隧道监控量测实施细则

隧道监控量测实施细则

新建福州至平潭铁路FPZQ-1标

监控量测实施细则

中铁十八局集团第二工程有限公司 福平铁路FPZQ-1标项目经理部

二〇一四年六月

新建福州至平潭铁路FPZQ-1标

隧道监控量测实施细则

一、编制依据

1、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ 204-2008)； 2、《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）； 3、设计文件、图纸和现场调查的相关地质资料； 4、福平铁路FPZQ-1标二分部实施性施工组织设计。 二、编制范围

编制范围为福平铁路FPZQ-1标DK10+970～DK18+198段内的所有隧道。

三、工程概况

本标段起讫里程为DK10+970～DK18+198，正线总长度7.228 Km；主要隧道工程有：新鼓山隧道出口、新鸡笼山左线隧道、新樟岚左线隧道、新樟岚右线隧道，共3862延米。本标段重难点隧道是新鼓山隧道。

表一 隧道一览表

序号 1 2 3 4 隧道名称 新鼓山隧道出口 新鸡笼山左线隧道 新樟岚左线隧道 新樟岚右线隧道 进口里程 DK10+970 DK15+933 DK16+669 YDK16+530 出口里程 DK13+294 DK16+197 DK17+230 YDK17+243 隧道全长 (延长米) 2324 264 561 713 四、监控量测目的

1、监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全。

2、提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二衬和仰拱的施作时间。

3、通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情作为调整和修正支护设计参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。 五、监控量测流程

监控量测作业流程见图1。

否 分析、研究地制定监控量施监控开挖工作面安全是 施工方经是济 施工完是 结 图1 监控量测流程图

否 数据否 已施工区段支护加强 施工方法变更支护加强 六、监控量测要求

1、掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理； 2、了解支护构件的作用及效果； 3、了解隧道工程的安全、经济性； 4、将量测结果反馈到设计及施工中； 5、了解隧道施工对附近建筑物的影响；

6、积累资料，作为以后施工、设计的参考。 七、主要监控项目

洞内外观察、水平相对净空收敛量测、拱顶相对下沉量测，浅埋地段地表下沉量测。 八、监控量测作业方法 1、洞内外观察

（1）洞内外观察分开挖工作面观察，已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定情况、围岩变形等，当地质情况基本变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并做好地质素描，填写工作面状态记录表。

（2）对已施工区段的观察每天一次，观察内容包括喷射砼、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定要求。

（3）洞内外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡稳定、地表水渗透的观察。

（4）在观察过程中，如发现地质条件恶化、初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。

2、拱顶下沉和水平相对净空变化量测

（1）拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率。 （2）测点布置见下图2。

（3）净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸埋置深度及工程重要性等确定，易为10-50米，在II级围岩的隧道中可适当加大测点间距。

（4）净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h,而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。

（5）测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立联系。

（6）水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置，隧道埋深等条件确定。在地质条件良好，采用全断面开挖时，可设一条水平测线。当采用台阶法施工时，可

在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。

图2 洞内测点布置

（7）拱顶下沉量测与水平相对净空量测在同一断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。当地质条件复杂时，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，还应量测拱腰下沉及基底隆起量。 （8）拱顶下沉量测与水平净空量测宜采用相同频率。应从下表中根据变形速度和距开挖工作面举例选择较高的一个量测频率。隧道拱顶下沉及净空水平收敛量测频率见表二。 3、地表下沉量测

（1）地表下沉量测在浅埋地段进行，量测断面布置与洞内一致，每个量测断面上测点间距为2～5m。测点应与水平净空量测的布置在同一断面内，沿隧道中线，地表下沉量测断面间距可参见表三。

表二 隧道监控量测方法及频率表

序监测方法号 项目 及工具 岩性、结构地质面产和支状及1 护状支护况观裂缝察 观察或描述 收敛2 周边收敛 仪 水准仪、 拱顶3 下沉 收敛仪 监测间隔时间 布置 断面1-116天1月3月以数 5天 -1月 -3月 后 开挖后及初期支护后进行 爆破后 按设1-2计 次/1次/1次/天 周 或天 15m 2次/月 水准按设4 地表沉降 仪 计 说明：B表示隧道开挖宽度

开挖面距量测断面＜2B时，1-2次/天； 开挖断面距量测断面＜5B时，1次/天； 开挖面距量测面＞5B时，1次/周。

量测断面间距（M） 10 20 30 50 表三 地表下沉量测断面间距表

序号 1 2 3 4 围岩级别 V级围岩 IV级围岩 III级围岩 II级围岩 （2）横断面方向地表下沉量测的测点间距应取2-5m,在一个量测断面内设7-11个测点。

（3）地表下沉量测频率应和拱顶下沉及相对水平净空变化的量测相同。

（4）地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧

道高度)处开始，直到衬砌结构封闭，下沉基本稳定为止。

5m2～7×5m测点不动点6m6m测点2～7×5m5m不动点45°5～25m45°

图3地表下沉量测测点布置示意图

（5）各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1-3周。 （6）锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等量测项目，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测变化不大时，可降低量测频率，从每周一次到每月一次，直到无变化为止。 4、位移管理等级 位移管理等级见表四。

