隧道施工监控量测方案及措施

1、第 页隧道施工监控量测方案（一）监测方案1.1.1 监测目的为了确保施工期间周围环境隧道结构的施工安全，由专职人员组成监控量测组，在项目总工程师的直接领导下负责测点的设置、日常量测工作和数据的处理信息反馈工作，进行信息化施工，确保工程施工的安全。监测主要目的如下： （1）、掌握围岩及支护结构的动态，确保施工的安全性和隧道整体的稳定性； （2）、通过量测取得第一手资料（量测数据），根据各量测数据及时调整支护参数和施工方案，确定后续工序的安排； （3）、对量测数据进行分析处理，将其结果反馈到隧道支护设计中； （4）、积累施工技术资料，对施工过程中的关键技术问题进行分析，为今后类似工程施工提供技术参

2、考。1.1.2 监测项目的选择为全面收集掌握区间隧道在施工过程中围岩及支护的变形和受力状况，以及洞内钻爆开挖震动对地表建筑物的影响，结合本区间隧道地形地质条件、支护类型、施工方法等特点，选择确定下列监控量测项目：（1）、围岩及支护状态观察与描述 （2）、地表、地面建筑、地下管线及构筑物变化监测 （3）、拱顶下沉监测 （4）、周边净空收敛位移监测 （5）、岩体爆破地面质点振动速度和噪声监测 （6）、围岩内部位移监测 （7）、围岩压力及支护间应力监测 （8）、钢筋格栅拱架内力及外力监测 （9）、初期支护、二次衬砌内应力及表面应力监测 （10）、锚杆内力、抗拔力及表面应力监测注：为重点监测项目监测方

3、法（1）、围岩及支护状态观察与描述 隧道开挖后进行工程地质与水文地质观察描述，确定围岩类别，对初期支护状态进行观察。根据开挖后围岩的结构、构造的产状、隧道内渗水情况进行描述记录，并按隧道喷锚构筑法技术规则中的打分法判定工作面的稳定状况。整理出地质素描图，每次开挖爆破后即进行此项工作。 （2）、地表、地面建筑、地下管线及构筑物变化监测根据所埋设的测点和量测频率要求，对每个测点进行量测并逐点作好记录，对量测数据描绘散点图，并进行回归分析。根据回归曲线判断地层的稳定性及周围建筑物的影响程度，以便及时采取施工措施。确保地表下沉、地下管线及构筑物的变化在允许范围之内。因该隧道出口段埋深较浅，上部建筑物较

4、密集，且该面为特大跨道岔段，故其测点布置相应加密。 （3）、地面下沉测点布置 在隧道正上方沿中心线每出口道岔段及双线大跨段10m，其余地段50m布置一条横测线，每个断面上埋设711个测点并对称布置，测点间距45米。 （4）、地面建筑物下沉及倾斜量测 在地面建筑物的拐角处埋设测点，其测点数根据现场情况而定，通过量测判断周边建筑物下沉及倾斜情况，指导施工。 各点位在开挖面到达20m前完成设置及初始值测读，测试方法采用精密水准仪和铟钢尺，进行水准测量。测试频率：开挖面距离量测断面距离L2B时,12次/天(B为隧道开挖宽度),2BL5B时1次/周。 （5）、拱顶下沉监测 拱顶下沉点埋设于拱顶中心线上，

5、尽量与地面沉降断面位置重合，纵向间距出口道岔段及双线大跨段5m一个断面，每断面3个测点，其余地段30m个一断面，每断面一个测点。测试方法：采用精密水准仪和铟钢尺进行水准测量。测试频率:开挖面距量测断面L2B时,12次/天(B为隧道开挖宽度),2BL5B时1次/周。 （6）、周边净空收敛位移监测 在拱顶下沉点相对应断面起拱线下0.5m及边墙设两条水平收敛测线。采用JSS30/15A数显式收敛计，设点及测试频率同拱顶下沉。当收敛位移值S0.15mm/2时，已超于稳定，可停止观测。 （7）、爆破振动及噪音测试 地面上在隧顶位置及房屋上距震源最近点设测点，测试爆破产生的垂直振动速度，采用托普测振仪。垂

