隧道监控量测

隧道监控量测

QB/ZTYJGYGF-SD-0404-2011

第五工程谯生有

1 前言

1.1工艺工法概况

隧道监控量测是对围岩动态监控的重要手段，是新奥法的重要组成部分，新奥法主要创始人腊布希维兹于1944年开始研究隧道开挖后岩体随时间变化的特性，1962年在第十三届国际岩石力学会议上正式提出了新奥法，采用新奥法设计与施工的隧道，监控量测是施工过程中必不可少的施工程序。通过监控隧道施工中发生的变形情况，对围岩的稳定情况和支护结构的可靠性做出预测，为围岩稳定性和支护、衬砌提供可靠性的信息，为二次衬砌确定合理的施作时间，为施工调整围岩级别、修改支护系统设计和变更方法提供依据，确保施工安全。

1.2工艺原理

监控量测项目由必测项目和选测项目组成，必测项目主要监测隧道洞外基本地质情况、净空变化、沉降缝两侧底板及路隧过渡段不均匀沉降、地表下沉等容；选测项目主要包括监测隧底隆起、围岩部位移、围岩压力、钢筋及喷射混凝土受力、锚杆应力、二衬应力等容；通过对必测项目及根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他特殊要求而开展的选测项目进行监测，对观测数据进行统计分析和相互印证，从而科学有效地指导隧道施工，为隧道安全施工提供保障。

2 工艺工法特点

2.1采用必测项目和选测项目相结合的监测模式，为指导隧道安全施工提供了丰富的量测数据。

2.2 各监测项目的监测点设于同一断面，不同监测方法的监测数据可以相互印证。

2.3 将全站仪无接触目标测量方法引入隧道净空收敛及拱顶下沉监测，提高了量测效率，并保障了测量人员和设备的安全。

3 适用围

本工艺工法适用于采用新奥法施工的铁路、公路、水利等隧道工程。

4 主要引用标准

《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121

《公路隧道施工技术规》JTG F60

《铁路工程测量规》TB10101

《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204

《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号

5 监控量测施测方法

根据隧道埋深、围岩级别、隧道断面大小、开挖方法、支护类型等确定确定量测项目，并确定量测断面间距和每个断面上的测点、类型、位置、个数。按照量测项目和量测方法配置量测设备，按观测频次要求对各测点及时进行观测，对观测数据进行统计分析，指导隧道安全施工，当量测数据超过预警值时，为隧道支护参数进行调整提供分析依据。

6 工艺流程及操作要点

6.1量测工艺流程

量测工艺流程如图1：

图1 量测工艺流程图

6.2操作要点

6.2.1监控量测的项目与方法

隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类。

1必测项目及量测方法

必测项目主要有隧道洞外基本地质情况、净空变化、沉降缝两侧底板及路隧过渡段不均匀沉降、地表下沉等容，量测项目及量测方法见表1：

表1 必测项目及方法表

注：H0—隧道埋深；B—隧道最大开挖宽度。

必测项目为日常施工管理中所必须进行的量测项目，主要为位移测试项目。净空收敛量测一般只进行水平收敛基线的量测，拱顶下沉可根据量测断面大小及开挖方法，布置1～3个测点。地表下沉量测可以反映隧道开挖对地表土体的影响，在浅埋地段应将地表下沉量测也作为必测项目。

2选测项目及方法

选测项目主要包括监测隧底隆起、围岩部位移、围岩压力、钢筋及喷射混凝土受力、锚杆应力、二衬应力等容，量测项目及量测方法见表2：

表2 选测项目及方法表

注：H0—隧道埋深；B—隧道最大开挖宽度。

选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他特殊要求，有选择地进行。

6.2.2量测断面布置

量测断面间距和每个断面上的测点、类型、位置、个数应根据隧道埋深、围岩级别、隧道断面大小、开挖方法、支护类型等确定。围岩差的地段，量测断面应布置多些，围岩好的量测断面应相对少一些，在不良地质体中，应考虑布置一定数量的选测项目。地表下沉量测布置的测点数应适当多一些，应能测到完整的纵、横向沉降曲线，从而分析隧道施工的纵、横向影响围和程度。

1必测项目量测断面布置

1）净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。

一般，量测断面间距应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法按下表3规定：

表3 量测断面间距和每断面测点数量

注：洞口及浅埋地段断面间距取小值，软岩隧道监测断面应适当加密。

地表下沉（浅埋地段）观测点布设应沿线路中线布点，间距5～30米，必要时设1～2个横断面，每断面7～11点，监测围应在隧道开挖影响围以。

2）沉降缝两侧底版不均匀沉降，洞沉降缝每侧宜布置4个以上的观测点。

3）洞口段与路基过渡段不均匀沉降，结合路基沉降观测，在洞口、距洞口5～10m、15～20m、50m处各设一个观测断面。

2选测项目量测断面的布置

各选测项目量测断面的数量，宜根据设计要求进行布置，或在每级围岩选有代表性的断面1～2个，断面上的测试元器件、类型、位置及个数根据需要确定。

6.2.3量测频率

1净空变化、拱顶下沉、地表下沉（浅埋地段）各量测项目的量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离确定。

1）按位移速度确定量测频率

表4 按位移速度确定量测频率表

2）按距开挖面距离确定量测频率

表5 按距开挖面距离确定量测频率

注：b—隧道开挖宽度。

当按位移速度和量测断面距开挖面距离选择的测频率出现较大差异时，取量测频率较高的作为实施的量测频率。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束。对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。

地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始量测点距，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

2 洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅段；洞工作面观察应在每次开挖后进行，已施工地段观察每天至少进行一次。

3 沉降缝两侧底版不均匀沉降，一般应每15天进行一次。

4 洞口段与路基过渡段不均匀沉降，应和路基沉降观测频次一致，当环境条件发生变化或数据异常时应及时增加观测次数。

6.2.4隧道监控量测的实施

1 编制量测计划

隧道开工前，应根据隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、水果方法等，编制量测计划。

2 监控量测计划的容

1）确定各个隧道的具体量测项目和方法。

2）根据量测项目和量测方法，选择实施各个量测项目的量测仪器，选配的仪器设备应经济实用并能满足量测精度的要求。

3）量测点的布置方案和埋设方法。

4）量测频率

5）量测数据的处理方法