隧洞项目施工监测控制

隧洞项目施工监测控制

1、隧洞监测的目的及要求

现场监控测量是现代化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，而且还通过现场监控量测获得围岩动态为支护提供信息依据，还能为隧洞工程设计与施工积累资料，为今后的设计和施工提供类比依据，因此必须做好这项工作。

隧洞在施工过程中要加强监控量测，隧洞进行开挖后立即进行围岩状况的观测和记录，观测工作面状态、围岩风化程度、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷锚混凝土的效果。观测后进行工程地质特征的描述，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类别判定卡。同时，对已施工区段的观测每天至少进行一次，其内容包括喷锚混凝土、锚杆、钢支撑的状况。全面掌握施工运行状况，进而合理改善施工方案，优化设计和施工。施工监测的主要要求如下：

（1）及时了解施工中围岩和支护结构的力学动态信息，及时反馈信息指导施工作业，保证施工安全；

（2）通过对围岩和支护结构的变形、应力量测，及时修改支护参数，不断优化施工方案；

（3）根据“新奥法”原理，通过围岩量测，确定适时进行被覆盖混凝土施工的合理时间；

（4）通过对工作面状态、围岩地质变化情况、地下水分布情况等进行全面的了解，预测可能出现的施工隐患，做到提前分析，制定预备方案，防患于未然；

（5）通过监控量测及时掌握施工效果，以改进施工工艺，进一步提高工程

质量。

2、隧洞监测实施

2.1 量测项目

根据国家规范的规定和设计图纸要求，对隧洞可确定必测项目和选测项目。必测项目为：洞内外观测、水平相对净空变化值以及拱顶下沉量测。选测项目为：地表下沉量测、围岩内部变形量测、锚杆轴力量测、围岩压力量测、支护及衬砌应力量测、钢架内力及所承受的荷载量测、围岩弹性波速度测试以及隧洞渗压监测和裂缝监测。选测项目根据图纸要求和施工具体情况以及设计单位和工程师的指示选定。

另外，根据具体施工的需要，又可分为临时观测项目和永久性观测项目。临时观测项目主要有洞内外临时需要所进行的观测和周边位移量测等；永久观测项目主要包括围岩变形观测、隧洞渗压监测、隧洞裂缝监测、隧洞衬砌结构的应力应变监测和隧洞围岩压力监测(见表2-1所示)。

表2-1 永久观测项目表

2.2 测点密度与量测频率

（1）洞内外观测

洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状况观测两部分：开挖工作面在每次开挖后一次喷射混凝土前进行，地质情况基本无变化时，可每天进行一次。观测内容包括围岩状况的观测和记录，观测工作面状态、围岩风化程度、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷锚混凝土的效果。观测后进行工程地质特征的描述，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类别判定卡。对初期支护的观测也应每天至少进行一次，观测内容包括检查喷射混凝土有无裂损及发展，锚杆有无松动，钢架支护工作状态等，并做好相应的记录。

（2）周边位移量测

量测开挖断面的收敛情况，包括量测拱顶下沉、净空水平收敛以及在断层带底拱上鼓量测(必要时)。

根据相关要求，结合本标段具体情况和设计图纸，我们采取拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为：Ⅴ级围岩断层破碎带5～10m，一般Ⅳ～Ⅴ级围岩地段10～20m，Ⅲ级围岩地段不大于25m，Ⅱ级围岩不大于40m。为掌握各级围岩位移变化规律，在各级围岩起始地段增设量测断面。

各测点尽可能靠进工作面(掌子面)埋设，一般离掌子面约5～20m，在下一

循环掘进前完成初始读数，24h内完成初期变形值的读数。

净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见表2-2，实际量测频率从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。

表2-2 量测频率表

注：B为开挖洞宽

对于特殊地段、部位及不良地质段，都将在原布点密度的基础上，增加布点密度，同时增加测量频率。

3、其它施工项目监控量测方法

其它施工项目监控量测方法见表3-1。

表3-1 其它施工监控量测项目表

4、运用各种量测仪表和工具监控量测方法

4.1 测量要点

（1)洞内观察

开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，特别是软弱围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查，并绘出地质素描。若遇特殊不稳定情况时，应派专人进行不间断观察。

（2)围岩位移量测

围岩位移量测是在钻孔中埋入单点或多点位移计以测试岩体内部各点的相对位移。围岩位移量测断面纵向间距一般为净空变化量测断面间距的3～5倍。

（3）净空变化量测和拱顶下沉量测

净空变化量测和拱顶下沉量测在同一断面上进行。量测断面的间距与隧洞长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关，一般按表4-1选用。

表4-1 净空变化量测和拱顶下沉量测间距表(单位：m)

4.2 测点布置和量测

（1）净空量测测点布置

净空变化量测基线在横断面上的布置见表4-2和图4-1所示。

表4-2 净空变化量测基线布置表

把净空变位仪的短杆固定在施测的两测点的岩体内。

根据围岩条件确定量测间距。

量测精度：在变位量比较小的情况下，一般为0.1mm，在变位量比较大的情况下为1mm。

（3）拱顶下沉测点布置

拱顶下沉量测测点，一般布置在拱中和两测拱腰，每断面布置三点，当受通风管或其它障碍时，可适当移动位置。

（4）围岩位移和锚杆轴力量测

4.3 量测频率和结束量测的时间

（1）量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定，一般按量测频率表选定，即测量桩埋设后，初期测试频率要每天1～3次，随着围岩渐趋稳定，量测次数可以减少，当出现不稳定征兆时，应增加量测次数。

（2）结束量测的时间

当围岩达到基本稳定后，以1次/3日的频率量测2周，对数据采用线性回归分析后，当显示其变化趋于无变化时，则可结束量测。

4.4 观测资料的整编与分析

（1）观测资料的整编