6、直振动速度：按设计要求控制在1cm/s以内,爆破噪音控制在85db。测点随开挖面前移，间距510m。爆破时即测试。周围环境按市环卫局有关规定控制和监测。监测量测项目和量测频率表类别量 测 项 目量测仪器和工具测 点 布 置量 测 频 率应测项目围岩及支护状态地质描述及拱架支护状态观察每一开挖环开挖后立即进行地表、地面建筑、地下管线及结构物变化水准仪和水平尺每1050m一个断面，每断面711个测点开挖面距量测断面前后2B时12次/d开挖面距量测断面前后5B时1次/周拱顶下沉水准仪、钢尺等每530m一个断面，每断面1个测点开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/d开挖面距量测断

7、面5B时1次/周周边净空收敛位移收敛计每5320m一个断面，每断面2个测点开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周岩体爆破地面质点振动速度和噪声托普测振仪质点振速根据结构要求设点，噪声根据规定的测距设置随爆破及时进行选测项目围岩内部位移地面钻孔安放位移计、测斜仪等取代表性地段设一断面、每断面23孔开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周围岩压力及支护间应力压力传感器取代表性地段设一断面、每断面1520个测点开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周钢筋格栅拱架内力及外力支柱压力计或其他测力计每1030榀钢拱架设一对测力计开挖面距量

8、测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周初期支护、二次衬砌内应力及表面应力混凝土内的应变计及应力计取代表性地段设一断面、每断面11个测点开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周锚杆内力、抗拨力及表面应力锚杆测力计及拉拨计必要时进行开挖面距量测断面2B时12次/d开挖面距量测断面5B时1次/周成果整理及信息反馈1.3.1 监测数据管理 1、监测数据的管理基准 由于本工程施工难度大，监测后对各种监测数据应及时进行整理分析，判断其稳定性并及时反馈到施工中去指导施工。 拟按下表所示级管理并配合位移速率作为管理基准。位 移 管 理 等 级管理等级管理位移施工状态n/3可

9、正常施工n/3n/3停止掘进采取特殊措施 注：实测位移值；n允许位移值，根据地质条件、埋深、跨度具体情况确定。 在现场监测期间，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率，一般级管理阶段监测频率可放宽些；级管理阶段则应注意加密监测次数；级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为12次天或更多。 2、监测数据的分析和预测 取得监测数据后，要及时进行整理，绘制位移随时间或空间的变化曲线图，实施时，多采用位移空间曲线，即监测结果随工作面与洞室跨度比值的关系散点图。 在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，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

10、的安全性，据此确定施工方法。 3、监测数据的反馈信息化施工要求以监测结果评价施工方法，确定工程施工技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率（mm/d）等综合判断结构和建筑物的安全状况。 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，并向驻地监理、设计单位、业主提交监测月报，并绘制测点位移变化曲线图。1.3.2 监测组织管理 1、人员及设备管理 针对本工程监测项目的特点，拟成立专职监测组，监测组由4人组成，设组长1名，在项目总工程师的直接领导下，负责地面、地下的日常监测及资料整理和监测设备的保管保养工作。 2、质量保证措施 为保证量测数据的真实可靠及

11、连续性，特制定以下各项措施： （1）、量测项目人员相对固定，保证数据资料的连续性。 （2）、仪器管理采用专人使用保养、专人检验的办法； （3）、量测设备、传感器等各种元器件在使用前均经检验校准合格后方投入使用。 （4）、各量测项目在监测过程中必须严格遵守相应的监测项目实施细则； （5）、量测数据均经现场检查，室内复核两次检查后，方可上报； （6）、量测数据的存贮计算均采用计算机系统进行； （7）、各量测项目从设备的管理、使用及量测资料的整理均设专人负责。隧道监控量测及控制标准监测内容施工监控量测项目内容包括必测项目和选测项目。（1）必测项目：1）洞内、外观察。每次开挖及初期支护后进行，已施做地

12、段每天至少观察一次。2）周边位移量测，级围岩不大于50m，级围岩不大于20m，级围岩应不大于10m。围岩变形较大处适当加密。3）拱顶下沉量测，量测间距和断面位置同周边位移量测。4）拱脚下沉量测，仰拱施工前，12次/d。5）地表下沉量测，量测范围为进、出口V级围岩、级围岩浅埋段，布置在洞口地段，纵向每5m至10m一个断面，地表沉降的量测与洞内周边位移和拱顶下沉量测在同一横断面。 6）先进洞与后进洞的对比量测（主要包括周边位移、拱顶下沉、地表下沉、围岩体内位移计压力、支护应力等项目的对比）；中隔墙及中夹岩的倾斜度、内应力、表面应力及裂缝等。（2）选测项目：1）围岩内部变形量测；2）围岩压力量测；3

