监控量测作业指导书参考资料

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1、12.3 监控量测监控量测12.3.1 监控量测的目的实施监控量测的目的具体包括：（1）通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态。（2）用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，并把监测结果反馈设计、指导施工。（3）通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。（4）通过监控量测进行大跨隧道日常的施工管理。（5）通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。12.3.2 监控量测项目的选择及确定监控量测的项目主要根据隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深

2、、开挖方法和支护类型等综合确定。而且，在隧道工程中进行量测，绝不是单纯地为了获取信息，而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段，因此量测信息应能：（1）确切地预报破坏和变形等未来的动态，对设计参数和施工流程加以监控，以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施（如预估最终位移值、根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等） 。（2）满足作为设计变更的重要信息和各项要求，如提供设计、施工所需的重要参数（初始位移速度、作用荷载等） 。根据以上所述并结合彭水隧道的实际情况，拟进行 A 类：地表下沉、拱顶下沉、净空收敛和 B 类：锚杆抗拉拔力、锚杆轴力、围岩压力、初支钢架应力、二衬与初支接触应力、二衬钢筋

3、应力 2 个大项 8 个子项的施工监测项目。监测内容见监测项目一览表（表 3-1-13） 、测点布设位置见测点布置示意图（图 3-1-39、图 3-1-40） 。监控量测项目一览表监控量测项目一览表表 3-1-13序号监测项目监测仪器及设备监测目的监测布设原则监测频率备注1地表沉降NA2002 全自动电子水准仪、铟钢尺等了解施工过程中地表下沉情况洞口浅埋段沿隧道中线每隔 510 米布设一个测点开挖初期： 12 次/天；开挖后期： 1 次/23 天在开挖前提前及时埋设测点2拱顶下沉LaiCa TC1800 型全站仪了解施工过程中结构的变位情况沿隧道拱顶部每隔510 米布设测点同上工作面开挖后及时

4、埋测点3净空收敛LaiCa TC1800 型全站仪同上与拱顶下沉点对应于边墙上布设一对测线同上同上4锚杆轴力及抗拉拔力电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器测试锚杆轴力，检查锚杆的锚固效果锚杆轴力：每一量测断面 311 个测点抗拉拔力：3 根/10 延米或 3 根/300 根开挖初期：1 次/12 天；开挖后期：1 次/12 周施作锚杆时及时埋设测点，初期支护后及时测试。5围岩压及接触应力钢弦式压力计及VW-1 型频率接受仪等了解施工过程中支护结构的荷载分布情况洞口浅埋大跨段及软弱破碎围岩地段布设，测点位置见布置图同上提前做标定工作，开挖后及时埋设测点6初支及二衬钢筋应力钢弦式钢筋计及VW-1 型频率接

5、受仪等了解施工过程中支护结构的内力情况与围岩应力测点对应在钢拱架及二衬主筋上焊接同上同上图 3-1-39 拱顶下沉及净空收敛量测测点布置示意图图 3-1-40 B 项量测测点布置示意图12.3.3 主要监控量测项目简介（一）地质和支护状态观察地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。观察频率：级围岩台阶法 开挖测点布置拱顶下沉全断面开挖测点布置、级围岩拱顶下沉收敛量测收敛量测、级围岩中璧法开挖测点布置收敛量测拱顶下沉收敛量测每一循环进尺，都必须进行一次工作面观察，并作好客观详尽的记录。在地质变化不大地段，可每天按一个工作面记录，对已成洞地段主要是支护效果的观察，频率同工作面。观

6、察内容：（1）工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括岩石名称，岩石产状，风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，岩石单轴抗压强度，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。（2）工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、长度及深度，模筑混凝土衬砌的整体性，防水效果等，也以表格和素描形式记录下来。（二）净空收敛量测目的：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间。量测方法：收敛量测设计包括断面间距、量测频率、测线布置和

7、测点埋设时间等。这些内容的决定与地质条件、地压分布、隧道埋深、开挖方法及进度、断面收敛速度等有关。量测断面间距：应保证沿隧道轴线每类围岩至少有一个量测断面。一般情况下，洞口段和埋深小于 2D（D 为隧道洞径）的地段，间隔 510m 一个断面，其余地段视地质情况，每隔 5100m 设一个断面。量测设备用 TC1800 型全站仪进行无尺量测，量测频率见表 3-1-13，测线位置见图 3-1-39。（三）拱顶下沉量测量测目的：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变形动态，判断支护结构的稳定性。量测设备用 TC1800 型全站仪进行无尺量测，量测频率见表 3-1-13，测线位置见图 3-1-39。（四

8、）地表下沉量测量测目的：浅埋隧道开挖时必然引起地面沉陷，量测的目的是了解：（1）地面下沉范围，量值；（2）地面下沉随工作面推进的规律；（3）地面下沉稳定的时间。量测方法：一般用精密水准仪量测，仪器精度0.1mm。测点沿纵向（隧道中线方向）布置，其间距，当深埋时为2050m，埋深介于深浅埋之间时为 1020m，浅埋时为510m。在隧道进出口地段及富含地下水段埋设断面。横向间距范围为 25m，每断面至少布置 11 个测点，隧道中线附近密些，远离中线处疏些。测点应在开挖形成的下沉之前埋设，一直测到下沉稳定。为了在开始下沉前进行量测，要从工作面前方 H+h1处或 2D 处开始量测（H：埋深，h1：上半

