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隧道监控量测方案一、工程概况二、监测目的1、掌握隧洞围岩和支护的动态信息，并及时反馈，指导施工作业；2、通过对隧洞围岩和支护的变位、应力量测，验证支护系统的设计；3、通过对隧洞围岩、支护的观察和动态量测，达到合理安排施工程序，确保施工安全；4、进行日常施工管理和资料累积。三、编制依据（一）、《XXXX隧道施工设计图》（二）、《公路隧道施工技术规范》（三）、《公路工程质量检验评定标准规范》（四）、《公路工程施工安全技术规程》（五）、《XXXX隧道施工方案》（六）、《XX至XX高速公路XX工程招标文件》四、拟投人的监控量测设备为保证隧道监测的准确与及时，拟投入如下监控量测设备，并根据工程实际需要及时调整。拟投入的监控量测设备表表1根据设计要求和业主需要增加其他的量测设备。五、监控量测项目及频率按设计和规范要求的项目及频率进行，汇总见下表：表2隧道现场监控量测项目及量测方法（一）、必测项目1、隧道地质及支护状况变化情况观察(1)、目的主要是检查隧道的地质情况（围岩岩性、节理发育情况、岩层产状。破碎程度、地下水发育情况、不良地质情况）是否与原地勘资料相符，隧道支护结构在正常情况下和爆炸后的变化是否在设计和规范允许的范围内，对出现异常和不相符的及时向业主提交报告，以方便设计单位对支护参数进行修改，并对隧道围岩的发展趋势进行预测，对承包人的施工方法和方案（台阶长度、各工序超前长度、爆破参数、进尺长度等）提出建议。（2）、量测方法由专业地质人员进行肉眼观察，手工素描记录，采用地质罗盘。钢尺、水压、水量测量仪、测缝计等量测工具（必要时可采用数码摄像机录制地质剖面及支护状况）。在每次爆破和初期支护后立即进行，尤其在地质情况发生变化、爆破参数发生改变时对初期支护和二次衬砌的变化加强量测，对观察内容作出详细记录，并绘制相应地质素描图，校核围岩分类，并预测前方围岩性质及可能出现的地质构造。2、周边位移净空收敛测试(1)、目的周边位移收敛监测是隧道施工监控量测的重要项目，收敛值是最基本的量测数据，通过对围岩周边的水平净空收敛量及其速度进行观察，掌握围岩内部随时间变形的规律，从而判断围岩的稳定性和为确定二次支护的时间提供依据；保证结构总变形量在规定允许值之内，更好地用于指导施工。(2)、量测方法主要采用收敛计（收敛计测试精度为±0.06mm）测点的纵向间距应视需要而定，或在有代表性的地段选取若干个测试断面。凡是地质条件差或重要工程，应从密布点，其测试频率如表1所示。围岩表位移观测点的埋设采用钢筋混凝土钻孔浇注而成，埋没深度不小于0.2ｍ。测点在观测断面距离开挖面2.0ｍ的范围内埋设，并在爆破后24小时内下一次爆破前测读初读数。其测线布置根据不同的施工方法和地质情况采用一条、二条、三条或四条，西庄1#、2＃隧道净空位移量测测线布置如表4和图1、图2所示。初测收敛断面应尽可能靠近开挖面，距离它为1.0米，收敛测桩应牢固地埋设在围岩表面，其深度不宜大于20cm；收敛测桩在安装埋设后应注意保护，避免因测桩损坏而影响观测数据的准确性。因收敛计是机械式仪器，为了减少观测时的人为误差，观测时应尽可能由固定人员和观测设备操作，并测读三次取其平均值，以保证观测精度。净空收敛量测频率表表3净空收敛量测频率表表4在隧道洞口段施工，或地质条件变差、量测值出现异常情况，量测频率应加大；必要时1h或更短时间量测一次；对于地质条件好的且收敛值稳定的隧道，可加大断面间距；对于围岩较差，收敛值长期不稳定，应缩小量测断面的间距。净空变化位移量测的频率同时可参照表４所示的位移变化速度及距开挖面的距离来确定。净空位移量测频率表5注：B为隧道开挖宽度。3、拱顶下沉量测(1)、目的拱顶下沉量测也属于位移量测，通过测量观测点与基本点的相对高差变化量得出拱顶下沉量和下沉速度，其量测数据是判断支护效果，指导施工工序，保证施工质量和安全的最基本资料；拱顶下沉值主要用于确认围岩的稳定性，事先预报拱顶崩塌。