隧道監(jiān)控量測實施細則

1、WORD格式五臺山至盂縣高速公路五盂高速公路隧道施工監(jiān)控量測實施細那么陽五高速公路投資管理二一一年八月專業(yè)資料整理WORD格式隧道監(jiān)控量測實施細那么目錄1、監(jiān)控量測的目的32、監(jiān)控量測的工程33、量測斷面的間距和頻率44、測點設(shè)置要求及測設(shè)工具55、量測方法及數(shù)據(jù)處理55.1、水平收斂量測55.2、拱頂下沉量測75.3、量測數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用86、量測數(shù)據(jù)整理、分析與反應(yīng)的要求97、監(jiān)控量測標準要求108監(jiān)控量測儀器及量測作業(yè)要求118.1量測儀器118.2量測作業(yè)要點149、量測的管理及人員配備149.1、量測的管理149.2、量測人員配備1410、監(jiān)控量測與信息反應(yīng)程序圖15專業(yè)資料整理WO

2、RD格式2專業(yè)資料整理WORD格式1、監(jiān)控量測的目的監(jiān)控量測是隧道在施工過程中，對圍巖支護體系的穩(wěn)定狀態(tài)進展監(jiān)測，為初期支護和二次襯砌設(shè)計參數(shù)的調(diào)整提出依據(jù)，是確保施工及構(gòu)造運營平安、指導(dǎo)施工過程、便利施工管理的重要手段，采用新奧法原理設(shè)計、施工的隧道，監(jiān)控量測是施工中不可缺少的施工程序。2、監(jiān)控量測的工程2.1 、必測工程是施工中必須作為一道工序進展的監(jiān)控量測工程。它包括：(1) 洞內(nèi)外觀察(2) 水平相對凈空變化值的量測(3) 拱頂下沉的量測(4) 地表沉降2.2 、選測工程是根據(jù)圍巖性質(zhì)、隧道埋置深度、開挖方式等條件自行確定的監(jiān)控量測工程，作為必測工程的驗證和補充。它包括：(1) 圍巖壓

3、力量測(2) 鋼架內(nèi)力量測(3) 噴混凝土內(nèi)力量測(4) 二次襯砌內(nèi)力量測(5) 初期支護與二次襯砌間接觸壓力量測(6) 錨桿軸力量測(7) 隧底隆起(8) 圍巖內(nèi)部位移(9) 爆破振動(10) 孔隙水壓力(11) 水量(12) 縱向位移專業(yè)資料整理WORD格式3專業(yè)資料整理WORD格式3、量測斷面的間距和頻率3.1、地質(zhì)及支護狀況的觀察，對判斷圍巖的穩(wěn)定性、進展開挖前方的地質(zhì)預(yù)報等十分重要， 所以地質(zhì)觀察和記錄對開挖后的每一個工作面都應(yīng)進展， 必要時還要進展地質(zhì)描述。 對初期支護應(yīng)進展噴射混凝土、 錨桿、鋼架等的狀況描述。3.2 、凈空變形量測斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度

4、等確定，其間距按表 1 采用。拱頂下沉量測與凈空水平收斂量測應(yīng)在同一斷面內(nèi)進展，并用一樣的量測頻率， 應(yīng)從表 2 根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離較高的一個量測頻率。拱頂下沉及周邊收斂量測間距表拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表表表圍巖級別量測斷面間距位移速度量測斷面間距量測頻率(m)(mm/d)開挖面距離 (m) 5105(01)B2 次/d103015(12)B1 次/d30500.51(25)B1 次/23d0.55B1 次/7d注： - 隧道最大開挖寬度3.3 、地表下沉量測應(yīng)根據(jù)隧道埋置深度、地質(zhì)條件、地表有無建筑物、所采用的開挖方式等因素確定是否進展。地表下沉量測的測點應(yīng)與凈空水平收斂及拱

5、頂下沉量測的測點布置在同一斷面內(nèi)，沿隧道中線，地表下沉量測斷面的間距可按表 3 采用。地表下沉量測斷面間距表表 3隧道深度 H0量測斷面間距 (m)2B H02.5B2050B H0 2B1020H0B10注： H0隧道埋深； B隧道最大開挖寬度專業(yè)資料整理WORD格式4專業(yè)資料整理WORD格式3.4 、需要進展橫斷面方向地表下沉量測時，其測點間距應(yīng)采取25 米，在同一量測斷面內(nèi)應(yīng)取711 個測點。地表下沉的量測頻率應(yīng)和拱頂下沉及凈空水平收斂的量測頻率一樣。 地表下沉量測應(yīng)在開挖工作面前方H0+B(隧道埋置深度 +隧道最大開挖寬度 ) 處開場，直至襯砌構(gòu)造封閉，下沉根本停頓時為止。4、測點設(shè)置

