隧道监控测量实施计划

大庙隧道施工阶段现场监控量测实施计划

在大庙隧道施工过程中，为判断隧道围岩的稳定状态、掌握地表沉陷围岩和支护结构的受力状态并对其稳定性作出正确的评价和结论，同时为贯彻落实总监办[2011]46号文件（承赤高速公路总监办关于隧道监控量测有关注意事项的通知）精神，我项目部及时组织相关技术人员经过深入研究，特制订本计划，以便指导施工作业并确保施工安全。

1.施工准备

1.1监控量测小组

组长：

副组长：

组员：

1.2测量仪器

2.现场监控测量的内容与方法

2.1现场监控测量项目选择

根据隧道围岩条件、隧道工程规模、支护类型和施工工艺等来选择现场监控量测项目，大庙隧道的监控量测项目如下：

隧道监控量测项目规划表

注：1、√为必测项目，○为宜进行的项目，△为必要时进行的项目

大庙隧道的监控量测必测项目及测量方法如下：

必测项目及测量方法表

注：b-隧道开挖宽度

总而言之，必测项目是在一般情况下均应测量的项目；选择项目是在必要时可选测的项目。换言之，应根据围岩情况、隧道宽度及覆盖厚度等条件确定必测或选测项目。

2.2工程地质与支护状况观察

实践证明，隧道开挖工作面（亦称掌子面）的工程地质与水文地质观察和描述，对于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件十分重要；掌子面附近初期支护状况的观察和缝隙描述，对于直接判断围岩的稳定性和支护参数的验证是不可缺少的。因此，将该两项观察定为各类围岩均应采用的第一项必测项目。

（1）洞内观测

隧道开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，特别是在软弱破碎围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查，并绘出地质素描图。如遇不稳定情况时，应派专人进行不间断地观察。

对开挖后未支护的围岩观测：节理裂隙发育程度及方向；掌子面的稳定状态、顶板有无坍塌；涌水的位置、水量水压等；底板是否有隆起现象等。

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；钢拱架有无被压变形情况；喷射混凝土有无裂隙和剥离或剪切破坏；锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规范要求。

观察围岩破坏形态并分析：危险性不大，不会发生急剧破坏，如加临时支护后即可稳定的情况；应当引起注意的破坏，如拱顶混凝土喷层因弯曲压缩的影响而出现的裂隙；危险征兆的破坏，如拱顶混凝土喷层出现有对称性局部的崩落、侧墙内移等。

（2）地质素描

配合测量对测试断面的地质素描，应详细准确并能及时反映情况；通常地质素描除前述洞内观测的内容外，还应包含以下内容：

测试断面的位置、形状、尺寸及编号；岩石名称、结构和颜色；岩体层理、片理、节理、裂隙、断层等各种软弱面的产状、宽度、延伸情况、连续性、间

距等；岩石各结构面的成因类型、力学属性、充填物成分及泥化、软化情况；岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬及破碎程度，围岩的自稳时间与自稳性能；岩体风化程度、特性、抗风化能力；地下水的类型、出露位置、水量及对喷锚支护的影响；施工开挖方法、支护参数及循环时间；施工开挖方法、支护参数及循环时间；围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块、坍塌的位置、规模、数量和分布情况；溶洞、黄土、流沙、膨胀性围岩、瓦斯地层等特殊地质条件的描述；喷层开裂、起鼓、剥落情况的描述；地质断面展示图，或纵横剖面图，必要时应附彩色照片及录像带等。

（3）洞外观测

洞外观察重点在洞口段、岩溶发育区段地表和洞身埋置深度较浅地段，其观察内容包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况、地表植被变化等。

隧道洞内外地质与支护状况观察记录表

观察人：记录：监理工程师：观察日期：

2.3位移量测和锚杆抗拔力测试

由于隧道围岩和支护结构周边位移量测、拱顶下沉和锚杆抗拔力试验，较其他量测项目实用，因此，将此三项测试列为必测项目。

(1) 测点埋设：喷锚支护施作后，用风枪钻Φ40mm、深200mm的孔，用砂浆固定测点。周边位移同一基线上的两测点在同一直线上，拱顶位移量测的测杆头设挂钩。砂浆凝固后即可进行量测。

