解读铁路隧道围岩监控量测
一、围岩监控量测
围岩监控量测是实现上述目标的关键，目前铁道部所发行的与围岩监控量测有关的文件有：
《铁路隧道设计规范》
《铁路隧道监控量测技术规程》
《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》
因为这些规范均存在不完善的缺陷，所以实际应用中应综合使用。下面按照施工程序分别解读。
监测项目
监测项目分为必测项目和选测项目，满足施工需要的是必测项目，包括：
（1）洞内、外观察
洞内观察围岩吊块规模、频率，节理、裂隙发展变化以及喷射混凝土开裂情况，其中特别注意纵向裂缝和斜交裂缝，除了眼观之外，应配合仪器测量，裂缝只有发展状态的才是不安全的；
（2）拱顶下沉
拱顶下沉量由两部分组成：一是拱部支护整体下沉，而是拱部局部变形下沉，要区分两种数据，须结合拱脚的量测结果；
（3）净空变化
对净空变化的量测，传统只测水平位移，这主要受到接触式量测仪器的限制，不能全面、真实地反映实际围岩变化，全站仪测量具备测量水平以及竖向位移的条件，结合拱顶下称，可区分局部变形和整体下沉两种情况；
（4）地表沉降
地表下沉监测项目在浅埋地段以及由于隧道施工造成地下水位变化而可能引发的地面建筑物沉降地段开展，在山岭，若地面没有建筑物，则以洞内监测为主。
测量仪器
《铁路隧道监控量测技术规程》之4.2.2及《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》之10.2.1明确可采用接触式和非接触式量测，非接触式量测仪器为全站仪，由于目前隧道开挖均采取大断面，所以，接触式量测受到很大限制，故采用非接触式。
量测断面间距
《铁路隧道监控量测技术规程》之4.3.2规定必测项目监控量测断面间距
表4.3.2 规定必测项目监控量测断面间距
实践证明，对于Ⅳ～Ⅵ级围岩，其90%以上的变形发生在1B （B为隧道开挖宽度），对于单线隧道，开挖宽度约为7m，对于双线隧道开挖宽度约为14m，所以，按照5～10m的间距布置断面，就有可能在某1B 范围无测点，所以，实际实施应按照隧道进尺来确定，危险地段，每一循环必须布置测点；一般情况按照进尺的2～3倍布置测点。
操作要点
《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》之10.3.4对初测的规定：
（1）各测点应距开挖面2m的范围内尽快完成；
（2）开挖后12h内取得初读数；
（3）必须在下一循环开挖前完成。
监控量测频率
《铁路隧道监控量测技术规程》之4.4.1规定
必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表4.4.4-1和表4.4.4-2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4.4.4-1 按距开挖面距离确定的监控量测频率
表4.4.4-2 按位移速度确定的监控量测频率
空间效应理论以及实践证明，隧道围岩应力释放绝大部分在3B 范围内完成，多次“关门”塌方证明，1B范围内，由于掌子面的支撑作用，即使支护质量很差，也可表现为稳定状态，最危险范围、也是“关门”塌方的部位为2～3B，所以，应将2～3B作为监控量测的重中之重；当位移速度≥5mm/d时，尚有三种情况：
①测量误差；
②马口开挖或爆破等原因造成的突变；
③围岩不稳定。
上述前两种情况，表现为位移加速度时+时-，这是安全的，实际操作要点是：当发现位移速度≥5mm/d时，应在1～2h测第二组数据，并同时观察围岩、支护外观，连续测3次以上，如果连续测3次后，表现为加速度≥0mm/d2,则应固定测站，按照1次/0.5～2h的频率连续监测。
《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关
技术规定的通知》铁建设【2010】120号之五、监控量测规定：
12、隧道监控量测应按现行《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）的规定建立等级管理、信息反馈和报告制度。
13、隧道监控量测应作为关键工序纳入现场施工组织。监控量测必须设置专职人员并经培训后上岗。对周边建筑物可能产生严重影响的城市铁路隧道，应实施第三方监测。
14、隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。
15、隧道浅埋、下穿建筑物地段，地表必须设置监测网点并实施监测。
16、当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm 时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。