6、要求及測設(shè)工具周邊位移量測以水平相對凈空變化值的量測為主，水平凈空變化量測線的布置應(yīng)根據(jù)施工方法、地質(zhì)條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。拱頂下沉量測斷面的位置在每一斷面宜布置 13 個點。假設(shè)地質(zhì)條件復(fù)雜， 下沉量大或偏壓明顯時， 應(yīng)同時量測拱腰下沉及基底隆起量。 測點的安裝應(yīng)能保證在開挖后 12 小時 ( 最遲不超過 24 小時 ) 內(nèi)和在下一循環(huán)開挖前測到初次讀數(shù)?？拥乐苓吺諗坑嬁蛇x鉸彈簧式或重錘式， 拱頂下沉量測采用水平儀、 水準儀和掛鉤鋼尺等，有條件時可采用激光隧道斷面監(jiān)測儀進展量測。 變形量測可采用單點或多點式錨頭和傳力桿， 配以機械式百分表或點測位移計。 不同工法測點

7、布設(shè)參見示意圖。5、量測方法及數(shù)據(jù)處理5.1 、水平收斂量測5.1.1 、量測方法水平相對凈空變化的量測首先要求將預(yù)埋件按要求的時間及方法埋設(shè)，然后進展儀器的安裝 ( 如下列圖所示 ) 。專業(yè)資料整理WORD格式5專業(yè)資料整理WORD格式當儀器安裝完成后， 利用彈簧秤、鋼絲繩、 滑管給鋼尺施加固定的水平X力( 彈簧秤拉力 90N)，并在百分表讀得初始數(shù)值X0；因第一次量測的初始讀數(shù)是關(guān)鍵性讀數(shù)，應(yīng)反復(fù)測讀；當連續(xù)量測 3 次的誤差 R 0.18mm(R值根據(jù)收斂計不同而異 ) 時才能繼續(xù)爆破掘進作業(yè)。用同樣方法可讀得間隔時間t 后的 t 時刻的 Xi值，那么 t 時刻的周邊收斂值Ut即為百分表

8、兩次讀數(shù)差：Ut =L0-L t +Xtl -X to式中： L0初讀數(shù)時所用尺孔刻度值；Lt t時刻時所用尺孔刻度值；Xtl t 時刻時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值，Xtl = Xt +tXto初讀數(shù)時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值，Xt0 = X0+t0Xt t 時刻量測時百分表讀數(shù)值；X0初始時刻百分表讀數(shù)值；溫度修正值，t =(T 0-T)L鋼尺線膨脹系數(shù)；T0鑒定鋼尺的標準溫度，T0=20；T每次測量時的平均氣溫；L鋼尺長度。5.1.2 、數(shù)據(jù)處理每次測量時要做好詳細的量測記錄，記錄內(nèi)容包括日期、時間、里程編號、環(huán)境溫度、量測數(shù)據(jù)等，并及時根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)繪制時態(tài)曲線和空間關(guān)系曲線。專業(yè)資

9、料整理WORD格式6專業(yè)資料整理WORD格式當位移時間曲線趨于平緩時，及時進展量測數(shù)據(jù)的回歸分析，以推求最終位移和掌握位移變化的規(guī)律。目前，常采用的回歸函數(shù)有：對數(shù)函數(shù)U=A+Bln(t+1)U=Aln(BT )Bt 0指數(shù)函數(shù)U=Ae-B/tU=A(e-Bt0-e-BT)雙曲函數(shù)U=A(1) 2(1) 2 1Bt 01BT式中： U變形值 (mm)；A 、 B回歸系數(shù)；t量測時間 (d) ；t0測點初讀數(shù)時距開挖時的時間(d) ；T 量測時距開挖時的時間 (d) 。5.2 、拱頂下沉量測5.2.1 、拱頂下沉量測方法拱頂下沉量測采用水準測量法進展， 后視點可設(shè)在穩(wěn)定襯砌上， 用水平儀進展觀測

10、 ( 如下列圖所示 ) 。將拱頂初始相對高差與 t 時刻相對高差相減變得拱頂下沉量，即： Ut =(Q0 +P0)-(Q+P)=(Q 0-Q)+(P 0-P) 。假設(shè) Ut為正值，那么表示拱頂下沉；假設(shè) Ut為負值，那么表示拱頂向上位移。5.2.2 、拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的處理專業(yè)資料整理WORD格式7專業(yè)資料整理WORD格式拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的處理方法同水平相對凈空變化量測。5.3 、量測數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用5.3.1 根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制水平相對凈空變化、拱頂下沉?xí)r態(tài)曲線，凈空水平收斂、拱頂下沉與距開挖工作面的關(guān)系圖等。5.3.2 根據(jù)量測結(jié)果及?公路隧道施工技術(shù)指南?的規(guī)定可根據(jù)表4 中變形管理等

