目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、概述 22、監控量測的目的 23、監控量測項目和量測儀器 23.1監控量測項目和量測儀器 24、監控量測管理流程和人員組織 34.1監控量測組織和監控量測人員。 34.2監控量測管理工作流程 45、監控量測斷面的選擇和測點布設 55.1監控量測斷面選擇 55.2測樁埋設與測線布置 66、監控量測頻率 77、監控量測控制基準 97.1隧道初期支護極限相對位移 97.2拱頂下沉量 108、監控量測系統及元器件的技術要求 118.1監控量測系統的測試精度應滿足設計要求。 118.2 元器件及精度要求。 119、監控量測方法 129.1一般規定 129.1.2現場監控量測應根據。 129.2洞內、外觀察 129.3變形監控量測 1210、監控量測數據分析及信息反饋 1310.1進行量測數據處理的目的是： 1210.2量測數據的散點圖和曲線 1210.3圍巖形變——時間關系曲線 1310.4量測數據的回歸分析 1311、允許變位量和位移速率 1412、量測數據處理工程實例 1512.1.量測斷面地質 1612.2.內空收斂管理系統流程 1612.3.量測數據處理 1612.4.回歸分析 18隧道監控量測實施細則1、概述隧道新奧法施工，比較強調研究圍巖變形，因為巖體變形是其應力形態變化的最直觀的反映，對地下空間的穩定能提供可靠的信息，也比較容易測得。隧道圍巖周邊各點趨向隨到中心的變形稱為收斂，所謂隧道收斂位移測量主要是指對隧道壁面兩點間水平距離的變形量的測量，拱頂下沉以及地板隆起位移量的測量等。它是判斷圍巖動態的最主要的測量項目，特別是當圍巖為垂直巖層時，內空收斂位移測量更是具有非常重要的意義。圍巖位移有絕對位移和相對位移之分。絕對位移是指隧道圍巖或隧道頂底板及側端某部位的實際位移值，絕對位移的測量需要花費較長的時間。在一般情況下并不需要獲得絕對位移，只需要了解圍巖相對位移的變化就可滿足要求，因此施工現場測試多測量相對位移。2、監控量測的目的2.1確保施工安全及結構的長期穩定性；2.2驗證支護結構效果，確認支護參數和施工方法的準確性或為調整支護參數和施工方法提供依據；2.3確定二襯施做時間；2.4監控工程對周圍環境影響；2.5積累量測數據，為信息化設計與施工提供依據；3、監控量測項目和量測儀器3.1監控量測項目和量測儀器監控量測項目和量測儀器見表3.1.1和3.1.2表3.1.1監控量測必測項目和量測儀器序號監控量測項目量測儀器備注1洞內、外觀察現場觀察、數碼相機2拱頂下沉水準儀、鋼掛尺或全站儀3凈空變化收斂計、全站儀4地表沉降水準儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段3.1.2監控量測選測項目和量測儀器序號監控量測項目量測儀器備注1隧底隆起水準儀或全站儀2縱向位移全站儀4、監控量測管理流程和人員組織4.1監控量測組織和監控量測人員。監控量測組織見圖4.1，監控量測人員見表4.1。圖4.1監控量測組織圖監控量測小組人員見表4.1.工程隊名稱人員名稱儀器型號收斂計型號狀態第一工程隊徠卡NA2上海寶藍JSS30A新購第二工程隊徠卡NA2上海寶藍JSS30A新購第三工程隊徠卡NA2上海寶藍JSS30A新購第四工程隊徠卡NA2上海寶藍JSS30A新購第五工程隊徠卡NA2上海寶藍JSS30A新購4.2監控量測管理工作流程圖4.2監控量測管理工作流程圖5、監控量測斷面的選擇和測點布設5.1監控量測斷面選擇在洞內按照Ⅴ級圍巖5～10m，Ⅳ級圍巖地段10～30m，Ⅲ級圍巖地段30～50m布設量測斷面。在施工過程中，圍巖特性比較突出地段加設量測斷面。每種巖層必須設置至少一個量測斷面。淺埋隧道地表沉降測點縱向間距見下表5.1.1。表5.1.1淺埋隧道地表沉降測點縱向間距隧道埋深與開挖寬度縱向測點間距（m）2B＜H0＜2.5B20～50B＜H0≤2B10～20H0≤B5～10注：B隧道開挖寬度。