井/平导净空变化监

28、控量测原始记录施工单位：监理单位：仪器型号：观测点埋设日期：桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔变形速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdmm/d观测者： 计算者： 复核者： 架子队技术负责人： 架子队生产负责人： 监理工程师：附表3 XXX铁路XXX隧道拱顶下沉监控量测原始记录施工单位：监理单位：仪器型号：观测点埋设日期：桩号施工方法施工部位围岩级别测线型号测量时间第一次第二次第三次平均值温度修正值修正后观测值相对初次变化值（）相对上次变化值时间间隔下沉速度备注年月日时mmmmmmmmmmmdmm/d观测者： 计算者： 复核者： 架子队技术负责人： 架子队生产负责人： 监理工程师：附表4 XXX铁路XXX隧道地表下沉监控量测原始记录施工单位：监理单位：仪器型号：