隧道监控量测作业指导书三

新建xx铁路XX标段隧道工程编号：隧道监控量测作业指导书单位：xx隧道集团有限公司xx铁路XX标项目部编制：xx审核：xx批准：xxxx日发布年月日实施xx铁路隧道工程隧道监控量测作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于xx铁路xx标段隧道围岩监控量测项目管理。2.目的现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据），为修正和确定初期支护参数，混凝土衬砌支护时间提供信息依据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。3.量测项目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。3.1必测项目包括下表1所列项目表1必测项目序号监控量测项目常用量测仪器备注1洞内、外观察现场观察、数码码相机、罗罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺尺或全站仪仪3净空变化收敛计、全站仪仪4地表沉降水准仪、钢挂尺尺或全站仪仪隧道浅埋段3.2选测项目包括下表2所列项目表2选测项目序号监控量测项目常用量测仪器1围岩压力压力盒2钢架应力钢筋计、应变计计3喷砼内力砼应变计4二衬内力砼应变计、钢筋筋计5初支与二衬间接接触力压力盒6锚杆轴力钢筋计7围岩内部位移多点位移计8隧道底隆起水准仪、铟钢尺尺或全站仪仪9爆破振动振动传感器、记记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计计12纵向位移多点位移计、全全站仪4.量测方法和要求拱顶下沉、净空收敛量测起始读数宜在3～6h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24h，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。净空收敛量测测线数见表3。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。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近，当隧道开挖跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点。表3净空收敛量测测线数施工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平测线每台阶一条水平平测线，两两条斜测线线分部开挖法每部分一条水平平测线CD法或CRD法上部，每每分部一条条水平测线线，两条斜斜测线，其其余部分一一条水平测测线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2～3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。根据围岩情况，监控量测断面间距见表4。表4必测项目监控量测断面间距围岩级别断面间距（m）Ⅲ30～50Ⅳ10～30Ⅴ5～10必测项目监控量测频率根据量测断面距开挖面距离和围岩位移速度双指标控制，原则上采用较高的频率值，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。表5按距开挖面距离确定的监控量测频率量测断面距开挖挖面距离（m）量测频率（0～1）B2次/天（1～2）B1次/天（2～5）B1次/2～3天>5B1次/7天注：B为开挖宽度表6按位移速度确定的量测频率位移速度（mmm/d）量测频率≥52次/天1～51次/天0.5～11次/2～3天0.2～0.551次/3天<0.21次/7天5.测点布置洞顶地表下沉量测断面布置见图1。上下台阶法周边收敛量测布置见图2。CD法、CRD法周边收敛量测布置见图3。双侧壁导坑法周边收敛量测布置见图4。全断面法周边收敛量测布置见图5。净空变化，拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等监控必测项目，应设置在同一断面。图1洞顶地表下沉量测断面布置图图1洞顶地表下沉量测断面布置图Hb=H地面线n×5m2×4m4×2m4×2m2×4mn×5m地面下沉线内轨顶面隧道中线上下台阶分界线起拱线1米右1左1拱顶测点左2图2拱顶测点和2条水平测线、2条斜测线示例隧道中线上下部分界线起拱线右1左1左2图3CD、CRD法拱顶测点和测线示例隧道中线右2右2拱顶测点图5拱顶测点和1条水平测线示例图5拱顶测点和1条水平测线示例隧道中线拱顶拱顶测点右1左1图4双侧壁导坑法拱顶测点与测线示例隧道中线左1右113左1右16.监测资料整理、数数据分析及及反馈现场量测所取得得的原始数数据，不可可避免的会会具有一定定的离散性性，其中包包含着测量量误差。因因此，应对对所测数据据进行一定定的数学处处理。数学学处理的目目的是：将将同一量测测断面的各各种量测数数据进行分分析对比、相相互印证，以以确定量测测数据的可可靠性；探探求围岩变变形或支护护系统的受受力随时间间变化的规规律，判定定围岩和初初期支护系系统稳定状状态。