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1、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
2、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、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、钢挂尺或全站仪隧道浅埋段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3喷砼内力砼应变计4二衬内力砼应变计、钢筋计5初支与二衬间接触力压
3、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、铟钢尺或全站仪9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、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
4、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测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每部分一条水平测线CD法或CRD法上部，每分部一条水平测线，两条斜测线，其余部分一条水平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23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
5、量测断面间距围岩级别断面间距（m）30501030510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面距离（m）量测频率（01）B2次/天（12）B1次/天（25）B1次/23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（mm/d）量测频率52次/天151次/天0.511次/23天0.20.51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
6、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Hb=H地面线n5m24m42m42m24mn5m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3 CD、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、数据分析及反
7、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。常用的回归函数有：对数函数 U=Alg（1+t）+B 指数函数 U=Ae-B/tU=A（e-Bt-e-Bt0）双曲函数 式中：U变形值（或应力值）；A、B回归系数；t、t0测点的观测时间（day）；T量测时距开挖时的时间（day）。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
8、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，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6。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
9、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。(4)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。7.监控量测控制基准及位移管理等级监控量测控制基准应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性以及周围建筑物特点和重要性等因素制定，位移控制基准根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移法按表7要求确定。表7位移控制基准类别距开挖断面1B（U1B）距开挖断面2B（U2B）距开挖断面较远允许值65%Uo90%Uo100%Uo注：B-隧道开挖宽度 Uo-极限相对位移值，在缺乏实测资料时，
10、可先按预留变形量作为Uo控制值，在施工中加以调整。根据位移控制基准，位移管理按表8分为三个等级。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U U1B /3U2 U1B /3U 2 U2B /3暂停施工，采取相应的工程措施，如补强支护等注：U为实测位移值；U1B、U2B参照表7。（1）根据位移变化速度判别净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。（2）根据位移时态曲线的形态来判别当围岩位
11、移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。8.工程安全性评价及应对措施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建议，以此作为设计施工变更最重要的依据，做到信息化施工。根据位移管理等级，将工程安全性评价相应分为三级进行，并采取相应的措施，具体位移管理等级及应对措施见表8。工程安全性评价可按下图7
12、进行。监控量测结果继续施工否位移是否超过级管理是安全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级管理理是暂停施工位移是否超过级管理图7工程安全性评价流程根据监控量测结果所反应的不同情况及其对应的工程管理等级，可采取加强超前支护、喷砼稳定开挖面、调整施工方法、调整初期支护强度和刚度并及时支护、降低爆破振动影响、围岩与支护间回填注浆等应对措施，确保施工顺利进行。9.监控量测质量保证措施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。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。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。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。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、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。做好监控量测仪器的保养、维护。