地表沉降測點橫向間距為2～5m，在隧道中線附近測點應適當加密，隧道中線兩側量測范圍不應小于H0+B,地表有控制性建筑物時，量測范圍應適當加寬。測點布置如下圖地表下沉測點布置圖必測項目監控量測斷面間距見表5.1.2。表5.1.1.2必測項目監控量測斷面間距圍巖級別斷面間距（m）Ⅴ~Ⅵ5~10Ⅳ10~30Ⅲ30~505.2測樁埋設與測線布置當采用全斷面開挖時，在一般地地段每個監測斷面通常埋設1號、2號、3號、4號、5號共5個測樁，布置A、B、C、D共4條測線。若為半斷面開挖，可先埋設1號、2號、3號測樁，對A、B、C3條測線進行測量，當臺階開挖到達相應的監測斷面位置時，再埋設4號、5號測樁，對下部D線進行測量。如下圖5.1所示：圖5.1測樁及測線布置圖在特殊地段，根據具體情況，可以另外增設測線。對埋設測樁的要求：（1）1號、2號、3號、4號和5號測樁應埋設在同一垂直平面內。（2）1號和2號、4號和5號測樁分別在同一水平線上，3號測樁應埋設在拱頂中央。（3）1號、2號測樁應埋設在起拱線附近，4號、5號測樁應設在施工底面上1.5m左右。6、監控量測頻率根據圍巖變形規律，變形量在開挖后初期變形大，以后逐步變緩，最后趨于穩定，根據《鐵路隧道監控量測技術規范》規定量測頻率見表6.1。表6.1按距開挖面距離確定的監控量測頻率監控量測斷面距開挖面距離（m）監控量測頻率（0~1）B2次/d(1~2)B1次/d(2~5)B1次/2~3d>5B1次/7d注：B隧道開挖寬度。另外，根據《鐵路隧道監控量測技術規范》第4.4.1條規定，凈空變位量測和拱頂下沉量測的測試頻率主要根據位移速度及離工作面而定，如表6.2所示：由位移速度決定的量測頻率和由距開挖面距離決定的量測頻率中，原則上采用頻率高的，當位移傾向一定時，可以不采用上表的數據。由于測線和測點的不同，位移速度也不同，因此應以最大位移速度來決定量測頻率。在塑性流變巖體中，位移長期（開挖兩個月以上）不能收斂時，量測要繼續到每月1mm為止。表6.2凈空位移和拱頂下沉的量測頻率位移速度量測頻率5mm/d以上2次/d1~5mm/d1次/d0.5~1mm/d1次/2~3d0.2～0.5mm/d1次/3d<0.2mm/d1次/7d注：B隧道開挖寬度。7、監控量測控制基準7.1隧道初期支護極限相對位移監控量測控制基準包括隧道內位移、地表沉降、爆破振動等，應根據地質條件、隧道施工安全性、隧道結構的長期穩定性，以及周圍建（構）筑物特點和重要性等因素制定。隧道初期支護極限相對位移參照表7.1.1選用：表7.1.1跨度B≤7m隧道初期支護極限相對位移圍巖級別隧道埋深H0(m)H0≤5050≤H0≤300300≤H0≤500拱腳水平相對凈空變化（%）Ⅱ————0.20～0.60Ⅲ0.10～0.500.40～0.700.60～1.50Ⅳ0.20～0.700.50～2.602.40～3.50Ⅴ0.30～1.000.80～3.503.00～5.00拱頂相對下沉（%）Ⅱ——0.01～0.050.04～0.08Ⅲ0.01～0.040.03～0.110.10～0.25Ⅳ0.03～0.070.06～0.150.10～0.60Ⅴ0.06～0.120.10～0.600.50～1.20注：本表適用于復合式襯砌的初期支護，硬質圍巖取表中最小值，軟質圍巖隧道取表中較大值。表列數值可在施工過程中通過實測資料積累作適當修正。7.2拱頂下沉量拱頂下沉量的大小，根據測線A、B、C的實測值并利用三角形公式換算求得，如圖2所示：拱頂下沉量：Δｈ=h1-h2S=(a+b+c)/2S′=(a′+b′+c′)/2式中，a、b、c前次量測A線、B線、C線所得的實測值；a‘、b’、c‘后次量測A線、B線、C線所得的實測值；現場監控量測報告單，量測組人員在現場量測時逐項一一認真填寫，并對有關量測數據及時進行處理。將分析結果與發現的問題，速送現場施工單位與監理組，以便用于反饋信息指導施工，修改設計。（后附報告單模板）7.3位移控制基準的確定位移控制基準應根據測點距開挖面的距離，由初期支護極限相對位移按表7.2要求確定。