11、級指導(dǎo)施工。變形管理等級表 4管理等級管理位移施工狀態(tài)UU1B/2B /3正常施工U1B/2B /3? U?2U1B/2B /3加強監(jiān)測U 2U1B/2B /3采取相應(yīng)工程措施并加強監(jiān)測位移控制基準 (U1B/U 2B取值 )表 5類別距開挖面 1B(U1B)距開挖面 2B(U2B)距開挖面較遠允許值65%U090%U100%U注： U0極限相對位移值( 構(gòu)造允許相對位移，見下表) ， U實測位移值B隧道最大開挖寬度構(gòu)造允許相對位移表 (%)埋深<50m50300m300m500m圍巖級別拱腳水平相對靜空變化值0.29 0.720.58 2.882.59 4.320.14 0.430.2

12、9 1.151.00 1.73拱腳水平相對靜空變化值0.12 0.230.20 1.581.15 2.020.09 0.140.06 0.120.43 1.15注：硬巖取下限，軟巖取上限。拱腳水平相對凈空變化指兩側(cè)點間凈空水平專業(yè)資料整理WORD格式8專業(yè)資料整理WORD格式變化值與其距離之比；拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比。墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1.2 1.3 后采用。5.3.3 、根據(jù)位移變化速度判別：1) 、凈空變化速度持續(xù)大于 5.0mm/d 時，圍巖處于急刷變形狀態(tài)，應(yīng)加強初期支護系統(tǒng)。2) 、凈空變化速度小于 0.2

13、mm/d，圍巖到達根本穩(wěn)定。3) 、在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用其它指標判別。5.3.4 、根據(jù)位移時態(tài)曲線的形態(tài)來判別：1) 、當圍巖位移速率不斷下降時 (du 2 /d 2t<0) ，圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)；2) 、當圍巖位移速率保持不變時 (du 2 /d 2t=0) ，圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強支護；3) 、當圍巖位移速率不斷上升時 (du 2 /d 2t 0) ，圍巖進入危險狀態(tài)，必須立即停頓掘進，加強支護。6、量測數(shù)據(jù)整理、分析與反應(yīng)的要求6.1 、每次量測后應(yīng)及時對原始數(shù)據(jù)進展整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面關(guān)系圖，以尋求數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，通過數(shù)據(jù)反應(yīng)信息了解隧道

14、變形規(guī)律；6.2 、對初期的時態(tài)曲線進展回歸分析，對數(shù)據(jù)最終位移、變形速率的變化、時態(tài)變化等進展預(yù)測預(yù)報；6.3 、數(shù)據(jù)異常時，應(yīng)根據(jù)具體情況及時采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。專業(yè)資料整理WORD格式9專業(yè)資料整理WORD格式中壁穿插CRD 法測點布置示意中壁CD法測點布置示意臺階法測點布置示意全斷面法測點布置示意測點布設(shè)示意圖7、監(jiān)控量測標準要求7.1 、監(jiān)控量測工作必須緊接開挖、 支護作業(yè)，按設(shè)計要求進展布點和監(jiān)測，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進展調(diào)整或增加量測的工程和內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析處理，并將結(jié)果反應(yīng)到施工過程中。7.2 、隧道施工過程中應(yīng)進展洞內(nèi)、 外觀察，洞內(nèi)觀察可

15、分為開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩局部。7.3 、開挖工作面觀察應(yīng)在每次開挖后進展。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施；觀察后應(yīng)及時繪制開挖工作面的地質(zhì)描述圖、填寫開挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。7.4 、對已施工地段的觀察每天應(yīng)至少觀察一次，主要觀察噴射混凝土、 錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)。專業(yè)資料整理WORD格式10專業(yè)資料整理WORD格式7.5 洞外觀察重點應(yīng)在洞口段和洞身埋置深度較淺地段，其觀察內(nèi)容應(yīng)包括地表開裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)、地表水滲透情況等。7.6 凈空變化、拱頂下沉量測宜在36h 內(nèi)完成，其它量測應(yīng)在每次開挖后 12h 內(nèi)取得起始讀數(shù)