13、）初期支护喷射混凝土应变量测；4）钢架内力及所受的荷载量测；5）锚杆轴力。监控量测项目内容见表1表 SEQ 表 * ARABIC 1隧道监控量测项目表序号类型工作内容1监控量测必测项目洞内外观察2地表沉降量测3拱顶下沉量测4周边位移量测5拱脚下沉（软弱破碎围岩处）中隔墙（中夹岩）位移、内力6选测项目围岩内部位移（洞内设点）7围岩内部位移（地表设点）8围岩压力以及两层支护间压力9钢架应力10锚杆轴力3.2 监控量测工作量表 SEQ 表 * ARABIC 2监控量测工作量汇总表序号项目 单位数量备注1洞内、外观察断面16062周边位移断面/每10-30m一个断面3拱顶下沉断面/每10-30m一个断

14、面4拱脚下沉断面/软弱围岩破碎处5地表沉降断面68以实测断面为准6中隔墙位移、内力断面/以实测断面为准7围岩压力断面6以实测断面为准8两层支护间压力断面6以实测断面为准9钢拱架内力断面6以实测断面为准10喷射砼应力断面6以实测断面为准11围岩内部位移断面/以实测断面为准12锚杆轴力根120暂估监测方法监控量测根据本项工程地质条件、支护类型、施工方法等特点，监控量测流程见图1，监控量测方法见表3。 图 SEQ 图 * ARABIC 1监控量测具体流程图表 SEQ 表 * ARABIC 3 量测项目与方法序号项目名称方法及工具布 置量测间隔时间115d16d1个月13个月3个月1地质和初期支护观察

15、岩性、结构面产状及支护状况观察开挖后及支护后进行 每天至少一次每 次 爆 破 后 进 行2水平净空收敛高精度全站仪每10-50m一个断面12次/天1次/2天12次/周1-3次/月3拱顶下沉高精度全站仪同上12次/天1次/2天12次/周1-3次/月4拱脚下沉高精度全站仪软弱围岩破碎带处，仰拱施工前12次/天5地表下沉高精度全站仪进、出口V级围岩、级围岩浅埋段，纵向每5m至10m一个断面开挖面距量测断面前后距离d2.5b时，12次/d开挖面距量测断面前后距离2.5b d5b时，1次/2d开挖面距量测断面前后距离5b时，1次/7d6中隔墙位移高精度全站仪每5-30m一个断面12次/天1次/2天12次

16、/周1-3次/月7中隔墙应力钢筋计2个断面，每断面4个测点12次/天1次/2天12次/周1-3次/月8围岩内部位移单点、多点杆式或钢丝式位移计代表性地段2个断面，每断面5个测点12次/天1次/2天12次/周1-3次/月9钢拱架内力钢筋计代表性地段2个断面，每断面5个测点12次/天1次/2天12次/周1-3次/月10围岩内力压力盒代表性地段2个断面，每断面5个测点12次/天1次/2天12次/周1-3次/月11两层支护间压力压力盒代表性地段2个断面，每断面5个测点12次/天1次/2天12次/周1-3次/月12锚杆轴力钢筋计每一类围岩选一组，一组6根12次/天1次/2天12次/周1-3次/月洞内外观

17、察在地下工程中，开挖前的地质勘探工作很难提供非常准确的地质资料，所以，在隧道过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态应进行观察，对开挖后动态进行观察，在新奥法量测项目中占有很重要的地位。（1）观察目的1）预测开挖面前方的地质条件；2）为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；3）根据喷射混凝土层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。（2）洞内观察洞内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，每天至少一次。内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，重大地质变化地段，进行数字影

18、像记录。1）对开挖后没有支护的围岩进行观察，主要是了解开挖工作面的工程地质和水文地质条件，包括：岩质种类和分布状态；岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造；地层时代归属及产状；节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等；断层的性质、产状、破碎带宽度、特征；地下水类型，涌水量大小、涌水位置等；开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象等。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。2）初期支护完成区段观察内容包括：喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部

19、的现象；有无锚杆和喷混凝土施工质量问题；钢拱架有无被压屈现象；是否有底鼓现象等。3）对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。（3）洞外观察洞外观察包括洞口及洞身浅埋段地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。地表下沉量测隧道洞口段、浅埋段的绝对下沉量称为地表下沉值，单位时间内地表下沉值称为地表下沉速度。其量测数据是指导施工工序，保证施工质量和安全的最基本的资料。（1）量测仪器为了保证测量成果准确、可靠，达到精度要求，采用高精度全站仪。在作业前，对仪器进行有关检校，使各项指标全部符合国家有关规定。（2）监测断面及监测

