隧道施工监测

北京市建设工程质量第三检测所高速公路隧道施工监控量测与超前地质预报技术方案按照《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）、《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）的要求，根据隧道所处位置地质情况，对于复合式衬砌和喷锚衬砌隧道为保证施工阶段的安全，在隧道施工全过程必须进行监控量测与超前地质预报工作。一、隧道施工监控量测（一）隧道施工监控量测内容根据《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）、《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）的规定隧道施工监控量测内容包括必测项目（表一）和选测项目（表二）两大类。1、隧道施工监控量测必测项目见表一。表一隧道施工监控量测必测项目序号项目名称方法及工具布置测试精度量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月大于3个月1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述地质罗盘等开挖后及初期支护后进行--2周边位移各种类型收敛仪每5～50米一个断面，每断面2～3对测点0.1mm1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月3拱顶下沉水准测量方法，水准仪、铟钢尺每5～50米断面0.1mm1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4地表下沉水准测量方法，水准仪、铟钢尺洞口段、浅埋段（h0≤2b）0.5mm开挖面距量测断面前后＜2b时，1～2次/天开挖面距量测断面前后＜5b时，1次/2～3天开挖面距量测断面前后＞5b时，1次/3～7天2、隧道施工监控量测选测项目见表二。1表二隧道施工监控量测选测项目序号项目方法及工具布置测试精度量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月大于3个月1钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每代表地段1～2断面，每断面钢支撑内力3～7个测点，或外力1对测力计0.1MPa1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月2围岩体内位移（洞内设点）洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计每代表地段1～2断面，每断面3～7个钻孔0.1mm1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月3围岩体内位移（洞外设点）地面钻孔中安设各类位移计每代表地段1～2断面，每断面3～5个钻孔0.1mm同地表下沉要求4围岩压力各种类型岩土压力盒每代表地段1～2断面，每断面3～7个测点0.01MPa1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月5两层支护间压力压力盒每代表地段1～2断面，每断面3～7个测点0.01MPa1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月6锚杆轴力钢筋计、锚杆测力计每代表地段1～2断面，每断面3～7个锚杆（索），每根锚杆2～4测点0.01MPa1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月7支护、衬砌内应力各类混凝土内应变计及表面应力解除法每代表地段1～2断面，每断面3～7个测点0.01MPa1～2次/天1次/2天1～2次/周1～2次/月8围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置--9爆破震动测振及配套传感器临近建（构）筑物随爆破进行10渗水压力、水流量渗压计、流量计-0.01MPa-11地表下沉水准测量方法，水准仪、铟钢尺洞口段、浅埋段（h0＞2b）0.5mm开挖面距量测断面前后＜2b时，1～2次/天开挖面距量测断面前后＜5b时，1次/2～3天开挖面距量测断面前后＞5b时，1次/3～7天（二）隧道施工监控量测1、地质和支护状况观察隧（1）目的：对开挖后没有支护的围岩稳定性进行评估，初步确定围岩级别；开挖2后支护的情况评估。