贵阳市政隧道监控量测措施方案

1、目录一、编制依据2二、适用范围2三、工程概况2（一）工程地理位置及平曲线.2（二）不良地质情况 .2（三）主要技术标准 .3四、监测目的3五、监测工作的内容及项目4（一）监测工作的内容.4（二）监测工作的项目及作用.4六、监控量测仪器4七、具体监测方法与数据处理5（一）地表沉降量测 .51、量测点及断面布置52、量测频率63、量测方法74、量测注意事项75、量测数据的整理7（二）拱顶下沉、水平收敛量测.81、量测断面间距、测点布置82、量测方法103、量测频率104、量测数据记录整理、分析与反馈11（三）围岩地质和支护描述.12（四）监控量测数据的处理.13（五）位移管理标准 .131、控制标

2、准132、监测管理基准143、监测数据的分析与预测154、信息反馈与成果提交形式15八 、监控量测管理系统15（一）组织机构 .15（二）管理流程 .16（三）量测要求 .17（四）保证体系 .18贵阳市花溪二道道路工程施工x 标段xx 一号、二号隧道监控量测措施方案一、编制依据1、贵阳市花溪二道道路工程施工x 标段施工图第二册、第三册。2、公路隧道施工规范（jtj042-94 ）二、适用范围本监控量测方案适用于贵阳市花溪二道道路工程施工x 标段xx1、2 号隧道隧道监控量测作业。三、工程概况（一）工程地理位置及平曲线贵阳市花溪二道起点位于三桥中坝路与三桥北路交叉口处，采用分离式立交上跨西出口

3、线后折向南方，路线经三桥汽车配件城、贵阳市汽缸套厂，于 k0+994处经由中铁五局砼拌合站后以隧道形式穿越黄家山山脉， 路线短暂露头后从西郊区水厂供水隧道下方通过， 于 k2+200处从介白山庄南侧的青龙山山脉腰出露， 在 k2+550处穿贵黄公路，而后路线折向东南从园林局 xx 园区内通过， 以隧道形式穿 xx 园山体，以桥形式上跨小车河、 穿横鳝冲山岭体后， 路线沿南明区上下坝地块前行， 经贵州农科院、金竹镇、贵阳电线厂家属区后路线笔直向南延伸， 于 k13+702.5 处分离立交上跨贵昆铁路、 k13+800 处上跨成品油管道、 k13+867 处下穿西南绕城高速后， k14+400上跨

4、湘黔铁路后， 经花溪区养牛村。 而后道路在平交花石路、 下穿花溪河后终点接贵筑路与磊花路交叉口。包括道路工程、桥梁工程、隧道工程、排水工程及其它附属工程。道路全长 15.47km，宽 3040m，道路等级为城市主干道级。x 标段位于 xx 园附近，起讫里程为： k3+460k4+730。线路长度 1.27km。本标段均处于直线段上。（二）不良地质情况隧道进出口段第四纪残坡积层及全- 强风化层厚度较大，其岩土层的结构较为松散，洞口边仰坡的开挖易引起坍塌，对洞口的稳定构成一定的影响。xx 一号隧道 k3+600yk3+700段为浅埋断层带，岩体破碎，土体结构松散，围岩稳定性差，设计有较大渗水，开挖

5、易引起塌方。（三）主要技术标准1、公路等级：城市快速路，双向六车道；2、洞内计算行车速度： 60km/h。3、隧道建筑限界限界净宽： 13.75m = 0.25m （余宽）0.5m 左侧侧向宽）33.75 0.75（右侧侧向宽） 1m（人行道）；限界净高：5.0m ；4、设计荷载：汽车 -i 级5、路面横坡： 1.5%的单面坡。四、监测目的本隧道采用新奥法的原理进行施工， 因隧道开挖断面大， 结构受力复杂， 对结构设计和施工都提出了很高的要求。 现场监控量测是监视围岩稳定， 判断支护、 衬砌结构设计是否合理，施工方法是否正确的一种手段； 也是保证隧道工程新奥法安全施工、提高经济效益的重要条件；

6、 同时为施工中可能有的工程变更提供科学依据。 所以在施工过程中必须进行现场监控量测及时掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构和稳定状态，提供有关隧道施工的全面、系统信息资料，以便及时调整支护参数，通过对量测数据的分析和判断， 对围岩支护体系的稳定状态进行监控和预测， 并据此制定相应的施工措施，以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。隧道监控量测的目的如下：1、通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济、环境效益。2、掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果指导施工，增加施工的安全可靠性。3、及时预测和反馈，预

