林州至长治（省界）高速公路工程（No.5协议段K28+400~K32+400）监控量测方案中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速公路第5协议段项目经理部2023年5月编制人： 审核人： 审批人： 西垴隧道监控量测方案一、工程及地质情况说明西垴隧道东起林州市任村镇东垴和西垴村之间山梁，西到尖庄村东侧，隧道区附近有多处村村通公路，交通条件较为方便隧道起讫里程为：左线ZK29+925~ZK32+188,全长2282m,右线YK29+891~YK32+232,全长2341m隧道左线平面设立为R=910圆曲线接缓和曲线（A-393.948）接直线接缓和曲线（A-390）接R=1170圆曲线，纵面设坡率为-0.7%的单向坡；隧道右线平面设立R=8500圆曲线接缓和曲线（A-322.415）接直线接缓和曲线（A-402.492）接R=12023圆曲线，纵面设坡率为-0.6%、-2.65%的单向坡隧道区位于太行山东部，山势陡峭，沟谷深切，路线通过区海拔高度575~950m，相对高差较大，由于受林州大断裂影响，在林州大断裂以东，隧址区地貌单元属低山丘陵区，林州大断裂以西，由于太行山造山运动过程中连续上升，为太行山剥蚀中山区，山地地形较陡峻，形成台、坎相连的地貌特性，陡坎往往近于直立，高度数十米至上百米不等，平台宽度不大，由于岩体风化剥落，往往呈斜坡状，堆积了厚度不等的坡积土，隧址区人正常通行特别困难，植被条件一般，局部有水土流失现象，地表大部为基岩出露，沟谷及山坡中下部为碎石土和崩体岩块，并见漂石、卵石，山谷两侧及上坡地带有农作物种植。
根据工程地质测绘、勘探和初祥勘物探报告成果，隧道通过区林州大断裂在右线YK30+410 左线ZK32+370附近穿越隧道，断裂上盘地层倾斜，破碎带宽度约6～8米，属地质构造复杂路段，隧道通过区岩石节理裂隙较发育，根据工程地质测绘结果，基岩中重要发育有两组高角度裂隙节理，第一组走向210~225度，倾角70~73度，裂隙宽度1~5mm，常被石英脉充填石英砂岩中发育密度3~5条/米,第二组裂隙不发育,但局部存在不同限度的溶蚀现象在斜坡临空面，由于长期的风化及重力卸荷作用，该两组裂隙往往张开，局部可达数十厘米，形成规模不等的崩塌体或危岩体根据现场调查并结合有关工程经验，山体表层强卸荷带约为10~12米该两组裂隙将隧道岩体切割成大小不一的块体，对隧道围岩稳定不利二、编制目的、依据2.1 编制目的为保证监控量测工作顺利正常开展，了解围岩状态，及时反馈信息于设计和指导施工，调整支护参数和二衬施作时间，保证施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，尽量减少监控量测费用，减少对工程施工的干扰，同时为加强监控量测实行人员规范操作，全面掌握监控量测实行全过程，结合隧道工程特点，制定本方案2.2 编制依据1、《公路隧道施工规范》（JTJ042-94）；2、《公路隧道设计规范》（JTG D70-2023）；3、《工程测量规范》（GB50026-2023）；4、施工图纸、设计规定和环境、地质条件；5、工程特点、施工方法、工程状态和可操作性。
三、组织机构及作业程序3.1 组织机构为保证监控量测工作正常有序开展，项目部建立总工程师负责的管理体系，工程部和安质部负责对隧道一队、隧道二队的监控量测进行平常检查、指导和重大问题上报工作并成立监控量测小组，制定各岗位职责，明确分工，责任到人总负责人：项目部总工程师，负责监控量测工作组织安排和重大问题的解决主管部门：项目部工程部、质检部，负责监控量测全面管理，平常检查、指导和重大问题上报工作，并参与重大问题的解决监控量测负责人：测量队负责主管监控量测组工作，掌握监控量测工作状态，分析和上报有关监控量测数据和情况，制定解决措施，下达技术交底资料及时组织相关人员开展监控量测工作，并对监控量测结果负责，分析监控量测数据和上报监控量测动态现场监控量测实行人：监控量测成员（操作人员和资料员），操作人员负责现场监控量测具体实行，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、签认、汇总和归档等资料管理工作3.2 作业程序（1）熟悉资料（施工图纸、规范和作业指导书等）;（2）布点量测;（3）取得数据;（4）整理签认;（5）分析解决;（6）位移管理;（7）信息反馈;（8）工程对策;（9）资料归档。
四、技术规定4.1 量测仪器量测仪器配备：数码相机、收敛仪、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等辅助工具：爬梯、手电筒及其它辅助工具4.2 量测项目根据设计规定，结合西垴隧道具体情况，拟定围岩量测必测项目（见表4-1）表4-1 围岩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净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计）0.5～1mm一般进行水平收敛量测2拱顶下沉水准测量的方法、水准仪、钢尺0.5～1mm3地表下沉水准测量的方法、水准仪、塔尺0.5～1mm隧道浅埋段必测（H0≤2b）4地质和初期支护观测每次开挖后对开挖面进行观测，如发现异常应立即进行解决；对已施工的区段天天至少观测一次，发现结构开裂、突出等异常应立即采用应急措施了解隧道支护结构及围岩地稳定情况4.3 