17、当采用接触量测时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。
其中“16、当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d”即是根据表4.4.4-2中所规定的最大位移速度5mm/d而定。这个规定容易造成一种理解：只要以5mm/d的标准控制位移速度，就不会出现＞5mm/d 速度的情况，实际上目前的量测手段作不到连续监测，就有可能在不知情的情况下位移速度已＞5mm/d；二是支护变形有突变的现象，这也有可能出现＞5mm/d情况；施工措施也不是一蹴而就的，即使从发现位移速度＜5mm/d时即开始处理，处理过程中位移速度也可能＞5mm/d。所以，以5mm/d作为位移速度的控制极限是欠妥的。
其中“17、当采用接触量测时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。”也不是该文件单独提出，而是引用《铁路隧道监控量测技术规程》之条文说明：
“5. 3. 3拱顶下沉量测同位移变化量测一样，都是隧道监控量测的必测项目，最能直接反映围岩和初期支护的工作状态。目前拱顶下沉量测大多数采用精密水准仪和铟钢挂尺等。拱顶下沉监控量测测点的埋设，一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩(为了保证量测精度，常常在左右各增加一个测点，即埋设三个测点)，吊挂铟钢挂尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。可用φ6 mm钢筋弯成三角形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。测点的大小要适中。过小，测量时不易找到;过大，爆破易被破坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以保证数据不中断。拱顶下沉量测示意图如说明图5. 3. 3。”
监控量测控制基准
《铁路隧道监控量测技术规程》之4.5监控量测控制基准以及《铁路隧道设计规范》之附录F 隧道初期支护极限相对位移和稳定性判别方法均体现的是以围岩位移位移据作为稳定性判别的唯一依据。其中：
F.0.1隧道稳定性可根据隧道施工实测位移U、隧道极限位移U0进行判别。当U≤U0时，隧道稳定；当U＞U0时，隧道不稳定。
F.0.2单线隧道初期支护极限相对位移，可按表F.0.2确定。
双线F.0.3双线隧道初期支护极限相对位移，可按表F.0.3确定。
以上规定与《铁路隧道监控量测技术规程》之4.5.2-1和4.5.2-2规定一致。
《铁路隧道监控量测技术规程》之
4.5.3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按表4.5.3要求确定。
表4.5.3 位移控制基准
4.5.4根据位移控制基准，可按表4.5.4分为三个管理等级。
表4.5.4 位移管理等级
上述规定以位移作为控制基准，这个规定容易造成这样的理解：只要按规定控制位移总值，就可以保证隧道安全，实际上在现场，包括建设单位的高级领导、监理单位等都是这么执行的，这是没有深刻理解“新奥法”原理以及围岩变形特性的结果、没有认真研究规范的结果，且看《铁路隧道设计规范》之附录F 隧道初期支护极限相对位移和稳定性判别方法之F.0.4隧道稳定性还可结合现场观测和位移发展变化规律,依据下述项目作出判别：
1隧道开挖工作面状态及支护状态观测结果；
2位移速度；
3位移速度的变化率。
这个规定是符合客观规律的，而《铁路隧道监控量测技术规程》关于位移的控制标准在条文说明：
“4.5.2中有三车道公路隧道模型试验表明，当隧道埋深在250 m 左右时，隧洞周边允许位移相对值为:对于Ⅲ级围岩，拱顶为0. 27%，水平为0. 13%;对于Ⅳ级围岩，拱顶为0. 46%，水平为0. 12%;对于V 级围岩，拱顶为0. 60%，水平为0. 10%。”以及
“4. 5. 3研究表明，在距工作面1B和2B处的位移值分别占规定的允许位移量的65%和90%左右，距开挖面较远时围岩和初期支护变形基本稳定。按表4.5.3所确定的控制基准使隧道开挖的每个阶段都有相应的位移控制基准与之相适应。”
可以看出，《铁路隧道监控量测技术规程》的位移基准值是通过实验室模拟实验以及理论研究得出的，所谓理论就是《弹性力学》，其中一个基本假设是材料的弹塑性，实验室的材料也是弹塑性的，这与现场有着巨大差别，铁科院西南院王建宇老院长以及中国矿业大学的董芳庭教授通过现场实测发现，围岩变形主要是碎胀变形，弹性变形只占一小部分，现场时间也证明，变形达100cm也未出现垮塌，所以，按照位移标准作为支护安全的判别标准是十分错误的，这就人为制造了一个安全隐患。
