隧道施工监测方案

中铁十四局集团武广项目部XXTJIII标

隧道监控量测实施方案

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中铁十四局集团武广项目部XXTJIII标第三项目队

二○○六年八月

隧道施工监控测量方案

一、工程概况

我管区内共有四座隧道（马家冲1#隧道，长度133m（其中明洞28m）;马家冲2#隧道，长度307m（其中明洞34m）；茶园林隧道，长度231m（其中明洞97m）；大塘冲隧道，长度150m，（其中明洞68m）），共计长度821m。所有隧道埋深浅，围岩属V级软岩，为褐黄～褐红色，全风化、强风化砂质板岩，强度在200~350Kpa 之间。节理裂隙与板理及层面等结构面极发育，易软化、变形，易造成塌顶、坍塌。隧道范围内地下水总体不发育。设计采用双侧壁导坑法施工，后变更为三台阶留核心土法施工。

二、监控量测的目的

为了掌握围岩在开挖过程中的动态信息和支护结构的稳定状态，提供有关隧道

施工全面、系统的信息资料，为评价和修改支护参数，力学分析及二次衬砌施作时提供信息依据，确保施工安全和支护结构的稳定。在新奥法施工中，监控量测是施工过程中必须的施工程序。对围岩支护系统的稳定状态进行监测，是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。

三、监控量测项目

隧道施工监测量测项目主要有：洞内外观测、水平相对净空变化值的量测、拱顶下沉量测。

四、监控测量设备仪器、量测方法、频率

五、测量监控方案

A、洞内外观察

①洞内外观察（即地质和支护状态观察）分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察在每次开挖后进行一次，内容包括围岩岩性、产状、变形、围岩风化变质情况、节理裂隙发育、断层分布和形态、地下水情况、工作面稳定状态、底板情况、及喷射砼的效果等，观测后应绘制开挖工作面地质素描图，填写工

作面状态记录表及围岩类别识别卡，对已成区段的观测应每天进行一次，观察内容包括喷射砼、锚杆、钢架的状况，并将观测情况进行记录。

②洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的观察。

③观测方法：地质罗盘和眼睛进行观测。

④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，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。同时报设监理、计单位进行现场查勘，制定加固处理方案。

B 、 拱项下沉及周边收敛量测

拱顶下沉及周边收敛量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率。如位移出现异常情况，加大量测频率。

收敛量测采用JSS20-30型收敛计。可测量小于25mm 的距离，测量精度为0.01mm 。使用时先悬挂仪器、调整钢尺张拉力，至刻度标线重合时，即可读数。为减少测量时的视觉误差，读数三足取平均值。根据测量数值计算收敛值△L=L1-L2和收敛速度 V （t ）=△L/△t 。

拱顶下沉及周边收敛量测测点布置见图。

拱顶下沉及周边收敛测点布置示意图

根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》要求，结合本标段隧道具体情况，确定各级围岩拱顶下沉及周边收敛量测断面及量测频率，岩层变化处应调整或增设量测

断面。

300

水平相对净空测线1 水平相对净空测线2

左 隧

道

中 线 右 拱顶下沉测点

600

每次测量结果应记录，并根据测量结果计算收敛速度，具体测量结果记录表格如下：

C、洞口段地表下沉量测

地表下沉量测只需在隧道浅埋处进行，其测点的布置与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内，地表下沉量测在开挖面前方（h+9）m处开始（h为隧道埋深），直到开挖面后方40～65 m，下沉基本停止时为止。其量测频率原则上采用1～2次/日的频率。地表下沉量测点布置见图。

六、量测要求

隧道开挖后应及时进行各项观测。量测部位及测点的布设应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定，测点应距开挖面2m的范围内尽快安设，并应开挖后24h 内或下一次开挖前测读初次读数；测点的测试频率应根据围岩和支护的位移速度及距离开挖面的距离确定；现场测量的手段应根据量测项目及国内仪器的现状进行选用，要求简单可靠，耐久、成本低，稳定性能好，便于分析和反馈。

七、监控量测项目的管理基准

根据既有成功经验，拟采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准（见表）。即将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明隧道和围岩是稳定的。

表位移管理等级

注：UO-实测位移值；Un-允许位移值

现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般Ⅲ级管理阶段监测频率可放宽些；Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数；I级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为1-2次/天或更多。

八、量测数据的处理及应用

根据现场量测数据绘制位移——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，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当最终收敛值大于允许收敛值的80％且无明显减缓趋势，或当位移——时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，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；

根据位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于10～20mm/天时，需加强支护系统；当变化速率小于0.2 mm/天时，认为围岩达到基本稳定。

在膨胀性围岩和地应力大的围岩中初期支护变化时间长，必要时,可提前施作衬砌砼。

二次支护（混凝土）施作时间：各测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定；各项位移已达到预计位移量的80～90％（预计位移量可通过回归分析得到）；周边位移速度小于0.10～0.2mm/d；或拱顶下沉速度小于0.07～0.15mm/d。如果围岩破碎，稳定性差时,可采取衬砌紧跟，提前施作二次模筑衬砌。