(2)、量测方法及量测频率拱顶下沉观测采用精密水准仪、铟钢尺及钢挂尺，测量观察点与基准点质检的高差，从而计算出拱顶下沉量，观测精度为(0.1mm)。拱顶下沉测点的布置应与周边位移收敛一致，位于同一断面上，拱顶下沉观测频率如表5所示。拱顶下沉观测频率表表6连拱隧道台阶法施工监控量测布置图中导洞及侧壁导坑监控量测布置图图1西庄2#隧道拱顶沉降与周边收敛测线布置图图2西庄1#隧道拱顶沉降与周边收敛测线布置图4、锚杆内力及抗拔力量测(1)、目的了解锚杆实际工作状态，结合位移量测量，修正锚杆的设计参数。(2)、量测方法及量测频率锚杆抗拔力试验按《公路隧道施工技术规范》的要求采用拉拔仪，每10米一个断面，每断面至少3根锚杆进行测试。对测试的锚杆在打设时预留不小于20cm的余长或随机抽测时采用焊接进行接长，用于拉拔仪对锚杆抗拔力的测试。5、地质超前预报于开挖面上钻机钻长约5～6米的超前钻孔。在钻进过程中，根据钻进的时间、速度、压力、成分以及卡钻、跳钻等判断岩性、构造地质及地下水的情况，掌握地质条件。（二）、选测项目1、地表下沉观测（1）、目的对因隧洞施工影响可能引起的地面建（构）筑物及地表沉降量。沉降速度进行观测。通过量测了解地表下沉的范围、量值、地表及地中下沉随工作面推进的规律、地表及地中下沉稳定的时间（2）、量测方法及量测频率根据开开挖断面、埋深及岩性情况，一般在Ⅲ～Ⅴ级围岩中且覆盖层厚度小于40m的段落，应进行地表沉降观测。观测点间距5～10m，采用钻孔钢筋混凝土埋设。如有建筑物，沉降观测点则应埋在基础上或墙脚；地面沉降点尽可能埋入基岩中，若因表土层太厚，无法埋入，则按《建筑变形测量规范》要求采用混凝土墩方式埋设。在距隧道两侧80m以外稳固、不易受到破坏、且通视条件较好的地方埋设基准点，基准点的埋设采用￠8钢筋混凝土钻孔灌注，埋入基岩的深度不小于0.3m，同时上设保护盖。每组基准点由2～3个基准点组成，各基准点之间的距离大于50m。采用精密水准仪和钢钢尺进行量测，仪器精度为0.1mm，观测精度按二级变形测量的精度要求进行，即允许观测误差为±0.5mm。开始量测前布置好测点和基准点，并测量测点及基准点联网的相对高程。其测点布置为每5～50ｍ一个断面，每断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每5～20ｍ一个测点。观测间隔时间为开挖面距量测断面前后小于2倍隧道宽度时1～2次/d；开挖面距量测断面前后小于5倍隧道宽度时1次/2d；开挖面距量测断面前后大于5倍隧道宽度时1次/周。见图3、图4《西庄1#、2#隧道地表下沉测点布置图》：地表下沉量测范围及测点布置示意图图3XX2#隧道地表下沉测点布置图图4XX1#隧道地表下沉测点布置图2、钢支撑内力及外力测试（1）、目的通过对钢支撑主要构件应力发展情况进行量测，以获得钢支撑的实际工作状态，以便确定钢支撑内部应力的发展是否正常及其承载能力，同时检验隧道在偏压情况下钢支撑的状态，当钢支撑的应力发展时态曲线出现不正常变化时，及时提醒设计单位和施工单位修改支撑参数或采用措施，以保证施工安全。（2）、量测方法及量测频率钢支撑内力及外力的量测采用测力计。在初期支护钢支撑安装好后，在其表面焊接测试钢筋，测试钢筋与测力计相接，测力计与应变测试仪相连，根据规定的测试频率对钢支撑的应变发展情况进行测试，然后根据所测得的应力计算出钢支撑的应力发展情况，钢支撑应力的测试精度为0.1Mpa。钢支撑内力及外力测试频率如表6所示。钢支撑内力及外力观测频率表表73、支护及衬砌表面应力及裂隙量测采用混凝土应变计、测缝计，主要对支护及衬砌表面应力及裂隙进行量测。测缝计主要用于测量隧洞围岩和混凝土裂缝开合度的变化情况(1)混凝土横缝测缝计埋设：其技术要点为：传感器轴线尽量与预计的裂缝开合度变化方向一致，传感器两端牢固于裂缝的两侧，不被扰动，确保传感器伸缩部件随裂缝开合，自由伸缩。在先浇筑的混凝土块上，预埋测缝计套筒，当电缆需从先浇块引出时应在模板上设置储藏箱，用以储藏仪器和电缆。为了避免电缆受损，接缝处的电缆用布条包上。