铁路隧道监控量测技术

1、铁路隧道监控量测技术第1页一、监控量测 监控量测是指在隧道施工或运行过程中，对围岩及支护结构体系相关稳定状态进行监测，以了解和掌握围岩稳定状态及支护结构体系可靠程度。 施工阶段：为隧道施工中围岩级别变更、早期支护和二次衬砌参数调整、修正及优化设计提供依据。 运行阶段：掌握特定断面结构内力或病害发展趋势，为隧道维涵养护及加固整改提供指导。监 控 量 测1、什么是监控量测铁路隧道监控量测技术第2页2、监控量测工作详细目标和意义工程实例：监 控 量 测一、监控量测？郑西客专高桥隧道下穿铁路路基下沉监测隧道上方西安局南同蒲铁路道床及轨道都有不一样程度下沉及变形，现场需回填道砟及整道。铁路隧道监控量测技

2、术第3页2、监控量测工作详细目标和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？扣轨梁 从现场扣轨梁与现有铁路轨面相对位移情况来看，最大累计下沉量超出10cm。高桥隧道下穿铁路路基沉降情况铁路隧道监控量测技术第4页2、监控量测工作详细目标和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？（2）郑西客专函谷关隧道洞顶公路路面、服务区下沉及开裂情况最大下沉529mm铁路隧道监控量测技术第5页2、监控量测工作详细目标和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？（3）杭州地铁车站基坑坍塌铁路隧道监控量测技术第6页2、监控量测工作详细目标和意义(1) 确保施工安全(2) 修正及优化设计(3) 填补理论分析不足(4) 对

3、工程施工可能产生环境影响进行全方面监控，判断隧道施工 对周围环境影响程度。(5)对出现病害隧道及时掌握病害发展动态，作为决议依据(6) 量测数据和资料是处理工程协议纠纷主要依据(7) 积累资料，并为隧道运行后养护与维修提供可靠原始数据。监 控 量 测一、监控量测铁路隧道监控量测技术第7页2.1 监控量测管理必须科学合理，设计单位应进行监控量测设计， 监控量测单位应编制监控量测实施细则， 施工中应按细则实施，工程完工后将监控量测资料整理归档并纳 入完工文件中。 监控量测设计应包含以下内容： 1 确定监控量测项目； 2 确定测点布置标准、监控量测断面及监控量测频率； 3 确定监控量测控制基准； 4

4、 编制概算。监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量测技术第8页2.2 负担监控量测工作单位应拥有专业监控量测人员和设备，掌握成熟可靠测试数据处理与分析技术。2.3 监控量测单位应成立现场监控量测小组，建立对应质量确保体系，负责及时将监控量测信息反馈于施工和设计。 监控量测人员要求相对稳定，以确保监控量测工作连续性。监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量测技术第9页2.4 现场监控量测工作应包含以下主要内容：1 现场情况初始调查；2 编制实施细则；3 布设测点并取得初始监测值；4 现场监控量测及分析；5 提交监控量测结果。监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量

5、测技术第10页2.5 现场监控量测工作实施细则应包含以下主要内容：1 监控量测项目；2 人员组织；3 元器件及设备；4 监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准；5 数据统计格式；6 数据处理及预测方法；7 信息反馈及对策等。监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量测技术第11页2.6 监控量测实施细则应报监理、业主，经同意后实施，并作为现场作业、检验验收依据。 监控量测变更必须经项目技术责任人审核，报监理工程师同意。 监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量测技术第12页 要完成对整个项目标施工监控量测，就需要建立一个比较完善监控量测系统，隧道施工监控量测系统由