20、点的布置地表下沉的量测在隧道开挖之前进行，量测断面与隧道内的量测处于同一横断面。断面布置在隧道进出口段和IV级围岩浅埋段， = 5 * ROMAN V级围岩埋深小于32m， = 4 * ROMAN IV级围岩埋深小于16m，沿衬砌中线510m设置一个测点。地表下沉测点元件采用16mm，长1m的钢筋，距钢筋一端10cm处焊接宽8cm的正方铁片，在铁片上贴反光贴。现场选定测点位置后，预钻直径20mm，深度60cm的孔，在孔中填水泥砂浆并插入测点元件50cm，用水泥砂浆封锚保护。洞口段的地形、埋深等情况合理布置监控断面和监控点如下图2。 图 SEQ 图 * ARABIC 2浅埋段地表下沉监测布置示意

21、图（3）量测方法通过相对坐标计算高程的绝对变化量。沉降值计算：上式中， Ui第i次测得与基点高差Ui-1第i-1次测得与基点高差Ui第i次测得沉降值（4）量测频率地表下沉量测频率见下表4和5。表 SEQ 表 * ARABIC 4按距开挖面距离确定的监控量测频率监测量测断面距开挖面距离（m）监控量测频率（01）B2次/d（12）B12次/d（25）B1次/2d5B1次/7d注：B为隧道开挖宽度。表 SEQ 表 * ARABIC 5 按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d（5）量测数据处理与成果分

22、析野外观测完毕以后，在对外业观测记录进行认真检查的前提下，首先对观测数据进行预处理，并保证无粗差，各项外业观测指标均满足规范要求。根据观测数据汇总表，以观测时间为横坐标，以累计沉降值为纵坐标，绘制出主要沉降点的沉降过程线，它可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度。沉降趋势预报是沉降测量的重要环节；通过大量的沉降观测后，获得对地表沉降规律的理性认识，确定未来的沉降趋势。拱顶下沉及周边位移（1）量测仪器隧道拱顶下沉所用的量测仪器包括：全站仪、测点元件等。周边位移量测采用数显式收敛计进行量测，主要由钢卷尺、百分表测量拉力装置及与锚栓测点相连的挂钩组成。（2）测线布置及断面间距下沉点布置在隧道拱顶位置

23、，周边收敛根据工程情况合理确定测线，拱顶下沉量测和周边收敛断面的间距为：级围岩视具体情况确定，级围岩50m，级围岩20m，级围岩10m。围岩较大变形处适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点12个。当发生较大涌水时，增加监控断面。各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.52.0m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，完成初期变形值的读数。拱顶下沉量测和周边位移量测应布置在同一个断面，岩层变化处或应调整或增设量测断面。 a.台阶法开挖 b.中隔壁（小净距）法开挖 图 SEQ 图 * ARAB

24、IC 3 拱顶下沉和周边位移示意图（3）量测方法1）拱顶下沉钻孔预埋：采用测点钻孔埋设在初期支护喷射混凝土表面，埋设深度26cm，外漏初期支护6cm。钢筋参数：直径16mm，长度32cm，钢筋一端焊接宽6cm的正方铁片，并在铁片上贴边长5cm的反光贴。测点元件示意图如下： 图 SEQ 图 * ARABIC 4拱顶下沉测点元件示意图如若现场制作困难，可采用膨胀螺栓钩+反光贴替代。测点由现场施工队伍根据上述要求完成埋设工作，现场监控量测组组长负责现场指导监督。量测仪器对于拱顶下沉及拱脚下沉，为了保证测量成果准确、可靠，达到精度要求，采用高精度全站仪进行量测，其精度不低于1mm+1.5ppm。对于周

25、边收敛，可采用数显收敛计，精度0.01mm。当现场因施工因素影响导致收敛计测量困难时，则采用全站仪进行非接触量测。量测方法为避免中断施工，拱顶下沉采用全站仪进行观察，通过全站仪高程传递的观测方法可以观测出待测点与已知不动点之间的相对高程变化值，进而计算出累计沉降以及沉降速率值。相比水准仪测量，全站仪非接触测量法具有测量效率高、对施工影响小等优势。、 图 SEQ 图 * ARABIC 5 拱顶下沉测量示意图（高程传递法）对监测结果进行分析，可以得出累计沉降、单次沉降等曲线，并可对其进行拟合，进而可以对其最终沉降做出预测，来指导施工。2）周边位移洞内周边位移采用收敛计进行监测。监测前先在设计监测部

