隧道项目施工监测管理

1、隧道项目施工监测管理1、施工监测目的1.1保证施工安全当竖井及隧道开挖工程遇到软弱地层、高地下水位以及周围环境限制条件严格时，基坑开挖后必须采取围护结构体系或者利用地下室结构形成围护结构体系，才能使施工得以顺利进行。要保证施工的安全，则需要对地基及基坑围护结构体系的受力变形和位移等参量进行施工监测，一旦发现问题，及时采取措施加以解决。1.2保证使用安全地基基础的承载力是地基基础共同承受的。是在允许沉降量和沉降差的条件下确定的。基础上部的受力由各种荷载及其分布和结构体系的刚度决定的。基础下部持力层及周围介质则取决于地质条件。要确切了解主体结构的变形量及变形差、基础的变形及承载力，只有通过监测才能

2、确定。1.3保证环境安全施工过程涉及到竖井及隧道的施工，这些施工必然会对周围环境和即有线路产生不同程度的影响。为保证周围环境所受到的影响在规定的安全范围内，保证行车的安全运行，则需对基坑周围地表及建筑物、地下管线等进行位移、沉降、振动和开裂等项内容的监测。2、施工监测的内容2.1竖井处监测的主要内容和项目（1）施工监测的内容工程围护结构、工程主体结构的变形及位移的监测；施工对周围环境影响的监测；工程围护结构、工程主体结构受力变化情况的监测。（2）施工监测的项目基坑围护的水平变位；基坑周围房屋、铁路线路、地下管线及其它重要构筑物的沉降和水平位移的监测；地下水位的监测；钢筋轴力的监测。2.2隧道施

3、工监测的内容和项目（1）施工监测的内容洞内拱顶下沉、水平收敛的监测；地表沉降、地表建筑物的变形的监测；围岩变形、内部压力的监测；衬砌内力的监测。（2）施工监测的项目拱顶下沉；水平收敛；土体压力；渗水压力；拱架应力；土体水平位移；土体垂直位移；地表沉降；即有站场股道沉降。3、施工监测的方法3.1竖井处的监测方法a桩背土压力的监测:为了解施工期间围护结构外侧周围土体的应力变化情况，在土体与围护结构之间需埋设界面式土压力盒。测点布置为每隔50m设置1个断面。土压力盒的埋设采用挂布法，采用钢弦式频率仪进行数据采集，测量频率每2天1次。b支撑轴力的监测:在各个施工段及地质变化较大部位的钢支撑上,利用轴力

4、计电阻应变仪(片)测量轴力,监测支撑中轴力随基坑开挖而产生的变化。当轴力大于设计值时，应加强监控，必要时采取措施，增加支撑数量。c基坑周围土体沉降的监测测点布设在地表沿基坑纵向开挖方向每10m设一个量测断面，每断面沿基坑开挖宽度方向在基坑外60m范围内对称布置测点，测点间距515m。测点为埋入地表下一定深度的钢桩，并用砼固定，以保证其不移动、丢失。量测方法利用精密水准仪和铟钢塔尺。按照一定的量测频率和时间进行观测，并做好记录，绘制散点图。基坑开挖前在变形影响范围外，便于长期保存的稳定位置，埋设基准点，进行水准布网，测得量测点初始读数。量测频率基坑外10m内，每天观测12次；基坑外1020m内，

5、每两天观测1次；基坑外2030m内，每3天观测1次；基坑外30cm以外，每周观测1次。控制基准:地表下沉允许值。d周围地下管线沉降监测测点布置沿基坑开挖纵向每10m布置1个断面，每个断面在车站基坑宽度方向上影响范围内，对称布置测点，测点间距515m。对每个测点处的各种管线建立群桩测点，测点的埋设方法采用套筒式。测量方法同地表土体沉降监测。测量频率同地表土体沉降监测。e周围建筑物沉降及倾斜观测测点布置沿基坑纵向对在基坑宽度方向上影响范围内的建筑物，在房屋承重构件或基础的角点上设置长期水平位移及垂直位移观测点，测点间距5-15m。测量方法同地表土体沉降监测。测量频率同地表沉降监测，将所测数据绘制成

6、沉降时间和沉降开挖深度曲线。f地下水位的监测在距基坑外侧沿开挖段纵向对称布设25个地下水位观测孔，监测基坑开挖及施工期间地下水位变化情况。埋设时在测孔位置先钻孔，将水位管放入孔中，管周围用砂填实。用水位仪测得水面至管口的距离，再测出管口的高程即可算出水面高度。量测频率为每1-2天1次。g钢筋应力的监测在结构施工时，为了了解人工挖孔桩内力变化情况，在部分孔桩钢筋笼中埋设钢筋计。根据孔桩开挖时的地质情况，在不同的地质条件下埋设不同数量的钢筋计（或按设计要求埋设），以随时观察围护结构的受力情况。安装方法：在加工孔桩钢筋笼时，把钢筋计焊接在其一根钢筋上。安装时，需加工与钢筋计两端螺牙相配合的接手，接手

