隧道监控量测的实施方法技术方案

隧道监控量测的实施方法技术方案隧道监控量测的实施方法技术方案隧道监控量测的实施方法技术方案目录一、目的和任务........................................3二、主要内容..........................................3三、断面布设原则......................................4四、测点布设原则......................................5五、监测频率..........................................8六、监测管理值........................................9七、监测方法.........................................12八、监测信息反馈.....................................13隧道监控量测的实施方法技术方案隧道监控量测的实施方法随着我国隧道建设项目规模的增大、数量的增加，隧道安全问题日益突出，监控测量就显得至关重要。文中详细阐述了施工监控量测的目的和任务、主要内容、断面布设原则、测点布设原则、监测频率、监测管理值、监测方法以及信息反馈，可供参考。一、目的和任务（1）掌握初支变形，指导现场处置，保障施工安全；（2）为调整施工方法提供参考;（3）为二衬施作时机提供指导；（4）为进行动态设计提供参考。二、主要内容量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类2.1、必测项目①洞内、外观察；②净空变化；③拱顶下沉；④地表下沉（浅埋隧道必测，H0≤2B时）。隧道监控量测的实施方法技术方案监控量测必测项目表2-12.2、选测项目①围岩内部位移量测；②锚杆轴力量测；③围岩压力及两层支护间压力量测；④钢支撑应力量测；⑤隧底隆起；⑥锚杆拉拔（说明：在必要情况下选测）三、断面布设原则3.1、拱顶下沉和水平收敛断面拱顶下沉和水平收敛监测断面间距围岩级别断面间距（m）单双线正洞单双车道辅助坑道Ⅴ510Ⅳ2030Ⅲ（软质岩）50Ⅲ（硬质岩）在特殊地段布设监测断面Ⅱ在特殊地段布设监测断面表3-1备注：（1）Ⅳ级围岩，在不良地质地段（主要指土体、水平层软质岩等）监测断面应适当加密。（2）Ⅲ级软质岩主要指：砂岩（三门峡以北）、片岩、板岩、页岩、泥质砂岩、砂砾岩、泥灰岩等。序号监测项目监测范围测试精度常用仪器1洞内、外观察全线隧道现场观察、数码相机2水平收敛（正洞和辅助导坑）0.1mm全站仪3拱顶下沉1mm全站仪4地表沉降隧道浅埋没1mm全站仪或电子水准仪注：H0-隧道埋深；B-隧道最大开挖宽度隧道监控量测的实施方法技术方案（3）Ⅲ级硬质围岩、Ⅱ级围岩原则上不布设监测断面，特殊地段根据现场情况布设监测断面，特殊地段指：①掌子面施工时，有掉块、坍方等的地段；②初期支护有开裂、剥落等的地段；③需要进行设计调整的段落（进行一定的监测，为动态调整支护参数、施工方法等提供参考，验证调整效果）；④其他需要进行监测的地段。（4）各断面布设间距误差控制在“断面间距的10%”以内。3.2、地表沉降断面地表沉降监测断面间距隧道埋深与开挖宽度断面间距（m）2B＜H0≤2（H+B）20B＜H0≤2B10H0≤B50表3-2备注：（1）H0为隧道埋深，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度；（2）地表沉降测点应在隧道开挖前布设；（3）地表沉降断面与洞内监测断面应尽量布置在同一断面。四、测点布设原则4.1、拱顶下沉和水平收敛测点布置示意图隧道监控量测的实施方法技术方案图4.1-1全断面法图4.1-2两台阶法隧道监控量测的实施方法技术方案图4.1-3三台阶法4.2、测点布设要求：（1）拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上；（2）测点埋设在钢架、格栅等初期支护上；（3）测点应在初支支护后立即埋设；（4）初始读数应在测点埋设12h内读取。（5）拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线附近，数值采用绝对高程，周期性复核后视点，保证其数据可靠性。4.3、地表沉降测点隧道监控量测的实施方法技术方案图4.3-1地表沉降横向测点布置示意图五、监测频率5.1、洞内、外观察每施工循环记录一次，必要时加大观察频率。5.2、拱顶下沉和水平收敛监测（1）一般为1次/天。（2）台阶法施工，下部开挖过程中，频率为2次/天。（3）出现异常情况时，根据现场管理要求，加大监测频率。（4）当变形趋于稳定时，监测频率按表下进行。变形趋于稳定时的监测频率支护状态平均变形速率持续时间监控频率初支全环封闭＜2mm/d＞3天1次/3天初支全环封闭＜1mm/d＞7天1次/7天初支全环封闭＜1mm/d＞15天1次/15天表5-1（5）在初期支护稳定后，可停止该断面的监测。