隧道监控量测的实施方法

摘要：随着我国隧道建设项目规模的增大、数量的增加，隧道安全问题日益突出，监控测量就显得至关重要。文中详细阐述了施工监控量测的目的和任务、主要内容、断面布设原则、测点布设原则、监测频率、监测管理值、监测方法以及信息反馈，可供参考。

一

 目的和任务

（1）掌握初支变形，指导现场处置，保障施工安全；

（2）为调整施工方法提供参考;

（3）为二衬施作时机提供指导；

（4）为进行动态设计提供参考。

二

 主要内容

量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类

1

必测项目

① 洞内、外观察；② 净空变化；③ 拱顶下沉；④ 地表下沉（浅埋隧道必测，H0≤2B时）。

监控量测必测项目

2

选测项目

① 围岩内部位移量测；② 锚杆轴力量测；③ 围岩压力及两层支护间压力量测；④ 钢支撑应力量测；⑤ 隧底隆起；⑥ 锚杆拉拔（说明：在必要情况下选测）

三

 断面布设原则

1

拱顶下沉和水平收敛断面

备注：

（1）Ⅳ级围岩，在不良地质地段（主要指土体、水平层软质岩等）监测断面应适当加密。

（2）Ⅲ级软质岩主要指：砂岩（三门峡以北）、片岩、板岩、页岩、泥质砂岩、砂砾岩、泥灰岩等。

（3）Ⅲ级硬质围岩、Ⅱ级围岩原则上不布设监测断面，特殊地段根据现场情况布设监测断面，特殊地段指：

①掌子面施工时，有掉块、坍方等的地段；

②初期支护有开裂、剥落等的地段；

③需要进行设计调整的段落（进行一定的监测，为动态调整支护参数、施工方法等提供参考，验证调整效果）；

④其他需要进行监测的地段。

（4）各断面布设间距误差控制在“断面间距的10%”以内。

2

地表沉降断面

备注：

（1）H0为隧道埋深，H为隧道开挖高度，B为隧道开挖宽度；

（2）地表沉降测点应在隧道开挖前布设；

（3）地表沉降断面与洞内监测断面应尽量布置在同一断面。

四

 测点布设原则

1

拱顶下沉和水平收敛测点布置示意图

全断面法

两台阶法

三台阶法

测点布设要求：

（1）拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上；

（2）测点埋设在钢架、格栅等初期支护上；

（3）测点应在初支支护后立即埋设；

（4）初始读数应在测点埋设12h内读取。

（5）拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线附近，数值采用绝对高程，周期性复核后视点，保证其数据可靠性。

2

地表沉降测点

五

 监测频率

1

洞内、外观察

每施工循环记录一次，必要时加大观察频率。

2

拱顶下沉和水平收敛监测

（1）一般为1次/天。

（2）台阶法施工，下部开挖过程中，频率为2次/天。

（3）出现异常情况时，根据现场管理要求，加大监测频率。

（4）当变形趋于稳定时，监测频率按表下进行。

（5）在初期支护稳定后，可停止该断面的监测。

初期支护稳定须同时满足以下条件：

① 初期支护表观现象正常；

② 拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于1mm/d，且持续1个月以上；

③ 变形时态曲线已经收敛。

3

地表沉降监测

（1）一般为1次/天。

（2）出现异常情况时，应加大监测频率。

（3）在二次衬砌施工通过监测断面 H0+B距离后（H0为该断面隧道埋深，B为该断面隧道开挖宽度），且地表沉降变形时态曲线已经收敛，可停止该断面监测。

六

 监测管理值

采用以下4项综合管理：

① 变形总量；② 变形速率；③ 初期支护表观现象；④ 变形时态曲线

1

管理等级及应对措施

2

变形总量管理值

3

变形速率管理值

4

初期支护表观现象

5

变形时态曲线特征

如上图实测数据在正常预测曲线附近分部时则说明隧道围岩变形正常，当实测数据曲线出现反弯点时，则说明围岩变形出现异常性速率开始变大，需采取加强支护措施。

七

 监测方法

1

洞内、外观察

开挖面观察：每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比，此项工作由地质预报单位或专业地质工程师进行整理。

洞内已施工地段观察：喷射混凝土、钢拱架或格栅钢架变形等工作状态。主要观察内容如下：

① 初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录，要特别注意喷混凝土是否开裂和剥落。

② 钢拱架或格栅钢架有无扭曲变形、整体下沉等现象；

③ 拱架或围岩有无异响。

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

拱顶下沉和水平收敛监测

拱顶下沉和水平收敛监测采用全站仪配合反射膜片进行。

测点埋设：采用直径不小于20mm的螺纹钢，尾端（隧道洞内方向）进行45°斜切形成斜切面或者端部焊接钢板，斜切面处或钢板上面粘贴测量专用反射膜片（不小于1cm×1cm）。

标识要求：测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识，每个断面左右侧各布设1个标示牌，及时记录展示相关信息，监测点上严禁悬挂物品。

八

 监测信息反馈

1、应用隧道施工监测信息化平台系统，及时反馈监测信息。

2、根据反馈信息，分析监测数据，核查现场情况，提出相应的工程对策与建议。

3、按周、月或季进行阶段分析，分析总结监测数据，了解和掌握支护结构变形规律，对施工情况进行评价，形成阶段分析报告，指导后继施工。

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