隧道监控量测实施细则终板

成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程
站前工程EMZQ-8标
隧道监控量测实施细则
编制：
复核：
审核：
中国路桥工程有限责任公司
成昆铁路峨眉至米易段项目经理部
二零一六年六月
目录
1.概述 (3)
工程概况 (3)
2.编制依据及范围 (5)
编制依据 (5)
编制范围 (6)
3.监控量测人员机构及仪器的配置 (6)
人员配置 (6)
仪器配置 (7)
4.监控量测的目的、流程及要求 (8)
监控量测的目的 (8)
监控量测施工工艺框图 (9)
监控量测流程 (10)
监控量测的要求 (11)
5.监控量测项目 (11)
必测项目 (11)
选测项目 (11)
监控量测的特殊要求.................................................
6.施工监控量测作业...........................................
7.监控量测方法及原则.........................................
监控量测控制基准...................................................
监控量测断面及测点布置原则.........................................
监控量测的方法.....................................................
8.资料的整理与反馈...........................................
一般规定...........................................................
监控数据的信息化系统分析处理.......................................
监控信息反馈及工程对策.............................................
9.监控量测资料的上报程序和验收资料...........................
10.安全质量保证措施..........................................
安全保证措施.......................................................
质量保证措施...................................................... 附表A.. (35)
1.概述
监控量测工作坚持“真实、精度、定人、定时、分析、报告”的指导思想。

监控量测必须纳入施工工序管理，制定详细的监控量测方案，制定专人负责监控量测。

现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息（数据），为修正和确定初期支护参数，混凝土衬砌支护时间提供信息依据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。

根据设计文件和施工规范要求，采用新奥法施工的隧道，现场监控量测是不可缺少的施工工序，同时监控量测资料也是工程竣工验收及变更设计的依据。

为了切实做好现场的监控量测工作，特成立监控量测督察组和监控量测小组，由项目部总工牵头，会同工程部、安质部、物资部、财务部、综合办、测量队、实验室、工程部隧道专业工程师等各科室相关人员，相互积极配合，扎扎实实地做好监控量测工作，把所测数据真正地用于指导隧道施工，为隧道施工服务。

工程概况
本标段共有隧道3座，。

隧道工程主要有以下特点：
⑴存在断层、岩溶、危岩落石、泥石流、高地应力、煤层瓦斯、滑坡、采空区等不良地质，地质复杂。

⑵多次上跨或下穿既有成昆铁路和引水洞，监控量测和开挖支护要求高。

⑶依的谷隧道进口工区掘进5747m，正洞及平导高峰期共有三个工作面同时施工，通风和运输组织难度大。

依的谷隧道设计中心里程为D2K319+472，施工长度6218m。

最大埋深820m。

地震动峰值加速度，地震动反应谱特征周期为。

为加快施工进度、解决排水和防灾救援等问题，本隧道进口端设1座平导。

新白石岩隧道设计中心里程为DK312+，施工长度。

最大埋深470m。

全隧正常涌水量约13000m3/d，最大涌水量19500m3/d，地震动峰值加速度，地震动反应谱特征周期为。

新白石岩隧道，全长，主要地质为白云岩夹白云质灰岩、泥岩夹砂岩。

本隧道岩石风化成度高，围岩几乎为Ⅳ、V级，施工难度大，确保总体工期的实现，施工组织管理要求高。

⑴隧道无轨运输距离长，施工通风难度大，局部可能伴生有害气体，如何保证洞内通风良好是保证安全优质高效掘进的前提，通风是本工程的难点。

从以往长大隧道施工通风情况看，独头掘进达3000米以上时，无轨运输施工难度大，必须加大加强洞内的施工通风，否则，会因洞内施工环境差直接影响掘进、出碴及运输等的工作效率，因此，隧道过程中须加强隧道通风。

⑵隧道内不良地质段的安全通过也是本隧道施工的重点。

如何保证快速连续施工，针对断层、高低应力、岩爆采取必要的措施是控制的重点，要安全又要速度，要求各项施工技术措施和保障措施必须确保万无一失，确保隧道如期完工。

马托隧道设计中心里程为D1K341+，施工长度725m。

最大埋深54m。

地震动峰值加速度，地震动反应谱特征周期为。

本标段的重点工程马托隧道，全长725m，主要地质为第四系全新统坡残层粉质粘土，更新统粉质粘土、细角砾土、粗角砾土、碎石土、块石土。

出露基岩为三叠系上统白果湾组砂岩、泥岩、页岩夹煤线。

2.编制依据及范围
编制依据
⑴《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）；
⑵《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）；
⑶《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；
⑷《铁路建设标准化管理指导书》；
⑸工管办函[2014 ]92号《铁路隧道监控量测标准化管理实施意见》；
⑹铁建设[2010]120号《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》；
⑺相关的施工图设计文件。