7、见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然，保证指导施工顺利进行；4、验证支护结构型式、支护参数的合理性，评价支护结构、施工方法的合理性与其安全性，确定合理的支护时间；5、为修改优化设计提拱数据，为调整施工方法提供依据；6、积累量测数据， 总结经验，为未开挖区段的设计和施工提供工程类比的依据。为节省工程投资，提高大断面公路隧道的设计和施工水平提供科学依据和技术保证。五、监测工作的内容及项目（一）监测工作的内容（1）对必测项目按设计、规范及现场实际情况要求的频率按时量测。（2）了解洞内围岩情况，及时绘制地质图。（3）按设计、规范及现场实际情况要求，对量测资料整理、分析。（4）及时向监理、业主提交

8、现场监控量测分析成果。（5）量测值出现异常时，及时向监理、业主提供该隧道的警报和对策意见。（6）提供监理、业主要求提供的资料。（7）提交隧道现场监控量测总结报告。（二）监测工作的项目及作用以公路隧道施工技术规范 （jtj04294）为依据，根据设计要求， 本隧道的监控量测主要项目包括：地表沉降观测、拱顶下沉量测、周边收敛量测、围岩地质和支护描述及锚杆施工监控。隧道具体监测项目及作用如下。量测项目及作用序号量测主要项目量测仪器1地表沉降观测b20水准仪水准尺地质和初期支2地质罗盘及规尺护观察3拱顶下沉量测b20水准仪、挂钩、钢尺，水准尺4水平净空收敛jss30收敛计量测5、锚杆施工监控锚杆抗拔仪

9、主 要 作 用观察浅埋区域的地表变化，建立观测系统，监视地表下沉值，了解围岩变形情况，判断隧道稳定性1. 开挖面围岩自稳性；2. 岩质破碎带、褶皱节理等情况；3. 核对围岩级别及风化变质情况是否与设计吻合；4. 地下水情况；5. 支护变形开裂情况；6. 洞口浅埋地表沉陷情况。监视拱顶下陷值，了解断面变化情况，判断拱顶的稳定性，防止塌方。根据收敛情况判断：1. 围岩稳定性；2. 支护设计和施工方法的合理性；3. 模筑混凝土衬砌。1. 采用锚杆抗拉拔试验，抽查锚杆和锚杆施工质量。六、监控量测仪器监测主要设备表机械设备名称规格、型号单位数量精密水准仪b20台套1收敛计jss30 型数显式收敛计台1地

10、质罗盘个2全站仪nickon台套1数码相机canon台1台式电脑惠普 g1226cx台1打印机夏普 ar2820台1复印机夏普 ar2820台1传真机f0 11台1汽车辆1七、具体监测方法与数据处理根据设计要求，本监控量测方案只对必测项目量测仪器埋设及测试方法作介绍。选测项目本方案不作具体介绍。（一）地表沉降量测1、量测点及断面布置（ 1）断面设置原则1）地表下沉量测断面的纵向间距按施工技术规范要求，按以下原则进行设置。2 ）测点的横向布置断面按设计要求布设。3）地表下沉量测断面设置原则埋深断面间距hb510mbh2b1020m2b30m开挖面前后 80m1 次/2 天1 次 /1 天1 次

11、/2 天1 次 /7 天3、量测方法用全站仪将同一断面的测点布置在一条直线上，采用水准仪测量地表沉降。 在偏压段增加地表横向位移的测量。地表下沉量测应在隧道尚未开挖前进行，借已获得开挖过程中的全部曲线。4、量测注意事项（ 1）施工前应作好监测准备工作，引入高程控制点，配置必要的人员与仪器。（ 2）在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。（ 3）地表量测与地下洞室各项监测同步进行，以利于资料的相关分析。（ 4）量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。5、量测数据的整理（ 1）绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图，如下衬砌中线原地面线 （）每一横断面沉降槽随时间的变化关系图（ 2

12、）绘制每一断面最大沉降量随时间的关系如下（天）（）每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图（ 3）、绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系如下（）（）每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图（ 4）、对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析。（ 5）、对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析。（ 6）、根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。（ 7）、根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值。（ 8）、根据回归分析数据分析出土体内摩擦角及内聚力。在整理资料时， 若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时， 对下部结构应采取补强措施：（1）、增加喷混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加挂更凑密