(2)施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。

(3) 按检查净空位移和拱顶下沉的量测频率，每5~50m一个断面，每断面1~2对测点确定的量测频率比较取大值。施工状况发生变化时(开挖下台阶、仰拱或拆除临时支护等)，应增加检测频率。

(4) 拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为：Ⅲ级及以上围岩不大于40m；Ⅳ级围岩不大于25m；V级围岩应小于20m。围岩变化处应适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1~2个，水平收敛l~2对。当发生较大涌水时，Ⅳ、V级围岩量测断面的间距应缩小至5~lOm。

(5) 水平收敛测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线；当采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。

(6) 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0.5~2m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后12h 内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。

(7)锚杆抗拔力检测采用锚杆测力计进行，沿隧道中轴线每相隔10m布置一个测试断面，每个断面至少做三根锚杆的抗拔力量测。测试工程中应注意仪器调校，做好检测记录并及时整理：不同系统锚杆轴力和长度关系曲线；不同深度各测点轴力和时间关系曲线。

周边位移、拱顶下沉量测测线布置图

净空位移和拱顶下沉的量测频率(按位移速度

净空位移和拱顶下沉的量测频率(按距开挖面距离)

B—隧道开挖宽度

2.4浅埋隧道地表下沉量测

位于Ⅳ~V级围岩中且覆盖厚度小于40m的隧道，应进行地表沉降量测。根据图纸要求或监理工程师指示，应在施工过程中可能产生地表塌陷之处设置观测点，地表下沉观测点按普通水准基点埋设,作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测点的下沉量。地表下沉桩的布置宽度根据围岩类别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定。

地表下沉监测范围横向应延伸至隧道中线量测(1~2)(B/2+h+H)。纵向应在掌子面前后(1~2)(h+H)(B为隧道开挖宽度，h为隧道开挖高度，H为隧道埋深)测点间距宜为2~5m，并应根据地质条件和环境条件进行调整。

地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h (隧道埋深+隧道开挖高度)处开始，

直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

地表下沉的量测尽量与洞内拱顶下沉量测、周边位移量测在同一断面内，当地表有建(构)筑物时，应在建(构)筑物周围增设地表下沉测点。

地表下沉量量测断面间距及频率

B——隧道开挖宽度

地表下沉量测断面的间距(单位：m)

注：无地表建筑物时取表山上限值，B——隧道开挖宽度。

地表下沉量测记录表

测量：计算：复核：监理工程师：

2.5围岩与支护面接触压力量测

在横断面布设15-20个测点，测点设于衬砌上的关键受力部位。围岩与支护之间的接触应力大小，反映支护工作状态及围岩施加于支护的变形压力情况，因此，量测支护的内应力及其与围岩界面的接触应力是选侧项目。

压力盒测量围岩与支护界面上的接触力后，检测数据及时整理。

2.6声波仪测围岩弹性波速度

弹性波在岩体中的传播特性反映了岩体的物理力学性质，据此可判断围岩的稳定性和围岩分类。采用单孔平透折射波法进行围岩弹性波法测试围岩在拱顶、拱脚、墙腰等部位的径向纵波速度V。根据测试记录及时整理出每个测孔的Vp-L曲线。以曲线线型来判断围岩的稳定性及分类。

2.7隧道钢拱架压力量测

在每10榀钢拱架支撑布置一对压力盒测试隧道钢拱架压力的量测。将压力盒放在钢拱架支撑的底板下面，在有挤压力或膨胀力的地层内，使用仰拱横撑时，压力盒放在特制的拱架上面。