编制范围
成昆铁路娥眉至米易段扩能改造工程站前工程EMZQ-8标D2K309+657～D2K316+117、 D2K316+363～D2K322+581 、D1K341+028～D1K341+753段内隧道工程，PD2K316+364～PD2K319+800段平导工程按此进行监控量测施工方案编制，以指导现场施工。

3.监控量测人员机构及仪器的配置
人员配置
鉴于本标段内隧道施工的特殊性，项目部成立专门的监控量测督察组，由项目部总工程师任组长，工程部长、安质部长、物设部长、财务部长及综合办主任任组员，定期对隧道监控量测工作进行检查监督，落实施工过程中本道工序的运行情况并给予指导。

⑴项目部组建监控量测小组，监控量测小组以项目部测量队长任组长，工程部技术主管、测量员任组员，并抽调对隧道监控量测有丰富经验的人员组成量测小组。

针对具体工点制定量测计划及量测具体实施工艺及步骤。

各工点必须配备一名专业工程师负责监控量测工作，实施整个施工过程中的量测工作及数据分析。

(2项目部总工程师负责现场监控量测的实施管理，并定期组织召开相关会议，负责指导、监督、检查现场监控量测工作进行情况，测量小组负责组织监控量测工作的现场实施和数据处理。

监控量测督察小组
监控量测作业小组
仪器配置
根据标段特点，隧道监控量测仪器设备，由各项目部根据量测计划统一购置。

在使用前，由项目部统一组织量测人员集中培训。

所有量测仪器必须在进场前经过具有相关资质的单位进行标定，使用前由测量工程师检查符合规范要求时方可投入使用，所有仪器根据规范每年定期或在出现异常情况时及时进行校验标定，量测仪器必须有专人保管使用。

使用仪器如表所示：
4.监控量测的目的、流程及要求
为了隧道安全正常顺利施工,有效地采取针对性措施,确定并选择有效的施工方案,为动态设计提供理论性指导,特制定隧道监控量测实施方案，监控量测作为隧道施工的关键工序，贯穿于整个隧道施工的全过程中。

监控量测的目的
⑴施工阶段制定合理而周密的现场量测实施细则，是保证监控量测工作有效开展的关键。

⑵监控量测实施细则根据隧道环境条件、地质条件、设计要求、施工方法及施工进度安排等编制，确定量测项目、仪器、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法、组织机构及管理体系，要求在施工的全过程中认真实施。

⑶项目部成立监控量测小组，人员要稳定且经过业务培训，总工程师为第一管理责任人。

⑷现场监控量测与施工作业易发生干扰，两者必须紧密配合，妥善协调好施工和监控量测的关系。

⑸该实施细则经监理单位、成昆公司峨米指挥部批准后实施，并作为现场作业、检查验收的依据。

监控量测施工工艺框图
图监控量测施工工艺框图
监控量测流程
监控量测流程图
监控量测的要求
⑴掌握围岩和支护状态，进行日常的施工管理；
⑵了解支护构件的作用及效果；
⑶确保隧道工程的安全性；
⑷将监控结果反馈与设计及施工中；
⑸了解隧道施工对附近建筑物的影响；
⑹积累资料，作为以后设计、施工参考。

5.监控量测项目
监控量测分为必测项目和选测项目两类。

必测项目是隧道工程必须进行的日常监控量测项目；选测项目是为了满足隧道设计与施工的特殊要求，根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定进行的监控量测项目。

必测项目
必测项目包括：洞内、洞外观察；水平相对净空变化量测；拱顶相对下沉量测；浅埋地段地表下沉量测。

选测项目
选测项目包括：围岩内部变形量测；锚杆轴力量测；围岩压力量测；钢架内力及所承受的荷载量测；初期支护喷射混凝土及二次衬砌混凝土应力与应变量测；隧底隆起；爆破振动；孔隙水压力；水量；纵向位移等。

根据成昆铁路峨眉至米易段扩能改造工程站前工程EMZQ-8标工程特点，结合项目经理部隧道监控量测工作实施的情况、技术人员的配备，选择重点实施隧道监控量测中必测项目。

具体见表
监控量测的特殊要求
物时，可进行爆破振动监控量测。

⑹对一般硬质岩、软岩认为可以优化设计，减少支护结构数量时，可对锚杆轴力、围岩压力、初期支护和二次衬砌间接触力等进行量测。

⑺当浅埋隧道上方有地面建筑物、地下管线等，而且需要采用钻爆法开挖时，应进行爆破振动监测。

6.施工监控量测作业
1、洞内观察可分为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开挖后进行一次。