16、，最遲不大于 24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。7.7 、測點應(yīng)結(jié)實可靠、易于識別，并注意保護、嚴防爆破損壞。7.8 、 拱頂下沉和地表下沉量測基點應(yīng)在洞內(nèi)、外水準基點建立聯(lián)系。7.9 、凈空變化、拱頂下沉和地表下沉 ( 淺埋地段 ) 等必測工程應(yīng)設(shè)置在同一斷面，其量測斷面間距及測點數(shù)量應(yīng)根據(jù)圍巖級別、隧道埋深、開挖方法等按規(guī)定進展。8監(jiān)控量測儀器及量測作業(yè)要求8.1量測儀器隧道監(jiān)控量測的工程應(yīng)根據(jù)工程特點、 規(guī)模大小和設(shè)計要求綜合選定。 量測工程可分為必測工程和選測工程兩大類，量測工程、方法及精度要求如下表：監(jiān)控量測必測工程序測試監(jiān)測工程測試方法和儀表備注號精度1 洞內(nèi)、外觀察 現(xiàn)場觀察、

17、地質(zhì)羅盤、數(shù)碼相機專業(yè)資料整理WORD格式襯砌前凈空2變化3 拱頂下沉4 地表下沉二次襯砌后5凈空變化沉降縫兩側(cè)6底板不均勻隧道凈空變化測定儀全站儀采用非接觸觀測法0.1mm( 收斂計、隧道激光斷面儀、全站儀)一般進展水平收斂量測水準測量的方法，水準儀、鋼尺0.51mm水準測量的方法，水準儀、塔尺0.51mm淺埋隧道必測 (H0 2b)隧道凈空變化測定儀 ( 收斂計、全0.01mm全站儀采用非接觸觀測法站儀 )沉降縫兩側(cè)底板 ( 或仰拱三等水準測量1mm填充層面 ) 沉降專業(yè)資料整理WORD格式11專業(yè)資料整理WORD格式沉降洞口段與路基 過 渡 段 不洞口底板 ( 或仰拱填充層7三等水準測量

18、1mm均 勻 沉 降 觀面 ) 與洞口過渡段的沉降測注： 1、H0隧道埋深； b隧道最大開挖寬度。2 、必測工程在采用噴錨構(gòu)筑法施工時必須進展監(jiān)控量測選測工程序號監(jiān)測工程測試方法和儀表測試精度1圍巖與初期支護接觸壓力盒 0.5%F.S.壓力2噴混凝土應(yīng)變混凝土應(yīng)變計±0.1%F.S3鋼架應(yīng)力鋼筋計、應(yīng)變計拉伸 0.5%F.S.壓縮 1.0%F.S.4初期支護與二次襯砌壓力盒 0.5%F.S.接觸壓力5二次襯砌內(nèi)應(yīng)力混凝土應(yīng)變計、鋼筋計±0.1%F.S6圍巖內(nèi)部位移多點位移計0.1mm7隧底隆起水準儀、銦鋼尺或全站儀0.51mm8爆破振動速度振動傳感器、記錄儀1mm/s注：

19、1、H0隧道埋深； b隧道最大開挖寬度。2、選測工程應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其它特殊要求，有選擇地進展3、F.S儀器滿量程8.1.1 、隧道周壁測點三維絕對位移量測時，應(yīng)建立獨立局部三維坐標系，一般 z軸為豎直方向， x軸、 y 軸分別平行和垂直于隧道軸線，局部三維坐標系可參照圖 4。專業(yè)資料整理WORD格式12專業(yè)資料整理WORD格式A B圖 4 全站儀測量示意圖8.1.2 、隧道周壁測點三維絕對位移量測時，有自由設(shè)站和固定設(shè)站兩種方式，一般應(yīng)采用全站儀自由設(shè)站三維絕對位移量測法。8.1.3 、隧道內(nèi)粉塵濃度應(yīng)控制在2mg / m3以下，減小粉塵濃度以提高可視距離。8.

20、1.4 、隧道周壁測點位移量測時，全站儀測站設(shè)置一般應(yīng)滿足如下要求：1測站距反射膜片的距離D應(yīng)控制在 100m以內(nèi)。（ 2受隧道施工影響，為提高工作效率，同一測試斷面設(shè)站次數(shù)可控制在 2次以內(nèi)。（ 3一次設(shè)站無法位移量測時，可進展轉(zhuǎn)站量測，但轉(zhuǎn)站次數(shù)不能超過 3次。專業(yè)資料整理WORD格式13專業(yè)資料整理WORD格式8.1.5 、受隧道內(nèi)量測環(huán)境影響，自動搜索無法準確照準測定中心時，應(yīng)采用人工照準。8.2量測作業(yè)要點8.2.1 、高效的組織是完成量測作業(yè)的前提條件，必須在組織建立上、組織人員搭配上根據(jù)工作目標建立好作業(yè)團隊。8.2.2 、本工程隧道開挖跨度、開挖斷面較大，為確切掌握變形規(guī)律、變形特點，因此必須認真進展量測，并通過綜合分析掌握隧道的變形規(guī)律。8.2.3 、軟弱圍巖中隧道