26、位埋设收敛预埋件，监测时将收敛计两端分别连接于收敛预埋件上，张紧钢尺读数，即可得到两预埋件之间的距离，与初始距离进行比较即可得到净空变化值。净空收敛测点应与拱顶沉降测点布置于同一断面。同一断面内布设若干条收敛基线，收敛预埋件埋设于收敛基线两端，尽量使两预埋件轴线与基线重合，并使销子与孔轴线处于垂直位置。 图 SEQ 图 * ARABIC 6收敛测点、测线布置测点埋设后，应在短时间内对监测点进行初始值采集，确保至少获得三次准确的测值，取其平均值作为初始值。在实施中，隧道开挖后在设计的监测点位埋置监测挂钩，测量初始值，然后根据施工的进程监测收敛值，直到稳定为止。将量测结果进行分析，可以得出累计净空

27、收敛与时间的关系曲线，对曲线进行拟合分析，可以对隧道洞室的最终变形进行预测，从而达到指导施工的目的。当采用常规测量手段困难，也可采用高精度全站仪进行周边位移监测。 图 SEQ 图 * ARABIC 7周边收敛非接触量测示意图3）量测频率拱顶下沉及周边收敛量测量测频率如下表6。 表 SEQ 表 * ARABIC 6拱顶下沉及周边收敛的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率523次/d151次/d0.511次/23 d0.20.51次/3 d0.21次/7 d拱脚下沉在软弱破碎围岩、软岩大变形或特殊性岩土处需对拱脚下沉进行监控量测，拟采用全站仪进行观察，通过全站仪高程传递的观测方法可以观测出

28、待测点与已知不动点之间的相对高程变化值，进而计算出累计沉降以及沉降速率值。相比水准仪测量，全站仪非接触测量法具有测量效率高、对施工影响小等优势。 图 SEQ 图 * ARABIC 8拱脚下沉测量示意图（高程传递法）对监测结果进行分析，可以得出累计沉降、单次沉降等曲线，并可对其进行拟合，进而可以对其最终沉降做出预测，来指导施工。中隔墙位移及内应力小净距段采用CD法施工及连拱隧道施工中应对中隔壁或中隔墙位移及内应力进行监控量测。量测位置主要为左右洞掌子面的错动段。（1）中隔墙位移量测在洞内适当位置选择站点架设仪器（埋设钢筋头并做以标记），在靠近洞口或洞外选择后视点确定坐标系，然后在中隔墙上被测位置

29、固定一量测专用反光贴片。每次在该固定坐标系下量测该测点的平面坐标即可算得被测点的位移量。对量测数据进行分析，中隔墙偏移量达到1%应视为危险，应加强监控。（2）中隔墙内应力采用钢筋测力计量测。量测方法有并联法和串联法，即钢筋计并联或串联在被测钢筋上进行量测，用串联法量测钢筋受力的现场图片如图9所示 图 SEQ 图 * ARABIC 9钢筋计串联法量测钢筋受力示意图当钢筋计串联时，钢筋轴力等于钢筋计轴力。此时，钢筋计轴力可通过频率计量测钢弦产生的振动频率，再根据钢筋计生产厂家提供的钢筋计频率与轴力标定函数计算所得。中隔墙内应力量测断面仪器布置如图10所示 图 SEQ 图 * ARABIC 10量测

30、断面示意图围岩内部位移（1）目的：量测围岩径向位移，可大致判断松弛量及其范围，并用以决定锚杆的适当长度。（2）断面布置：典型地段50m一个断面，尽量靠近锚杆或周边位移的测点处。（3）测点布置：每个断面5个测点。（4）量测仪器：多点位移计。（5）元件埋设方法及数据采集根据多点位移计要求的钻孔直径和孔深造孔，开孔直径150，钻60cm（视表筒长度而定）后改用90-110钻头在150钻孔的孔底中心开孔。将事先拼装好的位移计插入钻孔中，用干硬性水泥砂浆将孔口定位体与周围岩体固结牢靠，通过灌浆管孔内灌浆，待水泥砂浆固结后进行读数。 图 SEQ 图 * ARABIC 11多点位移计布置图（6）数据处理：绘