3.测量监控数据处理

及时绘制位移—时间曲线进行现场量测数据的处理。根据曲线的形态来判断围岩的稳定性：曲线处于基本稳定区段表示围岩趋于稳定，其支护结构是安全的；曲线处于过度区段，要及时调整施工程序，加强支护系统的刚度和强度；曲线处于破坏区段，此时曲线出现反弯点，表示围岩已达到危险状态，必须立即停工加固。

4.检测数据分析与反馈

4.1周边位移的分析与反馈

隧道围岩周边位移是围岩动态的显著表现，现场测量主要以围岩周边位移

作为围岩稳定性评价及围岩稳定状态判断的标准。围岩位移量测数据处理分析推算围岩最终位移和掌握位移变化的规律。当位移速度无明显下降，而此时实测相对位移值已接近隧道施工规范规定数值，或者支护混凝土表面已出现明显裂缝时，必须采用补强措施，并改变施工方法或设计参数。

4.2围岩位移及松动区段分析与反馈

如实测围岩的松动区段，超过了允许的最大松动区，则表明围岩已出现松动破坏，此时必须采取加强锚杆长度、加密或加大直径等加强支护措施或调整施工措施，以控制围岩松动范围。

4.3围岩压力分析与反馈

由测量数据所得的围岩压力分布曲线，来了解围岩压力的大小及分布状况，围岩压力大，则作用于初期支护结构的压力也大。分析有两种情况：一是围岩压力很大并且变形量也很大，此时应加强支护，这表明支护时机和支护封底时间可能过早或支护尺寸及刚度太大，这是应做适当调整。但是当测得的围岩压力很小但其变形却很大时，则围岩将失去稳定，此时应立即停止开挖，加强围岩支护和采取辅助施工措施进行加固处理。

4.4喷层应力分析与反馈

若喷层应力太大，或出现明显裂损或剥落、起鼓等现象，应适当增加初始喷层厚度。如果喷层厚度已较厚时，仍然出现明显裂损、起鼓等，应增强锚杆、改变封底时间、调整施工措施，选择二次支护衬砌的最佳时机等，并要继续加强量测监控。

4.5围岩声波速度分析与反馈

围岩声波速度量测得Vp-L关系曲线，即可反映围岩动态变化和物理力学特性，还可以用于确定围岩松动区的范围。测量数据分析时要将声波速度量测数

据分析结果与围岩内位移量测数据分析结果相互对照、相互验证，综合分析和判断围岩的松弛情况，并反馈于修正支护设计参数和指导调整施工措施。

5监控量测工作对现场施工的指导及注意事项

5.1量测设备安装注意事项

5.1.1埋设组织

为了保证监测工程的施工和监测质量，由多年从事监测工作的专业技术人员和专家现场负责仪器采购、检验、率定、埋设、安装、观测的全过程。

5.1.2仪器设备的采购和验收

采购仪器设备时根据设计文件要求对仪器名称、型号规格,选择若干有资质能力的厂家进行对比，并对各仪器的力学、温度、绝缘及其他技术参数进行检验和率定，并认真作好记录，分析其参数确定是否符合该项目的各项技术指标，对不合格的产品立即予以更换。仪器运至现场后，经开箱检查仪器设备及电缆无损坏后方可进行验收，确保无误后，根据厂家提供的仪器设备资料建立仪器、仪表档案，送入监测数据库。

5.1.3仪器安装埋设

（1）根据仪器说明书和国家有关规范规定进行仪器的全面测试、校正、率定检查，同时建立检验率定卡片，将资料送入监测数据库。

（2）仪器安装埋设前，应再次率定。特别是引入仪器与电缆接口部位的检验。在准备工作完成后，进行仪器室内安装及有关附件的加工工作。并根据仪器编号，进行电缆的永久编号工作。

（3）仪器检验、率定后，向业主提交仪器的检验、率定报告。

（4）随时了解工地上的现场施工情况。根据施工埋设计划及现场施工进度，并采用施工联系单的方式，做好仪器埋设前后的守仓、盯仓工作,确保不错埋和

漏埋。

（5）在观测仪器埋设过程中，按照已审批的监测方案施工方法进行埋设施工。根据施工计划，事先准备好需埋设的仪器、仪器支架、仪器支座、电缆保护管等，对需要二期埋设的仪器在砼浇筑前将仪器预留孔位置在模板上就位。

