公路隧道监控量测作业指导书

隧道工程监控量测作业指导书
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审核: ___________
批准: __________
目录
一、工程概况 (1)
二、编制目的 (2)
三、编制参考资料 (2)
四、监控量测的概念和必要性 (2)
五、监控量测项目及仪器设备 (3)
六、监控量测测点布置原则及量测频率 (4)
七、监控量测流程 (8)
八、监控量测数据分析及反馈 (9)
九、信息反馈及对策 (12)
十、监控量测资料管理 (15)
十一、安全技术措施 (16)
十二、监控量测质量保证措施 (16)
十三、监测管理 (17)
十四、XX高速公路隧道监控量测现场图 (18)
隧道工程监控量测作业指导书
、工程概况
XX高速公路共有隧道19条，其中：主线隧道17条，双洞总长：15617 米；连接线隧道2条，单洞总长：1650米；长大隧道2条：官舟隧道2295m 张家寨隧道2041m 全部隧道共有23个施工作业面，21个施工队伍。

xx高速公路隧道围岩等级以IV、V级为主，中长隧道个别段落存在III 级围岩，具体隧道情况见下表：
表一：XX高速公路主线隧道统计表
表二：连接线隧道统计表
根据施工图设计地质钻探文件所示内容，要求隧道内主洞V级围岩采用预留核心土法环形开挖；隧道内主洞W级围岩区段采用台阶法开挖；隧道内主洞皿级围岩区段采用台阶法或全断面法开挖；隧道内紧急停车带皿级围岩
区段采用台阶法开挖。

二、编制目的
为确保XX高速公路隧道施工安全及结构长期稳定，指导规范XX高速公路隧道施工行为，验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据，确定二次衬砌施做时间，确保实现高速公路隧道施工管理的标准化、规范化、程序化的目标，特编制此高速公路隧道监控量测作业指导书。

三、编制参考资料
1、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009);
2、《公路隧道施工技术细则》(JTG/T F60-2009 );
3、贵州省xx高速公路隧道两阶段施工设计文件。

四、监控量测的既念和必要性
4.1监控量测的概念
隧道施工中对围岩、地表、支护结构的变形和稳定状态，以及周边环境
动态进行的经常性观察和量测工作。

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。

4.2监控量的必要性
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，施工过程中应采用量测手段掌握受力情况。

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，监控量测可以了解变化情况。

3）隧道监控量测是隧道施工安全的哨兵，是确保隧道安全施工的前提条件。

五、监控量测项目及仪器设备
结合本隧道工程特点、规模大小和《贵州省xx高速公路隧道两阶段施
工设计文件》的设计要求综合选定监控项目。

确定的监控量测的项目分为必测项目和选测项目。

必测项目在施工中必须进行，选测项目根据隧道地质条件、开挖方法及其它特殊要求有选择地进行。

另外根据现场施工具体情况及时调整或增加量测内容，实现动态设计。

必测项目主要包括：①洞内、外观察；②水平净空收敛；③拱顶下沉；
④地表下沉（隧道浅埋段：h o< 2b,其中b为隧道开挖宽度，h o为隧道埋深。

）
表三监控量测必测项目
六、监控量测测点布置原则及量测频率
6.1洞内、外观察
开挖及初支后及时采用肉眼观察和地质罗盘仪对开挖面揭示的地质情况进行描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析，详细描述、记录、并予以评估，作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。

洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。

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。

已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要是观察并记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。

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

6.2拱顶下沉、周边收敛监测
621测点布置原则
拱顶下沉测点和周边收敛测点应布置在同一断面。

拱顶下沉测点原则上
布置在拱顶轴线附近。

当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点
台阶开挖时，周边位移测点布置在距离上下台阶分界处底部往上 1.5m处,
并用标志牌挂在测点上面，标识牌应标明工程名称、测点编号、埋设里程、
初始读数、埋设日期，测量负责人的信息。

（如图1所示）
图1拱顶下沉及水平净空收敛测点示意图
监控量测断面按表五的要求布置，净空变化量测测线数按表六进行量测，测线布置示意图如图2所示。

表四拱顶下沉和周边收敛监控量测断面间距
表五水平净空收敛量测测线布置
线，两条斜测线、其余分部一条水
平测线。

三台七步法每分部一条水平测线
三台七步法，每分部一条水平线，
四条斜线、其余分部一条水平线。

预留核心土法每分部一条水平测线每分部一条水平线，两条斜线
图2拱顶下沉和水平净空收敛测线布置示意图
拱顶下沉点和周边位移测点布置由施工单位安排现场施工人员协助完
成，拱顶下沉点和净空变化测点应布置在同一断面内，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间。

收敛量测点和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行，并保证布点打入围岩不小于20厘米深度,
严禁将测点布在钢架上。

测点布设应及时，并做好保护。

如果测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋，重新进行数据采集；如果测点出现松动，则应及时加固，测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识。