31、制孔内各测点（L1，L2，）位移与时间关系曲线；绘制不同时间（t1，t2，t3，）位移与深度关系曲线围岩压力及两层支护间压力（1）测试元件围岩压力及两层支护间压力采用压力盒进行监测。（2）测点布置测点布置如图12所示，图中黑色小长方形表示压力盒。 图 SEQ 图 * ARABIC 12压力盒监测元件布置图元件埋设在隧道的典型断面上，主要分布在隧道洞口、围岩分级界面、断层破裂带等典型断面处，（3）元件埋设方法及数据采集埋设时，将埋设处打磨平整，然后使压力盒就位。为减小或消除结构中横向力对测量结果的影响，在埋设前，在压力盒周围包一层厚度为12mm的橡胶圈。就位的压力盒工作面与结构物底面齐平，不要凹

32、进或凸出，还要防止压力盒偏斜，以避免偏载造成的误差。具体埋设方法见下图13所示。 图 SEQ 图 * ARABIC 13 压力盒安装示意图（4）测试频率按设计要求压力盒等内部元件监测频率如表7 表 SEQ 表 * ARABIC 7各元件的监控量测频率测试时间监控量测频率115天1次/d16天1个月1次/2d1个月3个月2次/1周3个月以上2次/1月（5）测试数据处理现场所测得的是传感器的荷载频率值，与初始频率相对应，根据厂家提供的标定公式和曲线可计算出相应的应变值。压力盒压力：式中， X围岩压力（MPa）； f测试频率； f0初始频率； k仪器出厂系数（MPa/Hz2）钢拱架支撑内力量测（1）

33、测试元件钢拱架支撑内力应力采用支撑压力计或其他测力计进行监测。（2）测点布置一个代表性地段设置12个钢筋内力监测断面测点通常为5个，连拱隧道设置7个测点，分别设置在拱顶、拱腰、边墙、中墙等控制结构强度的部位。测点布置如图14所示，采用与衬砌钢筋直径相同的钢筋应力计，钢筋计成对布置在钢架或格栅的内外两侧。 图 SEQ 图 * ARABIC 14 测点布置图（3）元件埋设方法及数据采集采用钢弦式频率仪进行数据采集，对事先焊在支撑上的钢筋计进行监测，钢筋计受力后振动频率会发生改变，对比事先标定的力与频率的关系曲线可得到作用在应力计上应力。根据设计每个断面的元器件位置和数量进行埋设，并将元器件的传输缆

34、线绑扎在钢筋上，钢筋计安装时应保证其轴线与受力方向一致，在元件安装完成后并进行初始频率的测试。（4）测试频率元件测试频率按上表5进行量测。（5）测试数据处理现场所测得的是传感器的荷载频率值，与初始频率相对应，根据厂家提供的标定公式和曲线可计算出相应的应变值。钢筋轴力：式中， X荷载（MPa ）； f荷载频率； F初始频率； A截矩； K系数。钢架内力量测应及时处理监测数据，绘制钢架内力-时间曲线散点图和钢架内力-开挖面距离曲线散点图，预测出钢架内力值，按钢材的容许应力和应力变化速率判定钢架的安全性。锚杆轴力量测（1）监测元件当锚杆受力后应力计处的锚杆发生变形，产生应变，应力计随锚杆产生相应的变

35、化，得出与应变成比例的频率变化，通过率定曲线将电测信号转换成锚杆应力。本项目拟采用钢铉式应力计（2）测点布置一个代表性地段宜设置12个监测断面，宜分别布置在拱顶中央、拱腰及边墙处，每个断面布置的量测锚杆数量不少于6个。（3）元件埋设由内装有钢铉式应力计的钢管（或由加粗段锚杆，在上面开槽，装上铉式应力计）与锚杆焊接组成，通过电线引测，由频率仪测读数据。（4）数据处理分析锚杆轴力量测应及时处理监测数据，绘制轴力分布图和随时间变化曲线图，按锚杆不同深度位置的受力变化速率，分析围岩变形发展趋势。监测重点（1）量测间距和频次监控量测布点设置（V级围岩不得大于10m，级围岩不得大于20m，级围岩不大于50

36、m）量测频次应符合要求，及时对数据进行分析，指导施工。 浅埋、偏压地段的地表必须设置监测网点并实施监测。（2）测点保护为保证监测数据连续性，重点做好测点保护工作。1）洞内拱顶位移、周边位移监测点易受到施工机械损坏，造成测点破坏无法顺利监测，测点做好防护装置的同时做好醒目标示，粘贴反光贴利于识别，现场施工过程中应尽量避免破坏，若测点被破坏应及时布置，让监测工作顺利开展。2）应力传感器埋设应符合要求，焊接时注意采取洒水降温措施，避免传感器损坏。 监测项目控制标准 监测项目控制标准本监测项目控制基准根据图纸及参考资料和相关规范制定，在实际监测中，如发现本基准不适用于监测结果时，需根据实际情况进行调整