表7.2位移控制基準類別距開挖面1B（U1B）距開挖面2B(U2B)距開挖面較遠允許值65%Un90%Un100%Un注：B隧道開挖寬度，Un極限相對位移值。8、監控量測系統及元器件的技術要求8.1監控量測系統的測試精度應滿足設計要求。拱頂下沉、凈空變化、地表沉降、縱向位移、隧底隆起測試精度為0.5~1mm，圍巖吧內部位移測試精度為0.1mm,爆破振動速度測試精度為1mm/s。其他監控量測項目的測試精度結合元器件的精度確定。元器件及精度要求。元器件的精度應滿足表8.2.1的要求，元器件的量程應滿足設計要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。表8.2.1元器件的精度序號元器件測試精度1壓力盒≤0.5%F.S.2應變計±0.1%F.S.3鋼筋計拉伸≤0.5%F.S.，壓縮≤1.0%F.S.注：F.S.元器件滿量程。9、監控量測方法9.1一般規定9.1.1現場監控量測應有施工單位負責組織實施。9.1.2現場監控量測應根據。現場監控量測應根據已批準的監控量測實施細則進行測點埋設、日常量測和數據處理，及時反饋信息，并根據地質條件的變化和施工異常情況，及時調整監控量測計劃。9.1.3現場監控量測方法應簡單、可靠、經濟、實用。9.2洞內、外觀察9.2.1施工過程中應進行洞內、外觀察。洞內觀察可分為開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。9.2.2開挖工作面觀察應在每次開挖后進行，及時繪制開挖工作面地質素描圖、數碼成像，填寫開挖工作面地質狀況記錄表，并與勘查資料進行比對。已施工地段觀察，應記錄噴射砼、錨桿、鋼架變形和二次襯砌等的工作狀態。9.2.3洞外觀察重點應在洞口段和洞身淺埋段，記錄地表開裂、地表變形、邊坡及仰坡穩定狀態、地表水滲漏情況等，同時還應對地面建（構）筑物進行觀察。9.3變形監控量測9.3.1隧道凈空變化量測可采用收斂計或全站儀進行。測點應埋設在測線的兩端。9.3..1.1采用收斂計量測時，測點采用焊接或鉆孔預埋。9.3.1.2采用全站儀量測時，測點應采用膜片式回復反射器作為測點靶標，靶標粘附在預埋件上。量測方法包括自由設站和固定設站兩種。9.3.2拱頂下沉量測可采用精密水準儀和銦鋼掛尺或全站儀進行。在隧道拱頂軸線附近通過焊接或鉆孔預埋測點。測點應與外監控量測基準點進行聯測。9.3.3地表沉降監控量測可采用精密水準儀、銦鋼尺進行，基準點應設置在地表沉降影響范圍之外。測點采用地表鉆孔埋設，測點四周用水泥砂漿固定。10、監控量測數據分析及信息反饋10.1進行量測數據處理的目的是：10.1.1監視圍巖變形或應力狀態隨時間變化情況，對最終位移值及變形速率的變化進行預測預報。10.1.2探求圍巖變形或應力狀態的空間分布規律，了解圍巖穩定性的特征，以求合理設計支護系統。10.1.3將各種量測數據相互印證，以確認量測結果的可靠性。10.2量測數據的散點圖和曲線由于隧道工程地質條件和施工工序的復雜性以及具體量測環境的不同，開挖導致隧道圍巖變形并不是單調的增加的。圍巖變形隨時間的變化，在初始階段呈波動的，然后逐漸趨于穩定。在量測數據整理中，可選用位移——時間曲線的散點圖。現場量測所得的數據（包括量測日期、時刻、隧道內溫度、同以測線的三次重復量測微讀數及鋼尺孔位讀數等）應及時繪制位移——時間圖（或散點圖）。在圖中應注明量測時工作面施工工序和開挖工作面距量測斷面的距離，以便分析施工工序、時間、空間效應與量測數據間關系。10.3圍巖形變——時間關系曲線現場實測數據，必須經過計算求得量測時間間隔、累計量測時間、隧道水平收斂差值、累計收斂差值、當日收斂速率、平均收斂速率、拱頂下沉差值、累計拱頂下沉值、當日拱頂下沉速率、平均拱頂下沉速率、量測斷面至開挖面距離等。在次基礎上，繪出量測斷面測線的收斂差值及累計收斂差值與時間關系曲線、當日收斂速率與時間的關系曲線、拱頂下沉差值及累計拱頂下沉值與時間關系曲線，當日拱頂下沉速率及平均速率與時間關系曲線等。根據數據處理后圍巖變形——時間曲線，找出不同時刻圍巖的變形量以及圍巖變形的發展趨勢，進而預估圍巖的最大變形量，用以同變形臨界值相比較，以便判斷隧道圍巖變形是否在允許范圍。