监控量测桩点上严禁悬挂重物。

若围岩出现变化异常应尽早布设。

622监测频率
拱顶下层和周边收敛量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度
分别按六和七确定。

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。

表六周边收敛和拱顶下沉监控量测频率（按距开挖面距离）
说明：b为隧道开挖宽度。

表七周边收敛和拱顶下沉监控量测频率（按位移速度）
6.3地表沉降监控（隧道浅埋段：h°w2b,其中b为隧道开挖宽度，h o为隧道
埋深）
6.3.1测点布置
隧道浅埋段地表沉降监测点埋设如图3、4所示
图3地表沉降横向测点布置示意图
直径1.2cm钢筋
L=40cm
图4地表沉降测点示意图（单位：cm）
开挖面距量测断面前后v2b时，1〜2次/d;
开挖面距量测断面前后v5b时，1次/2〜3d;
开挖面距量测断面前后〉5b时，1次/3〜7d;
632量测频率
七、监控量测流程
施工中将现场监控量测作为工序引入作业循环，并结合地质预报作出
评价，优化设计参数，实施动态管理。

如图5监控量测工作流程图。

八、监控量测数据分析及反馈
为了真实、及时、准确的反映施工现场信息，在数据采集及收集后，应 立即对观测数据进行分析处理，并将结果反馈给设计、监理、第三方监测单 位、业主等，实现动态施工。

监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析。

每次观 测后立即对观测数据进行校核，如有异常及时补测。

同时及时对数据进行整 理，包括数据计算、填表制图、误差处理等。

8.1监控量测数据的分析
已施
工段支护加
强支护 分析、研究地质勘查资料
埋设监控量测点
每次量测结束后要及时对量测数据进行整理和分析，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面距离图；绘制地表下沉值沿隧道纵向和横向变化量和变化速率曲线。

根据量测数据处理结果，及时提出调整和优化施工方案和工艺；围岩变形和速率较大时，应及时采取安全措施，并建议变更设计。

围岩稳定性、二次支护时间应根据所测得的位移量或回归分析所得的最终位移量、位移速度及其变化趋势、隧道埋深等进行综合分析判定。

8.1.1监控量测数据的回归分析
由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的散点图总是上下波动和不规则的，因此必须进行数字处理才能获得合理的典型曲线，并以相应数字公式进行描述。

回归分析是对一系列具有内在规律的测试数据进行处理，通过处理和计
算得到两个变量的函数关系式。

用这个函数式做出的曲线能代表测试数据的散点分布，
并能推算出因变量的极限值。

利用EXCEL S理数据基本方法，采用回归分析，根据测试数据散点分布规律，选用下列之一函数关系：（1）对数函数：u a lg（1 t），u a b/lg（1 t）；（2）指数函数：u a （1 e bt），u a e b/t；
1 、2
u a 1（厂石）其中a.b为回归常数；t （3）双曲函数：u t/a bt，
为初读数后的时间（d）;u为位移值（mr）
利用EXCEL S监控数据进行三种函数的回归分析，取回归系数最接近于
1的回归函数。

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图6回归分析结果
8.1.2围岩稳定性的判别
(1) 实测位移值不应大于隧道的极限位移，并按表八位移管理等级施 工。

一般
情况下，将隧道设计的预留变形量作为极限位移，设计变形量应根 据检测结果不断修正。

表八位移管理等级
管理等级
管理位移(mrh 施工状态 川
U<(U 0/3) 可正常施工 n (U o /3)三 U 三(2U o /3)
应加强支护 i U>(2U/3) 应米取特殊措施
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注：U-实测位移值；U0-设计极限位移值
(2)根据位移速率判断：速率大于1mm/d时，围岩处于急剧变形状态, 应加强
初期支护；速率变化在0.2〜1.0 mm/d时，应加强观测，做好加固的准备；
速率小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。

在高应力、岩溶地层和挤压地层等不良地质中，应根据具体情况制定判别标准。

（3）根据位移速率变化趋势判断：当围岩位移速率不断下降时，围岩处于稳定
状态；当围岩位移速率变化保持不变时，围岩尚不稳定，应加强支护；当围岩位移速
率变化上升时，围岩处于危险状态，必须立即停止掘进，采取应急措施。

九、信息反馈及对策
9.1监测量测信息反馈及工程对策
1、监控量测信息反馈根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并
提出相应的工程对策与建议。

监控量测信息反馈程序框图如图7。

量测小组及时准确的完成数据米集、并在当日对米集数据分析，根据分析结果，
对工程安全性提出评价意见，评价应根据位移管理等级分三级进行，并按规定采取相
应的工程对策，并报总工。

当监控量测位移管理达到皿级时，由现场监控量测组长将
量测原始资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师正常施工。

当监控量测位移管理达到H级时，由现场监控量测组长将量测原始监控量测信息反馈程序框图资料和分析结果通报现场技术主管和现场监理工程师，同时于2小时内上报项目部总工程师，施工单位总工程师组织研究提出具体意见，局项目部8小时内组织参建各方对设计施工措施进行综合评价。