13、更粗的钢筋网。（2）、提前施作二次衬砌，通过分析较核二次衬砌强度。（3）、提前施作仰拱。（4）、对下一段与此地质类型相近的支护参数作适当调整。（二）拱顶下沉、水平收敛量测拱顶下沉及周边位移量测为必测项目，采用精密水准仪测量与收敛位移换算相结合的方式进行，监视拱顶的相对下沉值，评估围岩的稳定性，预防拱顶崩塌；周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，量测周边位移可以为判断隧道空间的稳定性提供可靠信息，周边位移量测以收敛观测为主要手段，对围岩位移实施相对位移量测，获得隧道净空收敛变形观测数据，得到表面位移随时间的变化规律，分析围岩的应力状态，确定二次衬砌及仰拱施作时间。测点埋设在侧壁导坑开挖后及

14、时埋设， 拱顶下沉、收敛量测初读数宜早， 采集第一次数据。1、量测断面间距、测点布置（1）布置原则：级围岩段：每 15m一个监测断面；级围岩段：每 30m一个监测断面；级围岩段：每 50m一个监测断面；级围岩段：每 80m一个监测断面；进洞第一个断面设在距明暗交界线5m处；断面布设时，考虑施工顺序，进入不同级别的支护类别时，尽早设测点，以及时取得数据，确定二次衬砌时机，采取进入级围岩5 m，级围岩 10m，级围岩段 20m，级围岩 40m开始设点；不在不同衬砌类型交界处设点。（2）量测断面初步布置如下中导洞k3+530 +545 +560 +575 +590 +605 ,k4+090 +105

15、 +120xx 一号隧道侧壁导坑k3+530+545+560+575+590+605,k4+090+105+120中 部k3+530 +545 +560 +575 +590 +605 ,k4+090 +105 +120中导洞k4+460 +475 +490 +505 +520 +535 ,k4+665 +680 +695xx 二号隧道侧壁导坑k4+460+475+490+505+520+535,k4+665+680+695中 部k4+460 +475 +490 +505 +520 +535 ,k4+665 +680 +695（3）测点布设及埋设拱顶下沉及周边收敛观测点在每个量测断面的拱顶中心及

16、边墙相应位置埋设一自制的钢筋预埋件。埋设前，先用冲击钻在待测部位成孔，然后将预埋件放入，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量测。监测点埋设时尽可能靠近开挖掌子面，按设计要求放出测点位置，清除测点埋设处周围的松动岩石，在测点处用冲击钻钻孔，在孔中填满水泥砂浆后插入预埋件，尽量使拱顶下沉预埋件在拱顶中心，收敛点预埋件轴线在基线方向上，上好保护帽，待砂浆凝固后即可量测。拱顶下沉、周边位移测点一般设在同一断面，测断面间距、测线布置见图v 级围岩段拱顶下沉及收敛监测点数量及布置形式图量测断面间距和每断面测线数量围岩级别断面间距（m）每断面测线数量1515 条测线2、量测方法（ 1）、 水平收敛量测1）测

17、点埋设：喷锚支护施作后，用风枪凿 40mm、深 200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。2）量测方法：采用jss30隧道收敛计监测。该机采用大张力自锁紧摇柄加载系统，并在结构上进行了一系列性能提升设计，具有很高的量测精度， 特别适用于大跨度隧道的变形监测。（ 2）、 拱顶下沉量测1）测点埋设：拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中。支护结构施工时要注意保护测点，不得掩埋，以保证数据不中断。2）量测方法：采用水准仪测量拱顶下沉，精度可达0.01mm。见拱顶下沉量测

18、示意图。3、量测频率各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按下表午和表 2 确定。当按表 1 或表 2 选择量测频率出现较大差异时， 选取量测频率较高的作为实施的量测频率。量测频率及时间表（按位移速度）表 1位移速度（ mm/d）量测频率量测时间102 次/d10 51 次/d5 11 次 /2d爆破后 24 小时内进行10.51 次 /3d0.51 次 /7d量测频率表（按距开挖面距离）表 2量测断面距开挖面距离（m）量测频率（ 015）2 次 /d（ 15 30）1 次 /d（ 30 75）1 次 /2d751 次 /7d各项量测作业均应持续到变形基本稳定后23 周

19、结束。位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。4、量测数据记录整理、分析与反馈1、数据的记录、整理、分析1）量测过程中应收集以下资料：现场监控量测计划。实际测点布置图。围岩和支护的位移时间曲线图、位移速度 - 时间曲线、位移量与开挖面距离关系曲线、找出位移 - 时间回归曲线，求出最终位移量。经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录。2）量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图，对初期的时态曲线应进行回归分析， 预测可能出现的最大值和变化速度， 数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。由于现场量测的数 , 对所有数据具有一