37、。在动态施工信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以三级管理制度作为监测管理方式。监测管理表见表8； 表 SEQ 表 * ARABIC 8监测管理表管理等级管理位移施工状态U0Ut/3围岩稳定，可正常施工Ut/3U0Ut2/3围岩变形偏大，密切注意围岩动态，加强量测，应加强支护U0Ut2/3围岩变形很大，立即停止掘进，应采取特殊的措施表中：U0实测位移值Ut允许位移值Ut的取值，也就是监测控制标准。根据招、投标文件、相关设计图纸、有关规范和类似工程经验确定本标段隧道工程监测各项目的预警值。监测反馈程序如下所示。 图 SEQ

38、 图 * ARABIC 15监测反馈流程图地表下沉隧道在开挖时，由于释放应力的作用，将使洞周的地层发生位移，对浅埋隧道来说，位移场将波及地面，从而引起地表沉降，为了确保隧道的结构型式、地层信息、施工效应等，制订合理的地面沉降控制标准。地表沉降应遵守监测管理表，当监测值达到允许下沉值的1/3时，为“预警”状态，需通知项目部要引起注意；当监测值达到规定允许下沉值的2/3时，为“报警”状态，此时立即要求项目部停止施工，采取一定的防范措施后再进行施工，并密切关注变形的进一步发展。拱顶下沉及周边位移隧道周边位移及拱顶下沉均为必测项目，其量测值的大小及变化趋势反映了隧道的整体稳定性。本隧道应严格控制隧道周

39、边位移和拱顶下沉，并根据实际量测的结果进行局部的调整。根据公路隧道施工技术规范（JTG/T 3660-2020中）18.6节相关要求进行位移速率判断：速率大于1.0mm/d或累计位移大于10mm/d，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护；速率变化在0.21.0mm/d，应加强观测，做好加固的准备，速率小于0.2mm/d，围岩达到基本稳定。隧道周边位移及拱顶下沉应遵守监测管理表，当监测值达到允许下沉值的1/3时，为“预警”状态，需通知项目部要引起注意；当监测值达到规定允许下沉值的2/3时，为“报警”状态，此时立即要求项目部停止施工，采取一定的防范措施后再进行施工，并密切关注变形的进一步发展。监控

40、量测反馈分析监测数据的处理与分析（1）根据量测资料可得位移-时间曲线，位移速度-时间曲线，位移-距开挖面距离曲线，并对量测资料进行回归分析如下图 16，得出回归位移-时间曲线，当周边位移速度为0.1-0.2mm/d时，拱顶位移速度为0.1mm/d以下时，一般可认为围岩已基本稳定，此时在隧道洞身深埋段可施作二次衬砌。对隧道洞口及浅埋段，隧道二次衬砌应在开挖后及时施工，不能在变形基本稳定后才施工。隧道施工初期，初期支护按本设计施作，经一段时间量测得到可靠量测资料后，可对支护参数进行调整或调整施工方案。 图 SEQ 图 * ARABIC 16时间位移曲线图和距离位移曲线图（2）采集的监测数据以数值和

41、图形图表等多种形式描述各项监测项目的变化趋势。根据各个量测项目采集的数据，进行数据处理、分析，并提供给设计、监理作为变更设计和改变施工方法的依据。 图 SEQ 图 * ARABIC 17 时间位移曲线图表格图（3）根据监测数据分析结果进行下列分析，提供作为变更设计和施工方法的依据，实现监测的根本目的。1）随时把握施工的安全性，提供解析结果及评价周报、月报。2）根据监测数据分析结果，对解析结果进行理论分析。3）提供完整的监测结果分析报告书，总结评价该区段的设计、施工合理性、经济性，以便后续施工阶段参考。监测报表的内容及报送时限（1）当日报表通常作为施工调整和安排的依据，内容包括标题、测试的数据、

42、落款等部分组成。其中标题标明监测内容、监测日期、报表编号。测试数据包括测点编号、初始值、本次测试值、较上次测试增量值主累计变化量。落款标明监测单位、测试人员、填表人员等。报表在当天测量数据处理后送工程管理部，并报监理。（2）周报表主要结合工程例会，在每周末最后一天送工程管理部及监理工程师。（3）月报表主要归入工程监测总结报告中，在月末30日前报送现场监理工程师。监控量测预警分级管理（1）监控量测数据处理：1）实时分析：由软件自动完成。每天根据监控量测数据及时发送各断面的检测数据分析图形，发现安全隐患应分析原因并报告，出现预警提示要按规定及时处理。2）阶段分析：监控量测系统负责人按周、月进行阶段