（2）具体方法：用地质罗盘、地质锤、放大镜等仪器工具及时绘制开挖工作（掌子）面地质素描图，填写开挖工作（掌子）面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡；对已初支地段主要观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢拱架等的工作状态，隧道内的地质和支护情况描述的主要内容见表三。（3）观察（持续）时间：绘制开挖工作（掌子）面地质素描图，填写开挖工作（掌子）面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判应在每次开挖（爆破）后进行；对已初支地段围岩、喷射混凝土、锚杆和钢拱架等的工作状态的观察宜每天进行一次。2、隧道洞内初期支护周边收敛位移及拱顶下沉量测（1）目的：对隧道已开挖并进行初支地段进行周边收敛位移及拱顶下沉量测，以了解在隧道施工期间初支周边收敛位移及拱顶下沉情况，掌握隧道初支周边收敛位移及拱顶下沉趋势和可能对隧道施工产生的影响。（2）具体方法：根据围岩条件沿隧道纵向每5～50米一个断面，每断面设2～3对周边收敛位移量测点及1～3个拱顶下沉量测点，断面测点布置如下图1，然后定期用精密水准仪量测观测点的相对下沉量和绝对下沉量，用隧道净空变化测定计(简称收敛计)量测测点间的位移，计算测点间的相对位移值和绝对位移值，并绘制对时间的变化曲线，即可直观得出反映出隧道的稳定情况。周边收敛位移及拱顶下沉观测点断面应尽可能布置在同一里程。（3）量测（持续）时间：隧道开挖施工后24小时内布置测点并读取初始值，至稳定或二衬施工完毕。3、地表下沉量测（1）目的：通过地表下沉量测，了解隧道所处位置山体移动情况，掌握隧道所处位置山体移动趋势和可能对隧道产生的影响。（2）具体方法：在隧道进出口地段及浅埋地段沿隧道纵向每隔5～50米布置地表沉降观测断面若干个，根据地形条件每断面测点数目一般为11～15个，具体布置情况如下图2。然后用精密水准仪量测观测点的相对下沉量和绝对下沉量，即可了解隧道地表沉降情况。地表下沉与周边收敛位移及拱顶下沉观测点应尽可能布置在同一里程。（3）量测持续时间：隧道施工开挖期间至稳定或二衬施工完成。拱顶中心下沉观测点拱顶右侧下沉观测点边墙水平收敛线拱脚水平收敛线拱腰水平收敛线bLRMRHRTRLLMLHLTC隧道中心线拱腰右侧水平收敛观测点拱脚右侧水平收敛观测点边墙右侧水平收敛观测点拱腰左侧水平收敛观测点拱脚左侧水平收敛观测点边墙左侧水平收敛观测点拱顶左侧下沉观测点TL图1隧道洞内收敛与拱顶下沉测点布置示意图北京市建设工程质量第三检测所表三隧道掌子面围岩及初期支护状况记录表工程名称里程埋深(m)评定施工情况距洞口距离(m)岩性完整状态地质构造影响度轻微较重严重很严重完整较完整较碎破碎松散地质结构面间距(m)＞1.50.6～1.50.2～0.60.06～0.2＜0.06延伸性较差差中等好极好粗糙度明显台阶状粗糙波纹状平整光滑平整光滑有擦痕张开性(mm)密闭＜0.1部分张开0.1～0.5张开0.5～1.0无充填张开＞1.0黏土充填风化程度未风化微风化弱风化中等风化强风化简要说明地表假设滑移线图2隧道地表下沉监控量测测点布置示意图假设滑移线隧道中线b(11～15)×2.5m～3m＞2b0Y6Y5Y4Y3Y2Y1JDZ6Z5Z4Z3Z2Z1ZD不动点1地下水涌水部位拱顶底板左边墙右边墙渗水量[L/(min·10m)]干燥＜25偶有渗水25～125经常渗水干燥或湿润偶有渗水经常渗水原设计围岩级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ掌子面围岩级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ初支情况初喷裂缝有无锚杆被拉脱有无喷砼发生剪切破坏有无钢拱架被压屈有无底鼓现象有无掌子面素描观测日期编录日期4、钢支撑内力及外力量测（1）目的：通过对钢支撑内力及外力量测，了解钢支撑内力状况，掌握钢支撑内力发展趋势，即了解和掌握初期支护的工况，结合初期支护的其他量测资料来分析隧道初期支护的稳定情况及发展趋势。（2）具体方法：每代表地段1～2断面，每断面钢支撑内力3～7个测点，或外力1对测力计，具体测点布置见图3，每个断面上安装10对20个测点，每个测点各安装一个GHB型应变计。