初期支护稳定须同时满足以下条件：①初期支护表观现象正常；②拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d，且持续1个月以上；隧道监控量测的实施方法技术方案③变形时态曲线已经收敛。5.3、地表沉降监测（1）一般为1次/天。（2）出现异常情况时，应加大监测频率。（3）在二次衬砌施工通过监测断面H0+B距离后（H0为该断面隧道埋深，B为该断面隧道开挖宽度），且地表沉降变形时态曲线已经收敛，可停止该断面监测。六、监测管理值采用以下4项综合管理：①变形总量；②变形速率；③初期支护表观现象；④变形时态曲线6.1、管理等级及应对措施管理等级及对应措施管理等级对应措施正常（绿色）正常施工预警二级（黄色）加强监测，密切关注发展情况，分析原因，调整施工，使隧道变形趋稳，并制定应急方案和对策预警一级（红色）暂停施工，加强监测，启动应急预案，采取相应施工措施表6-16.2、变形总量管理值一般地段变形总量管理等级变形总量管理等级正常（绿色）预警二级（黄色）预警一级（红色）拱顶下沉单线正洞单车道辅助坑道Ⅲ＜2020~25≥25Ⅳ＜4848~64≥64Ⅴ＜6060~80≥80双线正洞双车道辅助坑道Ⅲ＜2525~35≥35Ⅳ＜7272~96≥96Ⅴ＜9090~120≥120水平收敛单线正洞单车道辅助坑道Ⅲ＜1010~15≥15Ⅳ＜3030~45≥45Ⅴ＜4040~55≥55隧道监控量测的实施方法技术方案双线正洞双车道辅助坑道Ⅲ＜1010~15≥15Ⅳ＜3535~50≥50Ⅴ＜4545~60≥30表6-2备注：本表所建议变形总量管理等级应结合现场施工情况进行动态调整台阶法开挖时拱顶下沉和水平收敛变形总量管理值分配分部1分部2分部3台阶法40%70%—三台阶法30%50%70%表6-3备注：本表按隧道各分部开挖工序制定，其中（%）为各部分累计变形量相对应变形总量的百分比6.3、变形速率管理值一般地段变形速率管理等级变形速率/（mm/d）管理等级正常（绿色）预警二级（黄色）预警一级（红色）开挖过程拱顶下沉单线正洞单车道辅助坑道＜4.04.0~8.0≥8.0双线正洞双车道辅助坑道＜5.05.0~10.0≥10.0水平收敛单、双线正洞单、双线车道辅助坑道＜3.03.0~6.0≥6.0仰拱封闭后拱顶下沉水平收敛单、双线正洞单、双线车道辅助坑道＜2.02.0~4.0≥4.0表6-4备注：本表所建议变心不过速率管理等级应结合现场施工情况进行分动态调整6.4、初期支护表观现象序号初期支护表观现象1喷混凝土初期支护混凝土出现开裂、剥落、掉块等现象①纵向开裂超过3榀钢支架支撑间距；②环向开裂超过已施工支护周长的1/3；③裂缝宽度超过1mm。2钢拱架等扭曲、异响、拱脚下沉等。表6-5基准值工法隧道监控量测的实施方法技术方案6.5、变形时态曲线特征图6.5-1变形时态曲线在管理等级中的体现序号管理等级体现1正常（绿色）无变形异常加速，变形特征曲线趋于收敛2预警二级（黄色）变形异常加速，变形特征曲线无收敛迹象，日均变形速率差值连续2天增大，且均大于2mm/d时。3预警一级（红色）变形异常加速，变形特征曲线无收敛迹象，日均变形速率差值连续3天增大，且均大于2mm/d时。表6-6图6.5-2如上图实测数据在正常预测曲线附近分部时则说明隧道围岩变形正常，当实测数据曲线出现反弯点时，则说明围岩变形出现异常性速率开始变大，需采取加强支护措施。隧道监控量测的实施方法技术方案七、监测方法7.1、洞内、外观察开挖面观察：每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比，此项工作由地质预报单位或专业地质工程师进行整理。洞内已施工地段观察：喷射混凝土、钢拱架或格栅钢架变形等工作状态。主要观察内容如下：①初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录，要特别注意喷混凝土是否开裂和剥落。②钢拱架或格栅钢架有无扭曲变形、整体下沉等现象；③拱架或围岩有无异响。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。7.2、拱顶下沉和水平收敛监测拱顶下沉和水平收敛监测采用全站仪配合反射膜片进行。测点埋设：采用直径不小于20mm的螺纹钢，尾端（隧道洞内方向）进行45°斜切形成斜切面或者端部焊接钢板，斜切面处或钢板上面粘贴测量专用反射膜片（不小于1cm×1cm）。标识要求：测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识，每个断面左右侧各布设1个标示牌，及时记录展示相关信息，监测点上严禁悬挂物品。图7.2-1图7.2-2隧道监控量测的实施方法技术方案八、监测信息反馈1、应用隧道施工监测信息化平台系统，及时反馈监测信息。2、根据反馈信息，分析监测数据，核查现场情况，提出相应的工程对策与建议。3、按周、月或季进行阶段分析，分析总结监测数据，了解和掌握支护结构变形规律，对施工情况进行评价，形成阶段分析报告，指导后继施工。图8-1监测信息反馈程序框图判断基准采取工程对策经验类比判断基准现场情况监控量测实施方案大纲现场调查与资料调研是否安全是否满足要求工程安全性评价监控量测隧道施工隧道设计监控量测实施细则