5.2电缆连接

仪器电缆线的连接，必须按要求进行。

（1）电缆长度：按传感器埋设位置至观测站的实际长度，加上松弛长度进行裁料。松弛长度根据电缆所经过的路线要求确定。根据本工程特点，电缆松弛长度按10%考虑。

（2）剪线头：将选好的线端橡胶包皮剪掉约100mm，把各芯线按相差10mm 剪成长度不等的线头。另一线的一端按相同颜色的长度对应剪短，各芯线搭接后，长度一致，焊接点错开。

（3）焊接：把需焊接的芯线头铜丝的氧化层用砂布砂掉，将同种颜色的芯线头相互叉入、搭接、拧紧，涂上松香粉，放入已熔化的锡锅内摆动几下，焊锡处表面光滑无毛刺，如有应锉平。

（4）捆扎：先用生料带（止水带）包裹焊接部位并超出焊头两端几毫米，再用黄漆绸小条包裹焊接部位，套上尼龙管，再用高压绝缘胶带缠绕一层，长约30mm，最后将芯线并在一起缠裹高压绝缘胶带和生橡胶。包裹时一圈一圈地依次进行，并用力拉长胶带，边拉边缠，使接头粗细一致。包扎体内不留空气，总长约180mm，直径约30mm。比硫化器长约2mm，直径也比硫化器大约2mm 为宜。

（5）硫化：电缆硫化时，在硫化器内均匀地撒上滑石粉或抹上肥皂，将裹扎好的电缆接头放入模槽中，合上模，拧紧旋扭，合上电源加热，一边加热，

一边拧紧旋扭，升温到155～160℃，恒温保持15分钟关闭电源，自然降温至80℃后方可脱模。

（6）检查：当接头扎好后测试一次，硫化过程中和结束后各测一次，如发现异常，立即检查原因，如果断线应重新连接。

5.3仪器编号

（1）仪器编号的意义：仪器编号是整个安装埋设过程中十分重要的工作，常常由于编号不当，难以分辩每支仪器的种类和埋设位置，造成观测不便，资料整理麻烦，甚至发生错乱。

（2）仪器编号原则：仪器编号应能区分仪器种类，埋设位置，力求简单明了，并与设计布置图一致。

（3）编号标注的位置：编号应标注在端头与二次仪表连接处附近。为了防备损坏和丢失，宜同时标上两套编号标签备用。传感器上无编号时，也应标注编号。

（4）仪器编号标签：仪器编号比较简单的方法是在不干胶的标签纸上写上编号，贴在标注位置，再用优质透明胶纸包裹保护设计文件要求进行电缆的焊接，包裹和穿管保护。

（5）对跨施工逢或结构逢的电缆，应采用穿柔性较大的弯管保护。

（6）振弦式电缆联接采取焊接硫化或焊接热缩管连接方法。

5.4埋后工作

对仪器的埋设位置、电缆走向、埋设前后的检查、砼浇筑过程中对仪器加以保护的情况，埋设过程中发生的问题和处理措施及仪器埋设的时间和现场观测情况，做详细纪录。作好埋设仪器的编号，仪器的出厂编号、率定检验资料、出厂卡片等等，作好施工和观测记录、绘制埋设布置图。

5.5 施工期观测

（1）各种监测仪器的观测根据使用程序和仪器厂家说明书，采用相应的配套接收设备进行人工测试或自动采集测读。仪器安装、埋设前后，均按要求进行观测、了解仪器初始读数变化情况，判断仪器工作是否正常，其后按规定施工期测试要求进行观测，一方面对所有的监测施工进行检查，另一方面对工程的观测数据进行分析，提供建筑物工作状态前的基准值。