表四 位移管理等级表

序 管理等级 号 1 Ⅲ 2 Ⅱ 3 注

管理位移 施工状态 u0∠un/3 可正常施工 un/3≤u0应加强支护 ≤2 un/3 Ⅰ u0＞2 un/3 考虑采取特殊措施 u0-实测位移；un-最大位移 5、监控量测控制基准

监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性等因素制定。隧道初期支护极限相对位移见下表五。

表五 隧道初期支护极限相对位移

隧道埋深h(m) 围岩级别 h≤50

50≤500 拱脚相对净空变化（%） - II 0.08 0.03～0.10 0.08～0.40 III 0.60 0.10～0.30 0.20～0.80 IV 1.20 0.20～0.50 0.40～2.00 V 3.00 拱顶相对下沉（%） 0.01～0.03 0.01～0.30～0.70～1.80～- 0.03～0.06 0.05～0.12 II 0.03～0.06 III 0.30 IV 0.06～0.10 0.08～0.40 0.30～0.04～0.15 0.12～

0.80 0.08～0.16 V 1.40 注：1本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩取表中较大值。

2拱脚水平相对净空变化指拱脚侧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。

6、监控量测数据分析及信息反馈 （1）量测数据分析处理

①监控量测分析处理应进行数据校核、数据整理及数据分析，数据分析采用回归分析法。

②每次观测后及时对现场量测数据绘制位移及位移速度随时间的变化曲线和位移及位移速度与开挖工作面距离的关系曲线。 ③当位移～时间曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。

④当位移～时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。 （2）监控量测信息反馈及工程对策

①监控量测信息反馈按下图进行。施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析；并采取一定的工程对策。

②实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。

③阶段分析：按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。

0.14～1.10 0.80～

（3）判断隧道围岩和初期支护变形基本稳定的条件为： ①隧道周边位移速度明显下降；

②水平收敛（拱脚边墙中部）速度≤0.2mm/d； ③拱顶或底板垂直位移速率≤0.1mm/d；

④施作二次衬砌前的位移值已达总位移的90%以上； ⑤初期支护表面裂缝不再继续发展。 （4）工程对策主要应包括下列内容： ①稳定开挖工作面；调整开挖方法；

②调整初期支护强度和刚度并进行及时支护； ③回填注浆；超前支护；地层预处理。

隧道设监控量测实隧道施监控量环境及工程安是 现场调查与经验判定基理论特殊 环境及安全是否否 调整设计参数、提出报监理、业主、

图4 监控量测信息反馈程序框图

九、组织结构:

项目部成立以项目部总工为组长，安全总监为副组长，工程部长、安质部长、监控量测专业人员、信息化管理人员为组员的领导小组，领导监控量测工作。下设测点埋设组、数据采集组、数据分析中心三个小组。 组 长：邵东辉 副组长：李小波

成 员：卢小军、郑先月、丁冬、刘洋、方国跃。 小组职责：

测点埋设组：负责测点埋设工作，做到有计划、及时无误埋设各种测点，测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护，不得随意撤换和遭到破坏。

数据采集组：负责日常量测数据的采集工作，做到及时、准确、规范，并及时绘制散点图等。

数据分析处理：终端厂商和软件公司通过终端服务器，对量测数据进行信息化分析处理，及时出具分析报告和预警提示；编制监控量测周报和月报，按时向主管部门上报。 十、监控测量仪器设备

徕卡全站仪1台、精密电子水准仪1台、水准尺、多点位移计、周边收敛仪（j-1型）、钢尺。 十一、 监控量测管理

1、量测工作要做到“三勤、一及时”，即量测勤、数据勤、分析勤、并及时将信息反馈于施工和设计，指导施工。

2、施工时要及时埋设测点，下沉测点及收敛测点尽量布置在同一断面上。各预埋测点要牢固可靠，设置专用标示牌，标明测点

的名称、部位、编号、埋设日期等，易于识别并妥善保护，并教育所有进洞人员不得随意撤换和遭到破坏。

3、各隧道工点实行全覆盖信息化管理，通过与终端厂商和软件公司合作，将现场采集的数据及时上传到围岩量测信息化终端服务器，对数据进行自动化分析处理，并将分析结果及时反馈施工现场，有效指导施工。实现监控量测数据采集、传输分析、预警发布与处理全过程信息化管理手段。

4、整理量测资料要做到认真、及时、真实、完整、准确；服从监理工程师的指令，每月定期向监理工程师报送量测资料。 十二、保证措施

1、加强项目部隧道监控量测数据采集及信息化管理人员的岗前培训和安全教育培训，加强围岩量测方面的方法学习，尽快掌握监控量测信息化管理的应用。

2、项目部不定期的进行检查，督促做好围岩量测工作。 3、严格按照设计图纸要求，对各隧道所要求监测地段必须认真实施监测，依据信息化数据分析的反馈结果有效指导施工。