隧道监控量测施工工艺手册

1、隧道监控量测施工工艺手册版本号：ZGZT1J-NGZQ6-SD-01编制：复核：审核：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 31、施工准备 31.1、 、技术准备 31.2、 材料准备 31.3、 机具准备 32、监控量测项目选定 33、测点布置 54、量测频率 64.1 、按位移速度 64.2 按距开挖面距离 74.3 测数据采集 76、监测资料整理、数据分析及反馈 87、监控量测的判别 98、监控量测变形管理等级 109、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 121、监控量测验收资料 12第一章监控量测设计隧道施工按铁路隧道监控

2、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。第二章施工工艺框图图1监控量测工艺流程图第三章施工工艺1、施工准备1.1、 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

3、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。1.2、 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。1.3、 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1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、锢钢尺各1套2隧道拱所沉全站仪或水准仪1套3隧道净空收敛全站仪或收敛计1套4锚杆抗拔力P 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、锢钢尺各1套6洞口段与路基过渡段不均匀沉

4、 降观测WILD-N3精密水准仪、锢钢尺各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、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2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

5、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拱顶卜沉水准测量的方法，水准仪、钢尺1mm一般进行水平收敛量测4地表卜沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测（HK2b）5二次衬砌后 净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）0.01mm6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3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地表卜沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1

6、mmH>2b 时2隧底隆起水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.001MPa5二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa6钢架受力钢筋计0.1MPa7喷混凝土受力混凝土应变计10 £8锚杆杆体应力钢筋计0.1MPa9二次衬砌内应力混凝土应变计0.1MPa10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、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

7、必测项目量测断面间距和每断面测点数量围岩级别断面间距（m）每断面测点数量净空变化拱顶卜沉VIV51012条基线13点IV10 301条基线1点m30 501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。地面线即2洞摊帮用雌愀置隧道中线起拱线最大跨度线旗侧堂导坑出测点布置示意三台阶七步开挖翻点布置示意图然酬密捌点布近稀国4、量测频率4.1、按位移速度表5量测频率位移速度（mm/d量测频率>52次/d151次/d0.5 11次/23d0.2 0.51 次/3d<0.21 次/7d4.2按距开挖面距

8、离表6量测频率量测断面距开挖面跑离（项量测频率(0-1) b2次/d(1-2) b1次/d(2-5) 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、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

9、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2

10、3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、监测资料整理、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

11、，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。图3位移u-时间t的关系曲线(4)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基

12、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、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，

13、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/d2t<0),围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时(dU/d 2t =0),围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时(du2/d 2t >0),围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。8、监控量测变形管理等级表7变形管理等级表管理等级管理位移施工状态mUR U0/3可止

14、常施工nU0/3 0 UK 2U0/3加强支护iU> (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、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。a、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；b、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：a、一般措施：稳定开挖工作面措施；调整开

15、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。b、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

16、，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 15 20d 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，据此优化施工方案。8、积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。9、量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等使用前均经过检校，合格后方可使用。10、测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管