20、定的离散性, 它包含着偶然误差的影响, 要经过数学处理方可应用据进行回归计算, 即用曲线u=f(t)对时间 - 位移散点图进行拟22合, 同时对变形加速率du/dt及变形速率的变化率d u/dt进行探讨 , 根据数据处理后围岩的最大变形量 , 用以同变形临界值相比较 , 以便判断遂道围岩变形是否在允许范围内 , 据此来判断隧道围岩的稳定性和支护结构的可靠性。3）绘制变形曲线： 位移与时间的变化曲线 ( 见下图 ) ；位移速度与时间的变化曲线。位移与开挖工作面距离的关系曲线。可作位移加速度与时间的变化曲线。2、数据的反馈1 ）净空变化速度持续大于1.0mm/d 时，围岩处于急剧变形状态，应加强初

21、期支护系统。2）对于、级围岩，当隧道水平位移收敛速度为0.1-0.2mm/d ，拱顶下沉位移速度为 0.1mm/d 时，可认为围岩达到基本稳定，可施做二次衬砌。对于、级围岩，二次衬砌按承受部分围岩压力设计，应根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载，施作过迟则可能使初期支护破坏。3）根据位移时态曲线的形态来判别当围岩位移速率不断下降时（du2/d 2t 0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d 2t 0），围岩不稳定，应加强支护；22当围岩位移速率不断上升时 （du /d t 0），围岩进入危险状态， 必须立即停止掘进，加强支护。（三）围

22、岩地质和支护描述隧道坑道开挖工作面的观察， 在每个开挖面进行， 特别是在软弱围岩条件下， 开挖后应立即进行地质调查， 并绘出地质素描图。 若遇特殊不稳定情况时， 派专人进行不间断地观察，主要观察内容如下：1、对开挖后没有支护的围岩的观测：节理裂隙发育程度及方向；开挖工作面的稳定状态，顶板有无坍塌；涌水位置、水量、水压等；底板是否有隆起现象。2、对开挖后已支护地段围岩动态的观测：有无锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象；喷射混凝土有无裂隙和剥离或剪切破坏；钢拱架有无被压变形情况。3、对围岩破坏形态分析有三种：危险性不大，不会发生急剧破坏，如加临时支护之后可稳定的情况：应引起注意的破坏，如拱顶混凝土喷层受

23、弯曲影响而出项裂隙；危险征兆的破坏，如拱顶混凝土喷层出现有对称性局部崩落、侧墙内移等。（四）监控量测数据的处理数据分析：绘制时间位移、距离位移、位移速度 时间关系曲线，曲线正常则说明位移随施工的进行渐趋稳定。 如果出现反常， 出现反弯点， 说明位移出现点骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳状况，应立即采取措施。对外业量测的数据进行整理， 主要是检查外业记录，包括观测断面及观测点编号、观测时间、观测断面与开挖掌子面的距离等等。 计算断面两测点间收敛值， 测点绝对位移值。由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的曲线总是上下波动和不规则的，必须经过处里才能获得合理的典型曲线， 通常采用回归分析的方法，

24、 得出相应的函数式。用这个函数式作出的曲线能代表测试数据的分布， 并可推出因变量的极限值。 采用回归分析确定测试数据分布规律，可从以下函数式中选用一个进行计算：对数函数，如 yab / lg 1 t ；指数函数，如ya 1e bt；12双曲函数，如ya 1。1bt式中 a 、 b 为回归常数； t 为初读数后的时间；y 为位移值。根据量测获得的位移与时间的关系曲线， 即能看出各时刻的总位移量、 位移速度、位移加速度，按照规范所给出的隧道周边允许相对位移值判断围岩稳定性。 对无位移急剧变化的正常情况， 可据回归关系式预测总的位移量。 如遇位移急剧变化的情况应及时向上反映，并结合地质条件、施工方法

25、、支护设计汇同施工、设计分析原因，制定处理方案。（五）位移管理标准1、控制标准监控量测管理标准按隧道周边允许相对位值和位移等级管理，并配合位移速率作为监控量测管理基准。根据中华人民共和国行业标准： 公路隧道施工技术规范 （ jtj042-94）规定，隧道周边任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于隧道周边允许相对位移值表中所列出数值。隧道周边最大允许相对位移 （指实测位移值于两测点间距离之比， 或拱顶位移实测值与隧道宽度之比）为 0.20%0.80%，具体数值应结合现场实际情况，会同业主、设计、监理确定。当位移速率无明显下降， 而此时实测位移值已接近表中所列的数值，或者喷层