43、分析，生成报表，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，按程序报审，指导后续施工。（2）预警分级管理 = 3 * ROMAN III级预警：正常施工，只需将监测数据以日报的形式报工区总工审核，分析围岩变形特征，为调整支护参数做准备。责任人（工区总工）：xxx。 = 2 * ROMAN II级预警：现场监控量测人员立即向工区、项目经理部、监理单位报告，加强监测，由监理单位组织进行原因分析和制定处理措施。责任人（项目总工）：xxx。 = 1 * ROMAN I级预警：现场监控量测人员立即向工区、项目经理部、监理单位报告，并加强监测频率，由业主组织设计、监理等单位进行原因分

44、析，并制定处理措施。责任人（项目经理）：xxx。（3）预警处理措施根据监控量测结果所反应的不同情况及其对应的工程管理等级，可采取如下措施，以保证隧道的施工安全。1） = 3 * ROMAN III级预警：正常施工2） = 2 * ROMAN II级预警：加强监测，必要时采取网喷混凝土等措施进行补强。3） = 1 * ROMAN I级预警：暂停开挖施工，增设横、竖支撑进行抢险，后续施工时，应加强支护，调整施工工法。监控量测动态信息化施工管理按照项目业主的统一安排，与设计单位，监理单位、咨询单位一起，开展信息化施工与动态设计工作，将监控情况及时反馈与监理单位、设计单位。动态设计主要内容包括：开挖方

45、法修改建议、施工工序的更改、预留变形量的修正、设计支护参数的修改和确认、采用辅助施工措施的建议。（1）在隧道施工过程中，当开挖方法不能满足围岩稳定性要求时，应及时向相关单位反映，并与设计单位、监理单位等相关单位讨论变更为有利于围岩稳定的施工方法或辅助施工措施。（2）通过监控量测数据得知，当施工信息显示出不稳定征兆时，应检查是否由于工序不当造成。若是，应及时与设计单位、监理单位等相关单位讨论以便改变施工工序，如：暂停开挖、及时锚喷、二次衬砌紧跟、提前施作仰拱等都可能促使围岩支护转为趋于稳定。（3）通过监控量测数据得知，当设计预留变形量与现场量测结果不符时，应及时修正未开挖段相同地质条件和相同围岩

46、级别地段的预留变形量。（4）通过监控量测数据得知，当设计支护参数或结构形式与围岩地质条件不匹配时，应对设计进行修改，并通过监控量测予以验证。隧道施工监控量测措施（二）现场监控量测是监视围岩稳定性，检验设计参数和施工方法是否正确合理及安全的重要手段，量测信息及时反馈到施工中去，对支护参数和施工方法做出修正。隧道必测项目有超前地质预报、地质及支护状态观测、水平收敛及拱顶下沉量测等项目。选测项目围岩内部位移量测、锚杆内力量测、钢支撑内力量测、喷混凝土应力量测、二次衬砌压应力量测通过TSP203地质探测仪和水平钻孔超前探测认真观察确认围岩名称、类别、岩层倾角、走向及变化情况与趋势，对断层、节理、裂隙发

47、育、发展情况、洞内渗水、流量等状况作详细地质描述。观察频率见下表4.5-6。支护状况观察：对初期支护和二次衬砌的情况进行观察，并注意位移、变形发展趋势，以保证施工安全和反馈支护结构是否合理。洞内外观察记录观察开挖、支护进尺和工况，对岩层、岩层产状、结构面进行描述，对地下水类型、是否涌水及水量大小、涌水量大小、涌水位置及压力等进行观察和说明，对溶洞、断层等不良地质情况进行重点说明。 量测项目根据本标段工程的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点，初步选择确定本隧道监控量测必测项目和选测项目见表-1、表-2。表-1监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1地质及支护状态观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述。地质罗盘及规尺2水平收敛收敛仪0.01mm3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺1mm4底板下沉测量水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm5正锚杆轴力量测钢筋计0.1MPa表-2监控量测选测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1围岩内部位移多点位移计0.1mm2围岩压力压力盒0.001MPa3钢架受力钢筋计0.1MPa4喷混凝土受力混凝土应变计10说明：根据工程实际情况而确定净空收敛量测量测断面：隧道纵向级围岩15米设置1个净空收敛量测断面，每个断面三条线，起拱线一条，起拱线以上2m一条，基底线以上1m一条。