实质上，表中规定的位移限值为《规范》规定的最大预留变形量的2/3。
二、初期支护稳定性判别方法
由《铁路隧道设计规范》之附录F 隧道初期支护极限相对位移和稳定性判别方法之F.0.4和 F.0.7来确定。
F.0.4隧道稳定性还可结合现场观测和位移发展变化规律,依据
下述项目作出判别：
1隧道开挖工作面状态及支护状态观测结果；
2位移速度；
3位移速度的变化率。
F.0.7当出现下列失稳先兆时应加强支护或尽快施作二次衬砌：
1局部石块坍塌或层状劈裂、喷混凝土层的大量开裂；
2累计位移量已达到极限位移的2/3，且仍未发现隧道周边位移速度有明显减缓的趋势；
3每日的位移量大于极限位移的10%；
4洞室变形的异常加速，即在无施工干扰时的变形速率加大。
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002之6.3.3规定“根据位移变化速度，当拱脚水平相对净空变化速度大于10～20mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态”；日本“新奥法”指南规定位移极限速度为20mm/d；对于双线铁路隧道，支护稳定判别标准根据最大容许变形量确定为：
支护稳定性判别标准
三、围岩监控量测管理基准
隧道围岩量测管理基准
1、稳定性判别要综合位移速度以及加速率综合确定，当实测位移速度达到上述限值时，要考察加速率，如果连续监测3次以上，加速率≥0，则立即采取措施；
2、一般情况下，在位移速度＜20mm/d的情况下，均可有时间采取施工措施控制围岩、支护变形；
3、当移速度≥20mm/d时，应将施工人员撤离工作面，在安全的地方设置测站进行监测，当连续监测3次以上加速率＜0mm/d2时，可以采取逐步推进加固的安全措施来加强支护；反之，当连续监测3次以上加速率≥0mm/d2时，则严禁将作业人员派往工作面。
围岩监控量测 16.1.施工监测目的 围岩监控量测的目的是及时掌握围岩动态和支护状态，保证围岩和施工安全，确保二次衬砌施作时机。 验证支护结构设计，为支护结构设计和施工方案的修订提供反馈信息。积累资料，以提高地下工程的设计和施工水平。 16.2 监测项目 洞内外观察、拱部位移量测、隧道净空水平收敛量测。 16.3.监测测点布置 监控量测设计参考专隧（01）0014-21 设计。 地表沉降：根据埋深情况原则上纵向地表每隔5m 布置一个测点，超过一定埋置深度的隧道段不再进行地表沉降量测。 隧道拱顶沉降与周边净空收敛：每15 米为一个断面，设置3 个观测点，呈三角形布置，量测时利用三者的三角关系一同量测。 16.4.监测方法及频率见表3.3-15 1
表3.3-15 收敛及拱顶下沉量测频率表 16.5.监测控制警戒值 当监测数据达到管理基准值的70%时，定为警戒值，应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工，修正支护参数后方能继续施工。 16.6.监控量测数据处理及信息反馈 监控量测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，能及时进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结 2
表3.3.-16 监测管理表 注：U0—实测位移值；Un—允许位移值 Un 的取值，即监测控制标准。果进行回归分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率(mm)/d 等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。监测资料的反馈程序见图5.8-01采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》的Ⅲ级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准，即将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值 3