7、的另一端与被测的钢筋焊牢。加工接头时注意接头任何一处的横截面积都不得小于钢筋计的标称截面积。注意事项：在钢筋笼的吊装及孔桩砼浇注时要注意保护钢筋计及其引线不受破坏。在孔桩砼初凝时即要测出初始频系值，以便于以后应力计算时使用。3.2暗挖隧道区的监测方法a拱顶下沉的监测沿隧道轴线方向每5m设置一个量测断面。测点采用钢桩预埋在拱顶初期支护中，用精密水准仪和经校验的钢尺进行测量。当开挖面距量测断面前后距离小于2倍开挖洞径时，每天观测12次；当距离小于5倍洞径时，每2天对该断面量测点观测1次；当距离大于5倍洞径时，每7天对该断面量测1次。b洞内水平收敛的监测沿隧道纵向每5m设一个量测断面，该断面与拱顶下

8、沉量测断面为同一断面。每断面设2条水平收敛线，采用收敛仪进行量测，通过测微计读取隧道周边两点相对位置的变化，从而计算出该两点在连线上的相对位移值，量测频率同拱顶下沉的测量。c土体压力的监测沿隧道纵向每隔20m设置量测断面。在两层衬砌背后安装钢拱架时埋设土压力盒，配合频率仪监测围岩压力与两层衬砌间的压力值。量测频率开挖面距量测断面2B时为1次/天，5B时为1次/月。d渗水压力的监测为了了解在暗挖隧道施工期间周围土体的渗透压力变化情况，在拱架安装时安装渗压计对其进行监测，测点布置见“隧道监测横断面图”。埋设时在测孔位置先钻孔，孔径略大于渗压计探头外径，在孔底填入部分细砂，然后将探头放入，再在探头周

9、围填砂，最后用膨胀粘土或干燥球将钻孔上部封好，用频率仪采集数据，观测频率为1次/2天。e拱架应力监测测点布置在初期支护结构中钢格栅架上选择5个有代表性的断面，在每个断面中受力和变形较大的位置上焊接钢弦式钢筋计，通过频率仪采集数据。钢筋计的安装-根据测点应力计算值，选择钢筋应力计的量程，在安装前对钢筋计进行拉、压受力状态的标定。-安装时尽可能使钢筋应力计处于不受力状态，更不能处于受弯状态。将应力计上的导线逐段捆扎在邻近钢筋上，引到初期支护结构外侧试匣中。-喷射砼后，检查应力计电路电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护。量测喷射砼结束后测出应力传感器的稳定测量值，作为计算应力变化的初始值。量测

10、频率：开挖面距量测断面2B时为1次/天，5B时为1次/月。f土体水平位移深层土体水平位移采用测斜仪及测斜管进行观测。测点布置及纵向间距同土体压力监测。测斜管的埋设方法是：按测斜管的长度及直径钻出相应的孔径及孔深，孔径应大于测斜管外径20mm。将底部密封的测斜管放入孔中，注意保持测斜管的垂直度。管与孔壁之间用砂或膨润土填注。观测时，利用牵引线将测斜仪探头沿管内导槽由管底向管口顶拉动探头，每0.5m或1.0m测读一次。注意每次测读时，应尽量保证探头在同一位置测读，才能保证观测精度。测量频率为：埋设应在施工前23周完成，并测取初始读数，测量频率同土体压力监测。g土体垂直位移深层土体垂直位移监测点的布

11、置及监测频率与水平位移测点布置相同。埋设时根据沉降管的外径尺寸钻孔，孔径比沉降管外径大40mm左右，在沉降管外侧按所要求的不同深度位置套上磁环，用沉降仪测得各磁环与管口的距离，再测得管口的高程既可算出每一个磁环的高程，以后每次测得磁环高程的变化既为该处土体的垂直位移。h地表沉降测点布置在地表沿隧道轴线方向每5m设一个量测断面，每断面对称布置5个测点，其位置见“量测横断面图”。测点为埋入地表下一定深度的钢桩，并用砼固定，以保证其不移动、丢失，测点结构如土体沉降监测。量测方法利用精密水准仪和铟钢塔尺，按照一定的量测频率和时间进行观测，并做好记录，绘制散点图。隧道开挖前在变形影响范围外，便于长期保存

