隧道的监控量测设计方案

监控量测

一、采用新奥法修建的隧道，应将现场监控量测项目列入施工组织中，并作为施工工序中不可缺少内容认真实施。监控量测不仅检测施工各阶段围岩和支护动态，确保施工安全，而且可为调整初期支护设计参数、确定二次衬砌的施工时机，了解隧道施工对附近既有构筑物的影响，提供反馈，并作为信息化设计的依据；同时积累资料，为以后的设计、施工提供参考。

二、监控量测计划与内容

1、监控量测计划应根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式及机械设备等因素制定，并根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）进行，监控量测作业应根据下图（图1）所示进行：

监控量测计划的内容包括：两侧项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。

施工过程中，当地质条件发生显著变化时，应及时修订监控量测计划。

2、监控量测应达到以下目的：

（1）掌握围岩和支护状态，进行日常施工管理；

（2）验证支护结构效果，确认或调整支护参数和施工方法；

（3）确保隧道工程的安全性、经济性及结构的长期稳定性，确定二次衬砌施做时间；

（4）将监控量测结构反馈与设计及施工中；

（5）掌握隧道施工对周围环境的影响；

（6）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。

图1 监控量测反馈程序图框

3、监控量测项目

（1）监控量测项目分为必测项目和选测项目

（2）必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目，具体监控量测项目见表1。

（3）选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测

项目，具体监控量测项目见表2。

表1 必测项目

表2 选测项目

（4）隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学实验。

（5）初期支护完成后应进行喷层表面裂缝及其发展。渗水、变形观察和记录。

（6）对软岩大变形可能发生时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行量测。

（7）对围岩为土砂质时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行量测。

（8）对地下水发育断层破碎带等地质构造带可进行水量、孔隙压力等进行量测。

（9）对隧道附近存在隧道施工爆破影响的构筑物时，可进行隧道振动监控量测。

（10）对于一般硬质岩、软岩认为可以优化设计，减少支护结构数量时，必要时可对锚杆轴力、初期支护与二次衬砌间接触压力等进行量测。

三、监控量测作业

1、洞内观察可分为开挖工作观察和已施工区段观察两部分。开挖工作观察应在每次开挖后进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图（地址素描），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紧急措施。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、钢架的状况。洞外观察包括对洞口及浅埋段地表情况、地表沉陷、边仰坡的稳定、地表水渗漏的观察。

2、净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等因素确定。在Ⅱ级围岩地段可根据需要酌情设置测点。监控量测断面间距可参考下表3进行：

表3 必测项目监控量测断面间距

3、净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初始读数应在开挖后12h 内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成变形量的读取。

4、测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上并和洞内水准点建立关联。

5、量测应选用精度适当、性能可靠、使用及携带方便的仪器。如拱顶沉降量测，应采用水准仪、水准尺和挂钩钢尺等，有条件时周边位移宜采用非接触量测仪器进行量测。锚杆或围岩内部变形量测可采用单点或多点式锚头和传递杆，配以机械式或分表式点测位移计。变形量测可选用电阻或电感式仪器，一般使用前必须经过严格标定。

6、水平相对净空变化量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，可在拱腰和边墙位置各设一条水平测线。

7、拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一量测断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基地隆起量。

8、必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按下表4、表5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率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。

表4 按距开挖面距离确定的监控量测频率

注：B为隧道开挖宽度。

表5 按位移速度确定的监控量测频率

9、地表沉降量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无构筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表沉降量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点在同一横断面内，沿隧道中线地表下沉两侧缎面的距离可按下表6采用：

表6 地表下沉量测测点纵向距离

注：1、无地表构筑物时取表中上限值。

2、H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。

横断面方向地表沉降量测测点横向间距2～5m，在一个量测断面内应设7～11个测点；在隧道中线附件测点应适当加密。隧道中线两侧两侧范围应不小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。地表沉降量应在开挖工作面前方H0+B处开始，直至衬砌结构封闭、沉降基本停止为止。地表沉降的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空的量测频率相同。

10、锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，从每周一次到每月一次，直至无变化为止。