一、监控量测： 1、监控量测步距，五级围岩和黄土隧道5米，四级围岩10米， 三级围岩30米。 2、监控量测点埋设：每个断面5个监控点。拱顶下沉1个。 3、埋点要求：点的制作和埋设要按业主要求施做，每个断面5个 监控点要埋在同一里程断面上，水平收敛2组。水平收敛的每组2个点要在同一水平面上。点不得焊在拱架上。埋设的监控点不能露出太多，喷完混凝土整好露出整个三角就可以，每个监控点埋设完成后必须用油漆做好标识。 4、数据的采集及整理：点在埋设完12小时内（在断面开挖放炮 前）进行初始读数采集。采集完的初始读数要上报现场监理工程师或在采集数据时与现场监理工程师一起。现场要随时观测温度以便数据处理改正。以后的观测按监控量测规范施做，到收敛沉降速率达到0.1~0.15毫米、平均变形达到85%或在二衬挂防水板前停止观测。上下导开挖时观测时间拱顶下沉和水平收敛一线时间基本一致，三导坑开挖时拱顶下沉、水平收敛1、2线时间均不同。不管是上下导还是三导坑施工结束时间在同一天。 5、资料整理：每天观测的数据要及时整理分析，对于没天变形量 大于5毫米的和累计变形达到100毫米的要停止施工，将数据和资料上报项目部和监理，等待处理意见后在施工。 对于观测次数未能达到要求的，比如1天1次，观测是由于施工或时间的愿因中间可采用内插法。每个断面观测完，变形稳定后
将资料整理好报现场监理和监理站签字后归档。 资料不得做假资料或不测数据在家编资料。 6、监控量测牌：个分部都有统一的监控量测牌是业主下发的，没 个断面要挂四个，水平收敛的四个点，牌上要标明里程，埋设时间，人员，初始读数等。初始读数为你观测的尺的读数加电子显示的读数，尺为12.35，电子显示为2.356，牌上就写12.3756，不是温度改正后的数。牌要挂整齐。牌有顺坏的和不干净的要及时更换。必须保证检查是完好无缺，干净整洁。 7、对于监控点损坏的或埋设不标准的要重新埋设重新测量数据。 损坏的要及时布设及测量。以保证观测的连续性。 二、施工放样 一、隧道施工放样要求 放样前要认真熟悉图纸，图纸结构物内的每个数据都要进行计算复核。如有问题及时上报有关人员。铁路隧道放样要注意隧道左、右线和隧道中线的关系。线路图纸所标注的d1值指的是隧道中线到隧道曲线内侧距左或右线的距离，d2值指的是隧道中线到隧道曲线外侧距左或右线的距离。曲线隧道加宽段要严格按图纸所标注的加宽里程及加宽值进行放样。 1、隧道开挖放样 1.1、隧道洞内临时控制点必须按测量队所给的洞内控制点同等精度要求进行测设，并符合无误后方可进行使用。 1.2、洞内放样严谨使用后方交会法进行放样。如条件不允许的情况下必须采用后方交会的。交会控制点要选择在稳定，不易被破坏或碰到的地方。角度要选择尽量大些。交会点不得少于三个，还必须的有一个检测点。后方交会点不得使用免棱镜直接做点，并且每隔二到
铁路隧道监控量测培训资料 一、监控量测的概念和必要性 1监控量测的必要性 1.1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。 1.2隧道在开挖、支护、形成、运营的过程中，自始至终都存在受力状态变化这一特征，监控量测可以了解变化情况。 1.3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。 2监控量测的目的 2.1确保施工安全及结构的长期稳定性； 2.2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； 2.3确定二次衬砌施做时间； 2.4监控过程对周边环境影响； 2.5积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据； 2.6通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些隧道工程规律和特点，为今后类似工程发展提供借鉴、依据和指导作用。 二、量测项目及要求： 1.量测项目： 必测项目表
2.量测要求： 2.1洞内净空收敛监测点 ①净空收敛点量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定，参考下表确定。 必测项目监控量测断面表 注：根据铁道部第120号文件规定：Ⅴ级围岩量测断面间距不大于5m，Ⅳ级围岩量测断面间距不大于10m。要严格执行(文件附后)。 ②净空收敛量测点距开挖面应小于1~2m，在每次开挖后尽早埋设读数，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环前必须完成初期支护变形的读数。 测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度等因素有关，本隧道主要采用全断面法、台阶法、三台阶法、CRD及双侧壁导坑法施工，其主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图”。 2.2拱顶下沉监测点 拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测，每个断面布置1~3个测点，测点设在拱顶中心或其附近。