常用的回归函数数有：对数函数U=AAlg（1+t）+B指数函数U=AAe-B//tU=A（e-BBt-e-Btt0）双曲函数式中：U—变形形值（或应应力值）；；A、B—回归系数；t、t0—测点的观测时间间（day）；T—量测时距开挖时时的时间（day）。在取得监测数据据后，及时时由专业监监测人员整整理分析监监测数据。结结合围岩、支支护受力及及变形情况况，进行分分析判断，将将实测值与与允许值进进行比较，及及时绘制各各种变形或或应力～时时间关系曲曲线，预测测变形发展展趋向及围围岩和隧道道结构的安安全状况，并并将结果反反馈给设计计、监理，从从而实现动动态设计、动动态施工。目前，回归分析析是量测数数据数学处处理的主要要方法，通通过对量测测数据回归归分析预测测最终位移移值和各阶阶段的位移移速率。具具体方法如如下：(1)将量测记记录及时输输入计算机机系统，根根据记录绘绘制纵横断断面地表下下沉曲线和和洞内各测测点的位移移u-时间t的关系曲曲线，见图图6。u(mm)u(mm)t(d)u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲线反常曲线ab图6位移u-时间t的关系曲线图(2)若位移--时间关系系曲线如上上图中b所示出现现反常，表表明围岩和和支护已呈呈不稳定状状态，加强强支护，必必要时暂停停开挖并进进行施工处处理。(3)当位移--时间关系系曲线如上上图中a所示趋于于平缓时，进进行数据处处理或回归归分析，从从而推算最最终位移值值和掌握位位移变化规规律。(4)各测试项项目的位移移速率明显显收敛，围围岩基本稳稳定后，进进行二次衬衬砌的施作作。7.监控量测控制基基准及位移移管理等级级监控量测控制基基准应根据据地质条件件、隧道施施工安全性性、隧道结结构的长期期稳定性以以及周围建建筑物特点点和重要性性等因素制制定，位移移控制基准准根据测点点距开挖面面的距离，由由初期支护护极限相对对位移法按按表7要求确定定。表7位移控制基准类别距开挖断面1BB（U1B）距开挖断面2BB（U2B）距开挖断面较远远允许值65%Uo90%Uo100%Uo注：B-隧道开挖宽度Uo-极限相对对位移值，在在缺乏实测测资料时，可可先按预留留变形量作作为Uo控制值，在在施工中加加以调整。根据位移控制基基准，位移移管理按表表8分为三个个等级。表8变形管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2B应对措施ⅢU<U1B/3U<U2B/3正常施工ⅡU1B/3≤UU≤2U1B/33U2B/3≤UU≤2U2B/33综合评价设计施施工措施，加加强监测，必必要时采取取相应的工工程措施ⅠU>2U11B/33U>2U22B/33暂停施工，采取取相应的工工程措施，如如补强支护护等注：U为实测位移值；；U1B、U2B参照表7。（1）根据位移变化化速度判别别净空变化速度持持续大于5.0mmm/d时，围岩岩处于急剧剧变形状态态，应加强强初期支护护。水平收敛（拱脚脚附近）速速度小于0.2mmm/d，拱顶下下沉速度小小于0.155mm/dd，围岩基基本达到稳稳定。在浅埋地段以及及膨胀性和和挤压性围围岩等情况况下，应采采用监控量量测分析判判别。（2）根据位移时态态曲线的形形态来判别别当围岩位移速率率不断下降降时（du2/d2t＜0），围岩岩趋于稳定定状态；当围岩位移速率率保持不变变时（du2/d2t=0），围岩岩不稳定，应应加强支护护；当围岩位移速率率不断上升升时（du2/d2t＞0），围岩岩进入危险险状态，必必须立即停停止掘进，加加强支护。围岩稳定性判别别是一项很很复杂的也也是非常重重要的工作作，必须结结合具体工工程情况采采用上述几几种判别准准则进行综综合评判。8.工程安全性评价价及应对措措施根据监控量测数数据分析结结果，对工工程安全性性进行评价价，并提出出相应工程程对策建议议，以此作作为设计施施工变更最最重要的依依据，做到到信息化施施工。根据据位移管理理等级，将将工程安全全性评价相相应分为三三级进行，并并采取相应应的措施，具具体位移管管理等级及及应对措施施见表8。工程安全性评价价可按下图图7进行。监控量测结果监控量测结果继续施工否位移是否超过继续施工否位移是否超过Ⅲ级管理是安全是安全不安全否不安全否工程对策综合评价设计施工措施，加强监控量测位移是否超过Ⅱ工程对策综合评价设计施工措施，加强监控量测位移是否超过Ⅱ级管理理是是暂停施工位移是否超过Ⅰ级管理暂停施工位移是否超过Ⅰ级管理图7工程安全性评价价流程根据监控量测结结果所反应应的不同情情况及其对对应的工程程管理等级级，可采取取加强超前前支护、喷喷砼稳定开开挖面、调调整施工方方法、调整整初期支护护强度和刚刚度并及时时支护、降降低爆破振振动影响、围围岩与支护护间回填注注浆等应对对措施，确确保施工顺顺利进行。9.监控量测质量保保证措施⑴将监测管理及监监测实施计计划纳入施施工生产计计划中，作作为一个重重要的施工工工序来抓抓，并保证证监测有确确定的时间间和空间。各各施工单位位应由工程程技术管理理中心组成成专门监测测小组，具具体负责各各项监测工工作。⑵制定切实可行的的监测实施施方案和相相应的测点点埋设保护护措施，并并将其纳入入工程的施施工进度控控制计划。⑶施工监测紧密结结合施工步步骤，监控控每一施工工步骤对周周围环境、围围岩、支护护结构、变变形的影响响，据此优优化施