【高速铁路】高速铁路隧道监控量测技术详细讲解(原版)

隧道施工监控量测技术

2014年08月20日

汇报内容

◆监控量测的必要性

◆监控量测的目的

◆监控量测的要求

◆监控量测项目与必测项目方法

◆量测数据处理及应用

◆中铁一局一工区监控量测实施情况

概述

隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，统称为监控量测。它是保证工程质量

的重要措施，也是判断围岩和衬砌是否稳定，保证施工安全，

指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。

一、隧道监控量测的必要性

1.隧道工程作为工程建筑物，受力特点与地面工程有很大的差别。由于隧道处于千变万化的岩体之中，其所受外力是不明确的。

2.隧道在开挖、支护、成形、运营的过程中，自始自终都存在受力状态变化这一特性。

可见，隧道监控量测是从个体到群体解决隧道力学、设计、施工问题的一种重要手段和主要途径。

二、监控量测的目的

1、确保安全；根据量测信息，预见事故和险情，防患于未然。

2、指导施工；分析处理量测数据，预测和确认隧道围岩最终稳定时间，指导施工顺序和施作二次衬砌时间。

3、修正设计；根据隧道开挖后所获得的量测信息，进行综合分析，修正支护参数和检验施工与设计。

4、积累资料；应用到后续同类围岩中。

三、监控量测的要求

1、能快速埋设测点；测点应紧靠工作面快速埋设，尽早测量。一般设置在距开挖工作面2m范围内，开挖后24h内、下次爆破前测取初读数。

2、每一次量测数据所需时间应尽可能短。

3、测试数据应准确可靠。

4、测试数据直观，不必复杂计算即可直接应用。

5、测试元件应有足够的精度。

四、量测项目与必测项目方法

（一）、隧道施工监控量测的项目

施工监控量测的项目包括必测项目和选测项目，应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、支护类型等因素确定。

监控量测必测项目

序号项目常用测量仪器备注

1洞内、外观察现场观测、数码相机、罗盘仪

2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪

3净空变化收敛计、全站仪

4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段

监控量测选测项目

序号量测项目仪器设备

1围岩压力压力盒

2钢架内力钢筋计、应变计

3喷混凝土内力混凝土应变计

4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒

6锚杆轴力钢筋计

7围岩内部位移多点位移计

8隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站

仪

9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计

11水量三角堰、流量计

12纵向位移多点位移计、全站仪

（二）、必测项目的观测方法

1、隧道内、外目测观察方法

细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是既省事又作用大，它可

以获得与围岩稳定状态有关的直观信息，应当予以足够的重视。

（1）、隧道目测观察的目的

A、预测开挖面前方的地质条件。

B、为判断围岩的稳定性提供地质依据。

C、根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠性。

（2）、观察内容：

A、开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。

B、洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建(构)筑物进行观察。

2、周边位移量测

周边收敛量测主要是隧道内壁两点连线方向的距离的变形量的量测。收敛值为两次量测的距离之差。周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映。。

（1）、收敛量测的间距与测点数量

必测项目量测断面间距和每断面测点数量

断面间距（m）

围岩类别

V～VI5～10

IV10～30

III30～50

注:Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

地段

开挖方法

一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—

台阶法每台阶一条水平

测线

每台阶一条水平测线，两条斜测线

分部开挖法每分部一条水平

测线

CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，

每分部一条水平测线，两条斜测线、其余

分部一条水平测线

净空变化量测测线数

各工法断面净空量测测线布置图

（2）、量测频率：量测频率可根据位移速度和量测断面距开挖面距离

按位移速度

位移速度

（mm/d）

量测频率≥52次/d 1～51次/d 0.5～11次/2～3d 0.2～0.51次/3d ＜0.21次/7d 按距开挖面距离(注：b为隧道开挖宽度)量测断面距

开挖面距离（m）

量测频率(0～1)b2次/d

(1～2)b1次/d

(2～5)b1次/2～3d

＞5b1次/7d

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。

（3）、位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移确定。

类别距开挖面1B

( U1B )

距开挖面2B

( U2B)

距开挖面较远

允许值65% Uo 90% Uo 100% Uo 注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。

（4）、量测仪器

目前隧道施工中常用为全站仪和数显式收敛计。