9、断面高度，D：隧道开挖宽度） 。量测频率：开挖面距量测断面前后距离 L2D 时，每日 12次；2DL5D 时，每日一次；L5D 时，每周一次。（五）锚杆拉拔试验锚杆拉拔试验主要以锚杆的抗拉拔力检查锚固力。施作锚杆地段每 10m 或 300 根检查一组，每组至少做 3 根锚杆拉拔试验。监测仪器：电测锚杆、锚杆抗拔器。（六）锚杆轴力量测量测目的：量测锚杆中的变形，求出锚杆轴力。与收敛量测一起研究和修正锚杆的设计参数。量测仪器：主要使用量测锚杆。量测锚杆的杆体是用中空钢材制成，其材质同锚杆一样，量测锚杆有机械式、电阻应变片式和振弦式三类。目前使用较多的是振弦式。（七）衬砌应力量测量测目的：衬砌应力量

10、测是为了研究一次衬砌（初期支护）或二次衬砌的应力分布以及外荷载情况，作为分析和评定安全性的依据。量测内容：初期支护与围岩接触压力量测，初期支护钢筋应力量测，二次衬砌与初期支护接触应力量测，二次衬砌钢筋应力量测。此量测项目一般在洞口大跨浅埋段及软弱破碎围岩地段设置断面。测点布设位置见图 3-1-39 和图 3-1-40。量测仪器：钢筋计，压力盒，频率接收仪。12.3.4 监控量测管理体系的建立（一）隧道周边允许位移值的制定根据以往的成功经验，按铁路隧道新奥法指南推荐的隧道周边允许位移对本隧道的拱顶下沉、净空收敛位移值进行管理（见表 3-1-14） 。初支结构允许相对位移（%）表 3-1-14 埋

11、深围岩级别50m50300m300m0.10.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.00注：相对位移指实测位移值与两点间距离之比或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比。脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。（二）监控量测项目的管理基准根据既有成功经验，我们推荐铁路隧道喷锚构筑法技术规则（TBJ108-92）的级管理并配合位移速率作为监测管理基准，见表 3-1-15、表 3-1-16。现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般级管理阶段监测频率可放宽些；级管理阶段则应注意加密监测次数；级管理

12、阶段则应加强监测，通常监测频率为 1-2 次/天或更多。位移管理等级表 3-1-15管理等级管理位移施工状态 Uo2Un/3应采取特殊措施 注：Uo实测位移值；Un允许位移值位移速率控制基准位移速率控制基准表 3-1-16序号监测项目位移速率 （mm/d）施工情况3可正常施工 5施工中应注意1地表下沉 8加强支护或采取特殊措施 5可正常施工 8施工中应注意2拱顶下沉 净空收敛10加强支护或采取特殊措施（三）监测数据的分析及预测取得监测数据后，要及时进行整理，绘制位移随时间或空间的变化曲线图。在取得足够数据后，还应根据散点图的数据分布情况，选择合适的函数，对监测结果进行回归，以预测该测点可能出现

13、的最终位移值及结构的安全性，评价施工方法，确定工程措施。（四）监测数据的反馈为确保监测结果质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均有计算机管理，并绘制测点位移变化曲线图。监测数据的反馈程序见图 3-1-41。12.4 信息反馈信息反馈 （一）信息反馈修正设计的基本要求现代隧道施工时，设计、施工必须紧密配合，共同研究，综合分析各项施工信息，及时进行信息反馈，最终确定和修改设计。图 3-1-41 监测结果反馈程序图信息反馈修正设计，系指在隧道开挖后，根据施工信息，对施工前预设计所确定的结构形式、支护参数、预留变形量、施工工艺、施工方法以及各工序施作的时间等的检验和修正，是贯穿于整个施工过程的设计阶段

14、。施工信息是指施工观察、现场地质调查、现场监控量测等得到的数据和信息。施工信息是隧道开挖后围岩稳定性的动态反映，也是修正设计的依据。对各种信息进行综合分析、互相印证，对预设计参数修正和施工方法的改进是不可缺少的部分。（二）施工信息的应用（1）根据一个量测断面的施工信息综合分析处理结果，进行设计参数修正，只实用于该断面前后不大于 5m 的同类围岩地段。（2）隧道较长地段同类围岩设计参数的修正，特别是降低设计参数，必须以不少于三个断面的施工信息综合分析为依据。按修正后的设计参数进行开挖的地段，其设计参数的正确性和合理性应根据施工信息综合分析予以验证。（三）信息反馈修正设计的内容（1）施工方法变更的

15、建议；（2）施工工序的更改；（3）预留变形量的修改或确认；（4）设计参数的修改或确认；（5）采用辅助施工措施的建议；当施工信息给出不稳定征兆时，应检查是否是由于工序不当所造成的。改变施工工序，如暂停开挖、及时喷锚、二次衬砌紧跟、仰拱及早封闭等，都可能促使支护结构趋于稳定。（四）增强初期支护设计参数的确定遇下列情况之一，应立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：（1）隧道开挖后，工程地质和水文地质、围岩类别比预计的要差；（2）喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；（3）实测位移值超过铁路隧道新奥法指南规定的允许值（见表 3-1-14）或类似条件下的隧道位移值；（4）位移速率无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量；（5）稳定性特征出现异常状态。（五）降低初期支护设计参数的确定遇到下列情况之一，应改变设计参数，适当降低初期支护：（1）确认围岩类别、工程地质及水文地质条件比预计有明显好转或有具体工程类比；（2）初期支护未全部完成，位移已收敛，达到施作二次衬砌的指标：（3）初期支护全部施作完毕，位移量远小于表 3-1-14 中规定允许位移值。