监控量测断面及测点布置原则4.3.1 净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表4-2进行4.3.2 净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目必须设立在同一断面表4-2 量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量围岩级别断面间距（m）水平净空变化拱顶下沉每断面测点数量量测仪器测试精度每断面测点数量量测仪器测试精度Ⅲ30～501条水平测线收敛计0.1mm1个测点水准仪、钢尺或全站仪0.5～1mmⅣ20～40每台阶1条水平测线1个测点Ⅴ～Ⅵ15～20每台阶1条水平测线1-3个测点注：洞口及浅埋地段断面间距取小值；台阶法施工特殊地段规定布设两条斜测线。
4.3.3 全断面开挖时，收敛量测点应布置在起拱线以下1m左右位置；台阶法开挖时，上台阶收敛量测点应布置在上下台阶界面以上1m左右位置，下台阶收敛量测点应布置在上下台阶界面1m左右位置4.3.4 浅埋隧道（H0≤2b，H0—隧道埋深，b—隧道最大开挖宽度）应在隧道开挖前布设地表沉降测点，地表沉降测点纵向间距应符合表4-3规定表4-3 地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）2B
表4-5 量测频率表位移速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率≥5（0～1）B2次/d1～5（1～2）B1次/d0.5～1（2～5）B1次/2～3d0.2～0.5（2～5）B1次/3d＜0.2＞5B1次/7d注：B表达隧道开挖宽度4.4.2地表下沉量测测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同；地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止4.4.3 隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学实验开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次特殊情况下应增大描述频率4.4.4在没有特殊规定的情况下，选测项目可以采用和必测项目相同的量测频率4.5 监控量测控制基准4.5.1 监控量测控制基准涉及隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道结构的长期稳定性、隧道施工安全性，以及周边建（构）筑物特点和重要性等因素制定4.5.2 隧道初期支护极限相对位移可参照表4-6选用表4-6 跨度7m≤B≤12m隧道初期支护极限相对位移围岩级别隧道埋深h（m）h≤5050＜h≤300300＜h≤500拱脚水平相对净空变化（%）Ⅱ0.01～0.030.01～0.08Ⅲ0.03～0.100.08～0.400.30～0.60Ⅳ0.10～0.300.20～0.800.70～1.20Ⅴ0.20～0.500.40～2.001.80～3.00拱顶相对下沉（%）Ⅱ0.03～0.060.05～0.12Ⅲ0.03～0.060.04～0.150.12～0.30Ⅳ0.06～0.100.08～0.400.30～0.80Ⅴ0.08～0.160.14～1.100.80～1.40注： 1 本表合用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。
表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正2 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比3 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.1～1.2后采用4.5.3 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表4-7规定拟定地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周边建（构）筑物的安全规定分别拟定，取小值表3-7 位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U090%U0100%U0注：B为隧道开挖宽度，U0为极限相对位移值3.5.4 根据位移控制基准，可按表4-8分为三个管理等级表4-8 位移管理等级管理等级距开挖面1B距开挖面2BⅢU＜U1B/3U＜U2B/3ⅡU1B/3≤U≤2U1B/3U2B/3≤U≤2U2B/3ⅠU＞2U1B/3U＞2U2B/3注： U为实测位移值4.5.4 围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的互相影响。
4.5.5 一般情况下，二次衬砌的施作应在满足下列规定期进行：①隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；②隧道位移相对值已达成总相对位移量的90%以上；③对浅埋、软弱围岩等特殊。