量测时间应延续的拱顶下沉稳定后。主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测点布置图”。 洞内监测点不得焊与钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢架采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢架与埋入钢筋焊接，直接不小于6mm，加工成三角形钩。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。
隧道围岩压力的监测与分析 1.监控量测的重要性 自从奥地利的拉布西维兹(V.Rabcewicz)于1948年提出新奥法以来，新奥法已在我国各山岭公路隧道中得到了广泛应用。众所周知，监控量测作为新奥法的三要素之一，对于隧道施工安全和施工过程控制都起着至关重要的作用。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法，继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验成功的基础上，又于1986年在具有开拓性，风险性，复杂性的北京复兴门地铁折返线工程中应用，在拆迁少、不扰民、不破坏环境的条件下获得成功。之后，又经过工程实践，提出了“管超前，严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的“18字方针”，突出时空效应对防塌的重要作用，提出在软弱地层快速施工的理念，由此形成了浅埋暗挖法。监控量测工作也在这一工法中起到了很大的作用。盾构法是用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。对于庞大的盾构机，其中顶推力，泥浆压力，盾尾注浆压力，衬砌沉降等均需要进行监控量测。由此可以看出，目前无论是在山岭隧道还是在城市地铁的修建中，监控量测已经是施工中一项重要，不可缺少的工作。 2.监控量测的目的 监控量测的目的主要有三种，包括优化施工顺序、施工安全和科学研究。通常在隧道施工过程中，相关四方包括建设方、设计方、施工方和监理方最关心的就是隧道施工安全，而优化施工顺序也是必不可少的，如果需要为相似工程提供更多的经验和数据，以进一步指导隧道设计和施工，则需进一步进行相关的科学研究。本文主要以山岭隧道的监控量测为主来介绍监控量测的目的。 2.1 优化施工顺序
如果单从优化施工顺序来说，我们最关心的是隧道围岩变形的情况。所以从这个角度出发，监测项目中的变形监测项目是需要重点选择的。从施工经验出发，一般选用的监测项目是周边收敛和拱顶下沉，可以说这两个项目在一般隧道监测中都是必不可少的。因为根据《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)规定[2]，判定围岩变形是否稳定主要靠这两项数据，通过其决定下一步采取何种施工方案。如规范规定:?当位移-时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。?二次衬砌的施工应满足周边收敛速率小于0.1~0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d。 通过以上分析表明，只要有通过围岩位移的测量就可以判定下一步所采取的施工措施了，从优化施工顺序角度出发，通常选择周边收敛和拱顶下沉就可以满足要求了，如果是隧道浅埋处则还需增加地表下沉量测项目，如洞口位置。 2.2 施工安全 1 施工安全目前在所有工程项目施工中已经提高到了非常高的高度，各单位都非常关心这一问题，所以这也是为什么目前大多建设方都单独对隧道监测进行招标，可见对其重视程度。从施工安全角度出发，变形方面的监测当然是必不可少的，也是判断围岩是否安全稳定的重要依据。除此之外，出于安全考虑还应对关键部位进行相应的应力量测，综合判断围岩的稳 定性。 以上分析表明了从施工安全考虑，初次衬砌内的混凝土内应力量测也是非常必要的，所以在选择周边收敛和拱顶下沉量测项目上，根据需要通常还要增加初衬混凝土内应力量测项目。 2.3 科学研究
量测方法 (2) （一）地质素描 (2) （二）拱顶下沉和地表下沉 (4) (三) 坑道周边相对位移 (4) (四)、测试方法及注意事项 (5) （五）数据整理 (5) （六）测试段面的确定 (6)