当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。

观察后应绘制开挖工作面略图（地质素描），填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。

在观察中如发现地质条件恶化，应立即通知施工负责人采取应急措施。

对已施工区段的观察也应每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状态。

洞外观察包括对洞口地表情况，地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。

2、净空变形量测的断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋深深度及工程重要性等确定.
3、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，最迟不得大于24h，而且在下循环开挖前，必须完成初期变形值的读取。

4、测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。

拱顶测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立联系。

5、施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。

监控量测数据应利用计算机系统进行管理，由专人负责。

如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细做出记录。

6、量测应选择精度适当、性能可靠全站仪。

7、根据监控量测精度要求，应减小系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。

应经常采用相关方法对误差进行检验分析。

8、各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1～3周。

9、施工与监控量测应密切配合，监控量测的元件埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中，监控量测工作应应尽量减少对施工工序的影响。

7.监控量测方法及原则
监控量测控制基准
监控量测的控制基准包括隧道内位移、地表下沉、爆破振动，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。

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，软质围岩隧道取表中较大值。

表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。

2拱脚水平相对净空变化指两拱脚测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与原拱顶至隧底高度之比。

3墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以后采用。

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，软质围岩隧道取表中较大值。

表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。

2拱脚水平相对净空变化指两拱脚测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与原拱顶至隧底高度之比。

3初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以后采用。

注：B为隧道开挖宽度，UO为极限相对位移值。

根据位移控制基准，可按表8.
地表沉降控制基准应根据稳定性、周围建（构）筑物的安全要求分别确定，取最小值。

钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力（换算成内力）、初期支护与二次衬砌间接触压力（换算成内力）、锚杆轴力等控制基准应满足《铁路隧道设计规范》相关规定：
⑴根据控制基准及时态曲线形态综合判别围岩与支护结构稳定性。

⑵一般情况下，二次衬砌的施作应在满足下列要求下进行：
①隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
②隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上；
③对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间。

钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力（换算成内力）、初期支护与二次衬砌间接触压力（换算成内力）、锚杆轴力控制基准应满足《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）的相关规定。

注：1表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。

2频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。

选取频率时亦可参考下列数据：深孔爆破10-60Hz；浅孔爆破40-100Hz。

3有特殊要求的根据现场具体情况确定。

采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的相互影响。

围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。

一般情况下，二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：
1隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；
2隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。

对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况确定二次衬砌施作时间。

监控量测断面及测点布置原则
洞口及浅埋段地表沉降观测
横断面方向地表下沉量测点间距应取间2～5m，在一个量测断面内应设7～11个测点。

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、下沉基本停止为止。

地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。

图8-1 地表下沉测点布置图
拱顶下沉及水平收断面间距
备注：①、在围岩突变段落，要根据实际情况在围岩变化部位加密监控量测断面。

监控量测频率
必测项目的监控量测频率应根据开挖面的距离及位移速度按以下两表确定。

由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频之中，原则上采用
注：表中B表示隧道开挖宽度
量测点的埋设
⑴量测点埋设时间的要求
①.量测布点要及时，净空收敛、拱顶下沉量测要在初喷混凝土后或在每次开挖后12小时内（最迟不超过24小时）取得初读数，且在下一循环开挖前必须完成。

②.已衬砌地段要在衬砌脱模后24小时内进行设点，并进行初始读数。

⑵根据有关要求测点加工与埋设详见下图；
⑶地表下沉测点布设要求量测点采用φ16mm钢筋，周围采用砼包裹，量测标准高出砼2cm左右，地表下沉测点布设应超前于暗洞施工掌子面距离10～20m，并加强监测。

⑷测点的标示
根据监控量测方法进行布点，即传统的接触测量和非接触测量。

接触测量
接触测量是埋设挂钩形式，采用收敛仪直接进行测量，围岩量测测点在拱部和边墙埋设测点，测点元件不得焊接在钢格栅或型钢拱架上，一定要埋设在土体或围岩内侵入围岩内部不小于30cm。

拱部、边墙量测点采用同一规格三角形测钩进行埋设（拱部测点三角部位开口，并须有足够的刚度，以便挂设钢尺量测），埋设要牢固可靠、易于识别（用红油漆标识），用量测里程牌标明里程和测点的编号；量测标识牌详见下图所示：
图8-3 接触测量点的埋设
②非接触测量
非接触测量是采用全站仪直接测量的方法，布点时间最好隧道喷锚之后，最好在开挖后24小时以内，下一循环开挖前进行点位布设，布点时可以采用风钻钻孔至围岩内，然后采用φ20螺纹钢筋,镶岩深度不小于30cm，露出喷射混凝土表面10cm左右。