6、四个子系统组成 (1)现场传感器及测点埋设子系统 (2)现场信息采集子系统 (3)信息处理子系统 (4)信息反馈及报警子系统监控量测系统组成二、监控量测基本要求铁路隧道监控量测技术第13页1、监控量测项目 施工监测项目依据其主要性可分为两大类：必测项目和选测项目。必测项目是施工经常性量测项目，这类量测项目通常测试方法简单、费用少、可靠性高，对监视围岩稳定、指导设计和施工却含有主要作用。监控量测必测项目水准仪、铟钢尺或全站仪地表沉降4收敛计、全站仪净空收敛3水准仪、钢挂尺或全站仪拱顶下沉2现场观察、数码相机、罗盘仪洞内、外观察1备注惯用量测仪器监控量测项目序号监控量测技术三、监控量测技术铁路隧道

7、监控量测技术第14页监控量测技术三、监控量测技术 拱顶下沉量测示意图铁路隧道监控量测技术第15页监控量测技术三、监控量测技术埋深主要性测量是否3BH小无须要2BH3B普通最好量测BH2B主要必须量测HB非常主要必须列为主要量测项目注：B为隧道直径，H为隧道埋深。地表沉降与隧道埋深铁路隧道监控量测技术第16页 选测项目是对一些有特殊意义和含有代表性区段进行补充测试，以求更深入地掌握围岩稳定状态与锚喷支护效果，方便更加好地指导未开挖区设计与施工，这类量测项目测试较为麻烦、量测项目较多、费用较大，普通只依据需要选择其部分项目监控量测选测项目序号监控量测项目惯用量测仪器1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计

8、、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4锚杆轴力钢筋计5二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计6早期支护与二次衬砌间接触压力压力盒7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪9爆破振动振动传感器、统计仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪监控量测技术1、监控量测项目三、监控量测技术铁路隧道监控量测技术第17页1.1 围岩压力与两层支护间压力测点布置 为了解整个断面接触压力情况，分别在隧道拱顶、左右侧拱腰、左右侧拱脚共五个部位布置接触压力测点 监控量测技术铁路隧道监控量测技术第18页1.2 早期支护内力测点布置 早期支护内力量测主要是为了了解钢支撑或格栅钢架

9、受力大小，为钢支撑或格栅钢架选型与设计提供依据；早期支护钢支撑或格栅钢架应力量测采取钢筋计焊接在型钢腹板上来量测钢支撑应力，或用钢筋计焊接在格栅钢架主筋上量测。监控量测技术铁路隧道监控量测技术第19页1.3 锚杆轴力测点布置: 锚杆轴力采取锚杆轴力计，每根锚杆上布置四个锚杆轴力计现场测试锚杆轴力计监控量测技术铁路隧道监控量测技术第20页1.4 二次衬砌内力测点布置 为了解二次衬砌受力特征，在模注混凝土浇注前，把钢筋计连接在钢筋上或埋入混凝土应变计，以量测二次衬砌不一样部位应力。监控量测技术铁路隧道监控量测技术第21页1.5 测点布置及仪器：分层沉降分层沉降测孔隧道分层沉降管埋设分层沉降管磁环分

10、层沉降测量设备 监控量测技术铁路隧道监控量测技术第22页1.6 测点布置及仪器：地中水平位移水平位移测孔隧道测斜管掌子面外露测斜管 测斜管埋设土体水平位移测试测斜管在隧道中视图监控量测技术铁路隧道监控量测技术第23页地面线拱顶道床底面仰拱底位移最大（仰拱）地中水平位移规律 右上图表明：土体水平位移总体上比较小，从拱顶到仰拱底仅为525mm，远小于土体沉降值。 监控量测技术铁路隧道监控量测技术第24页地表沉降测点1.7 测点布置及仪器拱顶沉降测孔隧道拱顶沉降管埋设地表与拱顶沉降测量监控量测技术铁路隧道监控量测技术第25页(1)地表沉降 地表沉降测点纵向间距510H0B1020BH02B纵向测点间