26、表面出现明显裂缝时， 应立即采取补强措施， 并调整支护设计参数或开挖方法。二衬施作则应在满足下列要求时进行：（ 1） 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；（ 2）已产生的各项位移已达预计总位移量的 80% 90%；（ 3）周边位移速率小于 0.1 0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于 0.07 0.15mm/d。隧道周边允许相对位移值（%）（jtj042-94 ）覆盖层厚度围岩类别300mv、 iv0.10.30.20.50.41.2iii0.150.50.41.20.80ii0.20.80.61.61.03.0注：（1）相对位移值系指实测位移与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽

27、度之比；（ 2）脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值； （ 3）本表所列数值将在施工中通过实测和资料积累作适当修正。 （4）该表为 jtj042-94 所提供，采用的是围岩类别，实际操作中需要转换为围岩级别。2、监测管理基准本工程从保证施工期安全的角度出发，建立了三级管理制度作为管理基准，见下表。管理等级表管理等级管理位移施工状态三级y00.7y正常施工二级0.7yy0 y综合判断，加强支护一级y0y暂时停工，上报各单位，商讨对策，采取特殊措施注： y0 为实测相对位移值，y ：允许相对位移值。位移速率控制标准序号监测项目位移速率（ mm/d）施工状态1可正常施工1地表下沉2施工中应注意

28、3加强支护或采取特殊措施2可正常施工2拱顶下沉3施工中应注意5加强支护或采取特殊措施1可正常施工3水平收敛2施工中应注意3加强支护或采取特殊措施3、监测数据的分析与预测取得监测数据后，要及时进行处理，绘制位移随时间与空间的变化曲线图。在取得足够的数据后， 根据散点图的数据分析状况， 选择合适的函数， 对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最终位移值， 预测结构和建筑物的安全性。据此确定施工方法的正确与否，是否调整支护参数。以时间位移关系图为例：当曲线向下凹说明位移速率变小，围岩趋于稳定； 当曲线呈直线上升， 不管位移多大，应该发出警告并采取控制措施；当曲线向上凹说明位移速率变大，围岩支

29、护处于危险状态，必须停工采取措施。4、信息反馈与成果提交形式成果提交以周报、 月报形式向监理、 业主方提交观测成果， 如观测数据表明工程可能出现异常情况， 则即测即报，同时按监理、业主要求的内容以文字形式进行汇报，现场工作结束一个月内提交总报告。八 、监控量测管理系统（一）组织机构项目部设立监控量测领导小组及专职监控量测小组 ：1、测领导小组：组长：赵瑞文副组长；李黎张贵刚程拥军组员：魏阳吴文彪冯孝伟刘平2、监控量测小组：组长；魏阳组员：刘平王艳平监测小组只负责地表下沉、拱顶下沉、周边位移、 地质及支护状态观察的监测工作。（二）管理流程监测管理流程施工量测措施（调整施工方法、否加强支护结构）安

30、全否是措施否经济否（减少支护结构）是是量测计划改变测量计划是否改变否改变管理基准是管理基准是否改变否（三）量测要求现场量测工作是隧道施工管理中的一个重要环节，是施工安全和工程质量保障措施之一，应按量测方案认真组织实施，并与其他施工环节紧密配合，不得中断工作。因此在监控量测实施过程中提出如下具体要求：1、确保量测仪表具有良好使用状态施工监测采用的机械式仪器和电子仪表，必须确保有良好的使用状态。2、现场测试前检查工作现场测试前应做到如下要求：检查仪表数量、质量，设备是否完好，如发现问题应及时修理、更换或补充；检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时方可进行测试工作。3、测试工作过程中的基本要

31、求按各项目量测的操作规程安装好仪器、 仪表，每测点一般测读三次， 三次读数相差不大时，可取算术平均值作为观测值；若读数相差过大时，应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误时再进行测试；每次测试时都要做好纪录， 并记录环境温度、 掘进里程以及施工情况等， 并保持原始记录的准确性；在现场进行粗略计算， 若发现围岩与支护变形较大时， 应及时通知现场施工负责人。4、测试收尾工作现场测试完毕后应做好以下工作：检查仪器、仪表，做好保养、保管工作。及时进行资料整理。5、量测资料整理首先对现场量测资料应认真检查、 审核和计算， 每次量测结束后， 应在两小时内进行资料整理工作；及时将量测资料填入有关图表， 以便了解量测数据的变化规律， 便于各量测断面和相同与不相同量测手段之间的对比、验证（四）保证体系各监测设施埋设安装完毕后， 及时对观测设施进行测试、 校正，记录各测点的初始值。施工期观测做到 “四无”，既无缺