埋点前将钢筋一头用5#角钢焊上，如图8-4、图8-5所示，角钢端露出，背对掌子面，然后用砂浆或锚固剂固定后，将反射膜片贴在钢筋头上，并立即采用全站仪读取原始数据，初次测量完成后用塑料纸或其他物件将其包住以免喷射混凝土时将反射贴片表面损坏。

图8-4 非接触监控量测布点示意图图8-5测量装置大样图监控量测的方法
一般规定
现场监控量测由施工单位负责组织实施
现场监控量测应根据已批准的监控量测方案进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。

现场监控量测的方法应简单、可靠、经济、实用。

洞内外观察
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。

⑴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、围岩渗水情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，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描述。

也可用数码相机对掌子面连续进行拍摄，分析研究围岩的变化趋势，并填写好工作面状态记录以及围岩级别判定卡。

⑵对已施工的地段每天至少观察一次，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要求。

在观察过程中如果发现地质条件恶化，渗水面积或渗水量增大，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。

⑶洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边仰坡的稳定、地表水渗透观察等。

变形监控量测
变形监控量测可分为接触量测或非接触量测。

⑴采用收敛计时，测点用焊接或钻孔预埋
⑵采用全站仪量测时，测点用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。

量测方法包括自由设站和固定设站两种。

拱顶下沉采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行。

在拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋点。

测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。

采用全站仪量测时，测点与量测方法同相同。

地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设在地表沉降范围之外。

测点采用钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。

当常规水准量测出新困难时，可采用全站仪量测。

围岩内变形量测采用多点位移计，多点位移计应钻孔埋设，通过专用仪器读数。

应力、应变监控量测
⑴.应力、应变监控量测宜采用振玄式、光纤光栅传感器。

⑵. 振玄式传感器通过频率接收仪获得频率读数，依据频率-量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。

⑶. 光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数，换算出相应量测参数值
⑷钢架应力量测可采用振玄式传感器，光纤光栅传感器。

传感器应成对埋设在钢
架的内外侧。

采用振玄式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时，应把传感器焊接子钢架翼缘内测点位置。

采用振玄式钢筋计进行格栅钢架应力量测时，应将格栅主筋截断或把钢筋对焊在钢筋截断部位。

采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时，应把光纤光栅传感器焊接（氢弧焊）或粘贴在相应测点位置。

⑸混凝土、喷混凝土应变量测采用振玄式传感器、光纤光栅传感器，传感器应固定于混凝土结构内相应测点位置。

接触压力量测
⑴.接触压力量测包括围岩与初期支护之间的接触压力，初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。

⑵接触压力量测可采用振玄式传感器，传感器与接触面要求紧密接触，传感器类型选择与围岩和支护相适应。

爆破振动量测
爆破振动速度和振动加速度量测可采用振动加速度和加速度传感器，以及相应的数据采集设备。

传感器应固定在预埋件上，通过爆破振动记录仪，自动几率爆破振动速度和加速度，分析振动波形和振动衰减规律。

空隙水压和水量监控量测
空隙水压监控量测采用空隙水压计进行。

水压计应埋入带刻槽的测点位置，采取措施确保水压计与水接触。

通过数据采集设备，获得各测点读数，并换算出相应孔隙水压值。

水量监控量测采用三角堰、流量计进行。

8.资料的整理与反馈
一般规定
⑴监控量测数据取得后，及时进行校对和整理，同时应注明开挖方法和施工工序，以及开挖面距监控测点距离等信息。

⑵监控量测数据分析一般采用散点图和回归分析法。

图9-1 时间——位移曲线
图9-2 距离——位移曲线
⑶信息反馈应以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态，对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。

⑷确保监控量测信息渠道传递畅通、反馈及时有效。

监控数据的信息化系统分析处理
⑴现场监控量测通过手机或手持设备与全站仪蓝牙连接，实现数据采集。

⑵通过手机或手持机安装的专业软件现场进行数据解算，查看是否存在错误数据。

⑶如有错误及时重测，没有错误数据，通过网络将数据上传至服务器。

⑷通过专业软件分析处理数据，自动生成时态曲线图，进行回归分析，预测可能出现的最大值。

①掌子面地质状况表按《铁路隧道监控量测技术规程》附表A、B、C格式记录。

②应及时根据量测数据用专业软件分析生成水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线及水平相对净空变化、拱顶下沉与距开挖工作面的关系图；生成位移—时间曲线或散点图，在位移—时间曲线趋平缓时应进行回归分析，选择与实测数据拟合好的函数进行回归，预测可能出现的最大拱顶下沉及水平相对净空变化值，并推算最终位移和掌握位移变化规律。

当位移—时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急聚增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护必要时应停止掘进，采取必要的安全措施。

③根据位移变化速率判断围岩稳定状况，变形基本稳定应符合下列条件：隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；隧道位移相对值已达到总相对。