10.4量測數據的回歸分析由于偶然誤差的影響使量測數據具有離散型，根據實測數據繪制的變形隨時間而變化的散點圖出現上下波動，很不規則，難以據此進行分析，必須應用數學方法對量測所得的凈空收斂數據進行回歸分析，找出隧道圍巖變形隨時間變化的規律，以便為修改設計與指導施工提供科學依據。對初期的時態曲線應進行回歸分析，選擇與實測數據擬合好的函數進行回歸，預測可能出現的最大拱頂下沉及凈空水平收斂值。常用回歸函數可以在下列函數中選擇：對數函數：μ=alg（1+t）；μ=lg[(b+T)/(b+t0)]；指數函數：μ=ae-b/t；μ=a（e-bto-e-bt）；雙曲函數：μ=t/（a+bt）；μ=a[1/（1+bt0）2-1/（1+bt）2]式中：μ——變形位移值，mm；a、b——回歸系數；t——測點，埋設后的時間，d；t0——測點埋設后的初讀數時間，d；T——量測時距開挖時的時間，d。11、允許變位量和位移速率圍巖及支護的穩定性應根據開挖工作面的狀態、凈空面水平收斂值及拱頂下沉量的大小和速度綜合判定，當速度位移無明顯下降，而此時實測相對位移值已接近表中規定的數值，或者混凝土表面出現明顯的裂縫時，必須立即采取補強措施，并改變施工方法或設計參數。事實上，允許位移量的確定并不是一件很容易的事情。具體工程的地質條件，水文地質狀況以及施工方法的不同，出現的情況也十分的復雜。因此，需要根據工程的具體情況慎用前人的經驗。特別是對完整型號的堅硬巖體，隧道失穩時圍巖變形往往較小，應特別注意。根據量測結果，可按表11.1的變形管理等級進行指導施工。表11.1變形管理等級表管理等級管理位移施工狀態ⅢU0<Un/3可正常施工Ⅱ（Un/3）≤U0≤(2Un/3)應加強支護ⅠU0≥(2Un/3)應采取特殊措施注：U0——實測變形值；Un——允許變形值外國工程師根據現場量測隧道位移知道的大小制定了以下危險警戒標準，也可以作為借鑒，見表11.2：表11.2弗朗克林警戒標準等級標準措施三級警戒任一點位移大于10mm報告管理人員二級警戒相鄰測點的位移均大于15mm，或任一測點的位移速度超過15mm/月口頭報告，召開會議，寫出書面報告和建議一級警戒位移大于15mm，并且多出測點的位移均在加速主管工程師立即現場調查，召開現場會議，研究應急措施容許位移速率是指保證隧道圍巖不產生有害變形和保證地表不產生有害沉陷的條件下，隧道壁面間水平位移速率的最大允許值，或頂拱下沉速度的最大容許值。容許位移速率目前尚無明確的統一規定，一般多以現場的具體情況，根據經驗選定。我國《鐵路隧道施工技術規范》規定，隧道周邊位移速率小于0.1~0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07~0.15mm/d時，方可施作二次襯砌。12、量測數據處理工程實例現將某高速公路隧道右線中YK37+215量測斷面的處理情況介紹如下：12.1.量測斷面地質YK37+215量測斷面位于三疊，圍巖為薄～中厚層狀灰巖、白云巖、白云質巖。巖體中發育節理2～３組，間距0.3～0.5m，巖層產狀為1150～1320，∠420～780，巖體為塊碎鑲嵌結構，屬Ⅱ類圍巖。12.2.內空收斂管理系統流程內空收斂管理系統時根據隧道新奧法監測的原始數據，選擇凈空收斂值(內空收斂和拱頂下沉)進行重點處理。由于采用三角形法監測的斷面多，有必要對原始數據進行微機管理，建立數據庫對原始數據進行管理，并開發了軟件。收斂觀測系統流程為：收斂觀測線——收斂計——測試資料計算機整理——結果12.3.量測數據處理現場實測數據，必須經過計算求得量測時間間隔、累計量測時間、隧道水平收斂差值、累計收斂差值、當日收斂速率、平均收斂速率、拱頂下沉差值、累計拱頂下沉值、當日拱頂下沉速率、平均拱頂下沉速率、量測斷面至開挖面距離等。在次基礎上，繪出量測斷面測線的收斂差值及累計收斂差值與時間關系曲線、當日收斂速率與時間的關系曲線、拱頂下沉差值及累計拱頂下沉值與時間關系曲線，當日拱頂下沉速率及平均速率與時間關系曲線等。現將有