11、距（m）埋深与开挖宽度监控量测技术2、监控量测断面布置三、监控量测技术铁路隧道监控量测技术第26页隧道内必测项目监控量测断面间距3050III1030IV510VVI断面间距(m)围岩级别监控量测技术(2)隧道内沉降2、监控量测断面布置三、监控量测技术铁路隧道监控量测技术第27页净空收敛量测测线数地段开挖方法普通地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线,两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线，其余分部一条水平测线监控量测技术（3）净空收敛量测测线2、监控量测断面布置三、监控量测技术铁路隧道

12、监控量测技术第28页3、监控量测频率 拱顶下沉量测频率主要依据位移速度及距工作面开挖距离而定，详细见下表 ：1次/7d5B1次/23d（25）B1次/d（12）B2次/d（01）B监控量测频率监控量测断面距开挖面距离（m）注： B隧道开挖宽度。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按距开挖面距离确定监控量测频率按位移速度确定监控量测频率监控量测技术三、监控量测技术铁路隧道监控量测技术第29页1、地质及支护情况观察方法对掌子面进行目测，主要了解掌子面工程地质和水文地质条件。掌子面目测观察内容序 号目测观察内容1地质种类和分

13、布状态2岩性特征(岩石颜色、成份、结构、结构)3地层时代及产状4节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙发育程度和方向性，断面状态特征，充填物类型和产状5断层性质、产状，破碎带宽度、特征6涌水量大小、涌水位置、涌水压力7开挖工作面稳定状态，顶板有没有剥落现象 将目测观察到相关情况和现象，详细统计并绘制成图册：每个监测断面绘制一张隧道开挖工作面素描图，图中包含剖面位置及间距监控量测方法四、监控量测方法铁路隧道监控量测技术第30页早期支护目测观察内容序号目测观察内容1早期支护完成后对喷层表面观察以及裂缝情况描述和统计2有没有锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部现象3喷射混凝土是否产生裂缝或剥离，要尤其注意喷射

14、混凝土是否发生剪切破坏4有没有锚杆和喷射混凝土施工质量问题5钢拱架有没有被压屈现象6是否有底鼓现象监控量测方法1、地质及支护情况观察方法四、监控量测方法铁路隧道监控量测技术第31页2、位移量测方法监控量测方法四、监控量测方法精密水准仪对拱顶下沉进行量测，采取收敛计对洞周位移收敛进行量测2）非接触量测方法： 全站仪或数值相机1）接触量测方法： 依据量测方式不一样，位移量测可大致分为两大类，即接触量测方法和非接触量测方法。铁路隧道监控量测技术第32页2、位移量测方法各工法位移测点预埋件埋设图(反射膜片) (a)台阶法或全断面法 (b) 双侧壁法(c) CRD法 (d) CD法不一样工法预埋件布置图

15、监控量测方法四、监控量测方法铁路隧道监控量测技术第33页 监控量测方法2、位移量测方法四、监控量测方法铁路隧道监控量测技术第34页1、监控量测数据分析处理1.1 量测数据整理1.2 位移量测数据分析 绘制位移时程曲线图和距离位移曲线图。假如位移改变随时间(或距掌子面距离)而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠。反常曲线中，出现了反弯点，这说明位移出现反常急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应马上停顿开挖并进行施工处理。 时间-位移曲线和距离-位移曲线监控量测数据分析及信息反馈五、监控量测数据分析及信息反馈铁路隧道监控量测技术第35页 为

16、确保监测结果质量，加紧信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报日、周监测报表，并按期向相关单位提交监测月报，同时附上对应测点位移、内力时态曲线图，对当月施工情况进行评价并提出施工提议。2.1 量测数据反馈方法监控量测数据分析及信息反馈2、监控量测信息反馈及工程对策五、监控量测数据分析及信息反馈铁路隧道监控量测技术第36页依据位移控制基准，位移管理 分为三个等级 管理等级距开挖面1B距开挖面2BUU1B/3UU2B/3U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注：U实测位移值；监控量测数据分析及信息反馈2、监控量测信息反馈及工程对策2.2位移控制基准 及管理等级 五、监控量测数据分析及信息反馈 要使量测数据正