当浇筑的混凝土浇到高出仪器埋设位置20cm时，振捣密实后挖去混凝土露出套筒，打开套筒盖，取出填塞物，安装测缝计，回填混凝土。（2）混凝土与岩体接触缝测缝计埋设：在岩体中钻孔，孔径100mm，深度0.5m。岩体有节理存在时，按节理发育程度确定孔深，一般应大于1.0m。在孔内填满水泥砂浆，砂浆应有微膨胀性，将套筒或带有加长杆的套筒挤入孔中，筒口与孔口平齐。然后将螺纹口涂上机油，筒内填满棉纱，旋上筒盖。混凝土浇筑至高出仪器埋设位置20cm时，挖去捣实的混凝土，打开筒盖，取出填塞物，旋上测缝计，回填混凝土。支护及衬砌表面应力及裂隙量测观测频率表如表7所示。支护及衬砌表面应力及裂隙量测观测频率表表84、爆破振动监测（1）、目的在隧道工程爆破施工中，由于爆破规模、方法和环境不同，爆破所引起的振动、空气冲击波，飞石、噪音和有毒气体对人员、设施和围岩产生不同程度和范围的影响。本工程与已建隧道右线间距较小，而使得既有隧道在爆破作用下可能出现衬砌开裂，剥落等工程安全现象，严重危及车辆及行人的安全。利用前期已埋设的观测设备可对施工开挖、爆破等引起的已建隧道变位突变、应力异常等进行监控，确保已建隧道的正常营运、使用。由此可见，在施工过程中对隧道爆破地震动进行安全监测和分析（特别是小间距隧道），确保围岩、既有隧道以及附近建、构筑物的稳定与安全显得尤为重要。因此，通过对爆破振动进行测试，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对建筑物的影响、破坏机理等；二是根据测试结果可及时调整爆破参数和施工方法，制定防震措施，指导爆破安全作业，避免或减少爆破振动的危害作用。（2）、量测方法及测点布置目前在国内大都以振速峰值来衡量爆破地震动强度，并作为危害建、构筑物的安全指标。因此，在本工程的爆破监测中，选用数据采集系统IDTS3850-3爆破振动记录仪，此系统不仅可记录测点的振速，而且可获得地震波的其他主要参数，如频率等。新建隧道开挖爆破产生的地震动对既有隧道衬砌迎爆面的边墙影响最大，其振动速度明显高于其他部位，是最危险的部位。因此，在既有隧道的迎爆面边墙布置三个测点。其他测点根据工程实际需要及业主要求进行布置。震动监测过程分两个部分进行：第一部分为施工洞围岩爆破地震动监测；第二部分为既有洞结构爆破地震动监测。每次测试的具体过程包括以下几个步骤：①传感器参数设置，包括量程、预触发值、采样率、通道等；②传感器的埋设，在预先设计的位置固定好传感器，并检查其线路通道的有效性；③数据采集；④数据处理及结果分析。根据《爆破安全规程》规定的爆破振速计算公式如下：V＝K(6√Q/R)a。式中：Q一一最大装药量(kg)；R一一距爆源中心距离”(m)；K一一与介质特性有关系数0；a一一与地形，地质等有关系数；根据《爆破安全规程》，对该隧道爆破振速进行控制，刚进行正规循环爆破前应进行爆破试验，试验爆破时为每炮监测，施工方依据监测数据进行参数调整，直到合适的爆破参数。六、数据处理、分析与应用（一）、数据采集1、量测点的初读数最为重要，一般应在开挖12h内或下次爆破喷锚支护施作2h后即埋设测点，并进行第一次量测数据采集。每次测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行量测工作。按各项量测操作规程安装好仪器仪表，并按相应仪器使用方法读取数据。2、严格按照隧道施工规范，按时进行监控量测，并用专用表格记录量测数据，根据围岩稳定情况，1～15天内1～2次／天，16天～1个月内1次／天，1～3个月内1～2次／周，大于三个月1～3次／月。（二）、数据分析处理1、根据量测数据绘制位移ｕ与时间ｔ的关系曲线，可以较直观的看出围岩位移变化的情况，并初步判定围岩是否趋于稳定或出现异常情况。建议采用在Excel表格中及时输入量测结果，并利用其图表功能自动生成曲线图，能保证量测数据与曲线图同步，更能及时、直观的得到围岩变化情况。2、由于量测的偶然误差所造成的离散性，因此对量测数据采用统计学原理进行