（2）测读时应格外细心,以确保与观测系统相应的最高精度和观测资料的可靠性。

在开始观测一组新读数之前，应对观测仪器进行检验，以确保良好的功能。

（3）仪器读数应记录在专用表格中，所有的读数应随时用于分析比较，从而可以检验出数据的变化或由于仪器的失灵和错读引起的异常。当第一次读数出现异常或可疑现象时，应进行重读，并与第一次读数同时记录下来，对所有资料有影响的不正常的施工活动或其他外因都应记录。

（4）一般情况下，测试的测点布置距开挖面应小于2m，测点埋设后，初次量测时间应在上次爆破掘进后24小时内，下次掘进之前进行。第一次量测初读数应反复测读，当连续量测3次的极差R〈0.18mm后，才能继续爆破掘进。

（5）围岩和初期支护结构基本稳定应具备下列条件时，方可停止测量。

①隧道周边收敛速度有明显减缓均势；

②收敛量已达到总收敛量的80%以上；

③收敛速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d。

（6）隧道施工中出现下列情况之一时，应立即停工，采服措施进行处理。

①周边及开挖塌方、滑坡及破裂；

②量测数据有不断增大的趋势；

③支护结构变化过大或出现明显的受力裂缝且不断发展；

④时态曲线长时间没有变缓的趋势。

（7）二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行。

①各测试项目的位移速度明显收敛，围岩基本稳定；

②已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%；

③周边位移速度小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速度小于0.07～0.10mm/d ；

④初期支护表面没有再发展的明显裂缝。

（8）为保持围岩本身的支持能力，随时注意观察支护的变化状况、防止围岩出现过大的变形。对支护进行量测，评定其可靠性。在拱部、边墙等部位设置观察点，进行位移—时间关系的量测，随时反馈信息，一旦发现位移增长率突变等反常现象，位移值超过允许的范围而仍无停止趋势，应及时采取加强措施。通过量测指导喷射混凝土的厚度。

（9）同时观察洞内围岩风化、裂隙的发育趋势以及地下水情况及喷射混凝土的效果。

（10）在可能产生地表塌陷之处设置地表观测点进行观测，密切监测地表构筑物的变化。

（11）协调好施工与监测仪器安装、观测的相互干扰，采取有效的防护措施避免仪器、设备受到人为和机械的破坏。

（12）每次爆破开挖后，应采取通风及洒水等措施及时除烟、除尘，以确保人身安全和正常循环施工，确保量测工作及时跟上。

（13）净空收敛等高空作业，要严格按照操作规程标准化、正规化作业，检测人员须带安全帽。作业时须派专人指挥洞内车辆通行。

（14）洞内作业应保证照明亮度。

6．施工监控测量管理

6.1调整支护结构形式、确定支护参数施作时间。评价支护结构的合理性及安全性，并对设计和施工的合理性进行评估和信息反馈，以确保施工安全和隧道的稳定。

6.2了解支护结构的工作状态和应力分布。

6.3观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果。观察后填写隧道地质与支护状况观察记录表和施工阶段围岩级别判定卡。对已支护地段的观察应每天进行一次，主要观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。观察中发现围岩条件恶化时，应派专人进行不间断的观察。并立即上报监理单位、业主并通知设计，采取相应处理措。

6.4隧道监测资料整理

(1)、对现场量测资料认真检查、审核和计算，每次量测结束后，在二小时内进行资料整理工作;

(2)、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；

(3)、使用计算机量测处理系统进行资料分析。

6.5质量保证措施

质量方针：严格施工，提供准确成果，随时掌握监测对象的真实变化规律。

质量目标：全面完成合同内容，以优质工程和业主满意为目标。

对项目的每一个环节的技术工作严格按照国家、规范、标准以及安全监测工程设计文件的技术要求编制质量文件，作好文件控制管理。

作好从仪器设备及材料的采购、检验、监测实施过程控制到成果整理分析、

移交以及事后服务等一系列属承包商应承诺的质量工作，保证向筹建处提供足以信赖的产品。