把GHB型应变计焊接在钢支撑上，用接收仪器测得各点的应变。此种方法操作简单、安全稳定、使用方便、并能多点量测和远距离量测，并且能长期观测。钢支撑内力及外力量测观测点与周边收敛位移及拱顶下沉观测点应尽可能布置在同一里程。（3）量测（持续）时间：隧道开挖施工后24小时内布置测点并读取初始值，隧道施工期间至运营后2～5年。25、围岩体内位移（1）目的：通过对围岩体内位移量测，了解围岩体内位移与内力状况，掌握围岩体内位移与内力的发展趋势，即了解和掌握初期支护上的荷载状态，结合初期支护的其他量测资料来分析隧道围岩体内位移与内力和初期支护的稳定情况及发展趋势。（2）具体方法：①洞内设点每代表地段1～2断面，每断面3～7个钻孔，钻孔中安设单点或多点位移计。隧道开挖施工后24小时内布置测点并读取初始值，具体测点布置见图4，用接收仪器测得各点的位移值。②洞外设点每代表地段1～2断面，每断面3～5个钻孔，内钻孔中安设位移计或倾斜计。隧道开挖施工前或工作（掌子）面距测点＞2b时内布置测点并读取初始值，具体测点布置见图5，用接收仪器测得各点的位移值。围岩体内位移观测点与周边收敛位移及拱顶下沉观测点、地表下沉观测点、钢支撑内力及外力量测观测点应尽可能布置在同一里程。（3）量测持续时间：隧道施工期间至运营后2～5年。ZK58+700GHRNZK58+700GHRWZK58+700GTRNZK58+700GTRWZK58+700GTCWZK58+700GTCNZK58+700GTLNZK58+700GTLWZK58+700GMLWZK58+816GMLNZK58+700GLLNZK58+700GLLW图3钢支撑内力量测点布置示意图隧道中心线ZK58+700GDCWZK58+700GDCNZK58+700GDLWZK58+700GDLNZK58+700GDRWZK58+700GDRNZK58+700GHLWZK58+700GHLNZK58+700GMRWZK58+700GMRNZK58+700GLRWZK58+700GLRNZK58+700YTC-1ZK58+700YTC-2图4围岩体内位移量测点洞内布置示意图ZK58+700YTC-3ZK58+700YHL-3ZK58+700YHL-2ZK58+700YHL-1初期支护隧道中心线ZK58+700YML-3ZK58+700YML-2ZK58+700YML-1ZK58+700YMR-1ZK58+700YMR-2ZK58+700YMR-3ZK58+700YHR-1ZK58+700YHR-2ZK58+700YHR-336、层间压力量测（1）目的：通过对层间压力量测，了解围岩与初期支护之间及初期支护与二衬混凝土之间的压力状况，掌握围岩与初期支护之间及初期支护与二衬混凝土之间的压力发展趋势，即了解和掌握初期支护上的荷载状态，结合初期支护的其他量测资料来分析隧道初期支护和二衬混凝土的稳定情况及发展趋势。（2）具体方法：①围岩与初期支护之间的层间压力每代表地段1～2断面，每断面3～7个测点具体测点布置见图6，每个断面上安装7个测点，每个测点各安装一个GPL型应变计。把GPL型应变计埋设在钢支撑的钢筋网上，在喷射混凝土层及二衬混凝土施工完成后用接收仪器测得各点的应变。二衬混凝土初期技护ZK58+700YPTRZK58+700YPTCZK58+700YPHRZK58+700YPMRZK58+700YPLRZK58+700YPMLZK58+700YPHLZK58+700YPLLZK58+700YPTL图6隧道围岩与初期支护间压力量测布置示意图钻孔ZK58+700YDY-22ZK58+700YDY-21ZK58+700YDY-23ZK58+700YDY-24ZK58+700YDZ-22ZK58+700YDZ-21ZK58+700YDZ-23ZK58+700YDZ-24ZK58+700YDY-14ZK58+700YDY-13ZK58+700YD-11ZK58+700YDY-12ZK58+700YDZ-14ZK58+700YDZ-13ZK58+700YDZ-11ZK58+700YDZ-12ZK58+700YDC-02ZK58+700YDC-01ZK58+700YDC-03ZK58+700YDC-04地表假设滑移线图5隧道围岩体内位移量测洞外测点布置示意图假设滑移线隧道中线b4②初期支护与二衬混凝土之间的层间压力每代表地段1～2断面，每断面3～7个测点具体测点布置见图7，每个断面上安装9个测点，每个测点各安装一个GPL型应变计。把