12、的稳定位置，埋设基准点，进行水准布网，测得量测点初始读数。量测频率当开挖面距量测断面前后距离小于2倍开挖洞径时，每天观测12次；当距离小于5倍洞径时，每天对该断面量测点观测1次；当距离大于5倍洞径时，每月对该断面量测1次。4、监测数据处理、安全预报及反馈4.1暗挖隧道的监测数据处理、安全预报及反馈（1）监测数据处理根据监测数据绘制各种仪器的物理量（或物理量时间速率）过程曲线。其横坐标为时间或时间和距工作面距离双坐标，纵坐标采用物理量（或其速率）量值和距工作面距离双坐标。将时间和空间效应曲线从监测物理量过程线中分离出来，作为监测资料定性分析的重要依据。绘制物理量沿洞周和围岩深度两个方向的分布图。

13、为进行统计比较而绘制的多测点或不同工程物理量之间的散点相关图和反映两物理量之间关系的曲线相关图。监测数据的定量分析采用反分析法进行。（2）安全监测预报采用地质超前和工程类比相结合的方法，对各项数据资料进行综合对比分析，从而对工程的不同位置的稳定性进行分区分类，如分为稳定、基本稳定、暂时稳定、不稳定、危险等。也可采用指标控制法对工程的稳定性进行基本定量分析。（3）安全监测反馈反馈优化设计A、根据监测资料的反分析，验算修正岩土材料的物理参数。B、根据监测资料，校核修正地应力、渗压、围岩压力等基本荷载。C、根据观察和量测结果，调整修改支护参数，使之符合工程实际。D、最大位移、应力应变、松动范围、塑性

14、区、破坏机制等的校核验算。E、安全监测方法和监控判据指标的校核。F、在以上调整基础上，进行原设计方案的验算和调整。反馈指导施工A、在安全预警和安全警戒阶段，根据监测和观察资料，对施工项目和工序进行调整修改。B、正常监控阶段对施工设计方案调整优化，减少支护，提高工效，简化施工工艺和施工方法，变更简化支护方式等。C、地表及周围建筑物的安全监控及防护措施反馈。4.2竖井基坑明挖数据处理、安全预报及反馈（1）监测数据的相关分析监测数据的影响因素在软弱土层开挖基坑时,影响周围土体变形的因素主要为地层的种类、特性和展布、基坑形状、深度和挖土作业的工艺以及支护体系的类型、支撑形式、数量和刚度等。主体结构地基

15、变形规律的影响因素有下卧地层的特性、结构荷重的分布及基础类型等。监测数据的时间效应主体结构地基和基坑围护结构的变形都随时间的发展而增长。其中地基的变形通常在结构建成的初期发展较快，以后渐趋稳定。基坑围护变形发展的依时性特征则受诸多因素的影响而有所不同。监测数据的规律和特征（2）监测数据的分析监测数据的定性分析方法主体结构地基和基坑围护监测数据的定性分析是研究影响监测数据的各种相关因素，特别是其时间因素与监测数据一般规律和特征的符合程度。在分析基坑开挖对地面位移的影响时，可采用工程类比法进行。监测数据的统计分析方法由于主体结构地基和基坑施工存在明显的时间效应，因此采用统计回归方法对监测数据进行拟

16、合分析，并对未来趋势进行预测预报是可行的。（3）安全预报安全预报必须根据具体情况，认真综合考虑各种因素，及时作出决定。由于目前尚未有统一标准，因此只能根据一些工程实例及经验进行分析选择。（4）监测数据的反馈和信息化施工由于主体结构地基和基坑开挖及支护技术的复杂性，设计阶段的计算和预测往往与施工期实际情况有相当大的出入，通过对施工期监测数据的反馈分析，评价结构基础和基坑、支护结构、附近建筑物和地下管线的安全稳定性，预测未来发展趋势，并据此指导对施工方案的调整修改，依优化设计和确保结构基础，支护结构和邻近建筑物的安全稳定，这就是“信息化施工”。5、监测实施及管理a对本标段周边环境的监测工作（地面沉降和建筑物监测）拟外聘监测单位完成，选择具有相应的资质，且具有监测类似工程的经验的监测单位承担。b监测单位和监测小组负责编制监测方案、监测项目实施及监测技术资料的整理上报工作，负责保护各阶段使用的监测标志及仪器。若有损坏，立即修复。在开工前10天内将详细的监测方案，报请业主、监理工程师审批。地面沉降和建筑物监测的监测方案在业主和监理工程师批准后5天内，布置各监测点，并读取初始值。若发现建筑物变形有异常现象时，立即报告监理工程师，并采取有效的防治措施。选择防止变形所