当监控量测位移管理达到I级管理值以及拱顶下沉、水平收敛达5mm/d 或位移累计达100mn时，由现场监控量测组长及时通知现场技术主管、现场
监理工程师暂停施工，并将量测原始资料和分析结果于2小时内上报局项目部项目经
理、总工程师、现场指挥部、公司工程部（可先传电子版，后报纸质文档）。

施工单位项目经理组织研究提出具体意见，局项目部指挥长、工程部部长8小时内到施工现场盯控，并组织参建各方研究相应工程措施，必要时由公司组织专家组研究工程措施。

总工程师应每天收集各隧道监控量测的成果分析资料，对分析意见进行确认，对超过
II级管理值的由项目经理
同时履行该检查确认程序，相关资料签认后建帐管理备查。

图7监控量测信息反馈程序流程图
2、工程安全性评价根据位移管理等级分三级进行见表九，并采用相应
的工程对策
管理等级皿、H、I应对措施正常施工综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策暂停施工，采取相应工程对策
表九工程安全性评价分级及相应应对措施
3、工程安全性评价流程图
⑴根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，根据有关铁路工程和沪昆公司设计变更管理办法及时进行设计变更。

⑵工程对策主要包括以下及方面内容:
图8工程安全性评价流程图
十、监控量测资料管理10.1监控量测周报及月报
监控量测周报及月报，按掌子面分列，由现场监控量测组进行分析、编
写、打印、装订，由监控量测组报告编写人员及负责人审核签认后以书面形式和电子
版两种形式上报分部工程部监控量测管理人员，分部工程部监控量
测管理人员将书面文件上报到对应的监理分站和局指工程部。

每周三上午12：00前上报上周资料。

⑴监测项目及测点布置。

包括本月（周）所开展监测项目及随施工进展进行测点布置的情况，提出下月（周）计划。

⑵施工进度。

（周）当月工程施工进展及周边临近工程施工情况（施工内容、方法、进度等），以及监测工作进展情况（监测点变更情况和理由，监测频率变动情况的说明，监测工作存在的问题等）。

⑶监测值的时程变化曲线。

通过监测数据，绘制监测结果时程变化曲线，并根据曲线发展趋势进行理论分析。

⑷根据实际情况，作出相应监测项目的预报分析。

根据监测曲线及理论分析结果，再结合实际情况对变形较大的点作出当月（周）的综合分析，指出“变化趋势”根据工况和地质条件分析产生较大变形的原因，作出该点变形对周围环境的影响是否安全的评价及预报。

⑸指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析其原因。

对各项监测数据进行统计，指出累积值较大并达到或超过报警值的测点，并结合施工情况对其原因进行重点分析，预测施工中是否存在危险，提出可行性建议。

⑹监测成果表汇总。

要求按规定的格式分项归类、汇总，各测点的监测
数据要按监测日期顺序准确填报，表格中观测、制表、校核、审核签名，确
者必须保表中内容正确真实。

⑺监测测点布设图。

初始月（周）报必须附有现场监测测点布设图，图上监测点号必须与监测成果表中的点号相对应并一致，如有新增点或变更点，应在新增或变更当月（周）报中及时更新并附图。

若是地面监测点，
图上要标注测点的里程。

十一、安全技术措施
1、隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。

2、进行量测作业时，应做好监测仪器及测量人员的安全防护，量测断面两侧应摆放警示标记，并专人指挥洞内车辆及人员通行，当监控量测与其它工序出现干扰时，应优先进行量测作业。

3、所有参与监控量测的人员，应遵守安全操作规程和规章制度，佩戴
齐备劳动防护用品。

十二、监控量测质量保证措施
1、将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。

各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。

2、制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。

3、施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、
支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。

4、积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

5、量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

量测仪器专人
使用、专业机构保养、专业机构检校。

量测设备、元器件等在使用前均经
过检校，合格后方可使用。

6、测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。

十三、监测管理
为保证量测数据的真实可靠及连续性，采取以下措施：
（1）量测人员相对固定；
（2）仪器的管理使用、保养、检验及资料整理由组长负责；
（3）量测设备，传感器等各种元器件在使用前均经检查校准合格后方投入使用；
（4）量测数据均经组长检查，分部测量队长复核检查后方可上报；
（5）量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行，经整理分析制成位移/时间曲线表，在备注栏必要时加以说明；
（6）所有监测数据必须在量测完当天最迟次日上报驻地监理，必要时上报业主；
（7）在监测过程中遇到监测数据异常或观察到围岩或支护出现不稳定迹象时，
应立即口头汇报给驻地监理工程师，并在24小时内提出书面报告和相应建议报送局经理部、监理单位，必要时上报给业主。

(8)在施工过程中，除按规定及时提交观测成果外，还应实时综合分
析量测数据，结合量测成果对隧道设计、施工提出合理的建议。

十四、xx高速公路隧道监控量测现场图。