量测方法 （一）地质素描 与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质（和支护状况）的观察及描述，通常称为地质素描。是隧道设计和施工过程中不可缺少的的地质勘查工作，是对围岩工程地质特性和支护措施和理性的最直观、最简单、最经济的描述和评价。一般包括对以下内容的描述： ①代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号； ②岩石名称、结构、颜色； ③层理、片理、解理裂隙、断层等各种软弱面的产状、宽度、延 伸情况、连续性、间距等；个结构面的成因类型、力学属性、 粗燥程度、充填的物质成分和泥化、软化情况； ④岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度、破碎程度。 ⑤岩体风化程度、特点、抗风化能力； ⑥地下水的类型、出露位置、水量大小及喷锚支护施工的影响等； ⑦施工开挖方式方法、喷锚支护参数及循环时间； ⑧围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块、坍塌的位置、规模、数 量和分布情况，围岩自稳时间等； ⑨溶洞等特殊地质条件描述； ⑩喷层开裂起鼓、剥落情况描述； 地质断面展示图（1：20～1：100）或纵横剖面图（1：50～1：100），必要时彩色照片。
表一隧道现场监控量测项目及量测方法
（二）拱顶下沉和地表下沉 由已知高程的临时或永久水准点（通常借用隧道高程控制点），使用较高精度的水准仪，就可观测出隧道拱顶或隧道上方地表各点的下沉量及其随时间的变化情况。隧道底鼓也可用此法观测，通常这个值是绝对位移值。另外也可用收敛计测拱顶相对于隧道底的相对位移。值得注意的是，拱顶点是坑道周边上的一个特殊点，其位移情况具有较强的代表性。 (三) 坑道周边相对位移 1、量测原理： 隧道开挖后，围岩向坑道方向的位移是围岩动态的最显著表现，最能反映围岩（或围岩加支护）的稳定性。因此对坑道周边的位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济、最常用的量测项目为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可以量测绝对位移之外，坑道周边其他各点，一般均用收敛计量测其中两点之间的相对位移，来反映围岩位移动态。 2、收敛计 （1）收敛计一般由带孔钢尺、测微百分表、张力调节器、测点连接器组成； （2）测点连接器有单向链接销式及球型链接式多种； （3）将带销孔或圆球测头、长度为20-30Cm的钢筋锚固于岩壁内作为测点，锚固方式同早强水泥砂浆锚杆、测头的位移即可代表
王家麻窝隧道监控量测(必测内容) (1)、全隧应进行洞内外观察、拱顶下沉、净空变化的监控量测，拱顶下沉观测点和净空变化测点应布置在同一断面上，拱顶下沉及净空变化的量测侧线数，围岩量测断面纵向间距为：Ⅴ级5m。 (2)、地表沉降监测适用于隧道浅埋段，测点应在隧道开挖前布设，地表沉降观测点和隧道内测点应布置在同一断面里程，本隧暗洞段600m 均为浅埋地段，应开展地表沉降观测，地表沉降观测点纵向间距按《铁路隧道监控量测技术规程》的要求布置。各项监控量测点的具体布置原则、量测断面、量测频率以及控制基准等要求详见《铁路隧道监控量测技术规程》。对监控量测数据应用应严格按《铁路隧道监控量测技术规程》进行分级，位移管理分级指导施工管理及支护等措施。 何家岩隧道监控量测(必测内容) 全隧施工期间应开展监控量测，将监控量测作为关键工序列入现场施工组织，并对支护体系的稳定性进行判别，监控量测必测项目包括以下内容： (1)全隧应进行洞内外观察，拱顶下沉，净空变化的监控量测，拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，拱顶下沉及净空变化的量测测线数，各级围岩量测断面纵向间距为：V 级5m ，IV 级10m ，III 级30m 。 (2)地表沉降监测适用于地表浅埋段，测点应在隧道开挖前布设，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程，本隧进口DK108+186~+220 段34m 及出口DK110+000~+095 段95m，为隧道浅埋地段，应开展地表沉降观测，地表沉降测点纵向间距按《铁路隧道监控量测技术规程》的要求布置。各项监控量测点的具体布置原则，量测断面，量测频率以及控制基准等要求详见《铁路隧道监控量测技术规程》。对监控量测数据应用应严格按《铁路隧道监控量测技术规程》进行分级，位移管理分级指导施工管理及支护等措施。 明硐一号隧道监控量测(必测内容) (1)、全隧应进行洞内外观察、拱顶下沉、净空变化的监控量测，拱顶下沉观测点和净空变化测点应布置在同一断面上，拱顶下沉及净空变化的量测侧线数，各级围岩量测断面纵向间距为：Ⅴ级5m,Ⅳ级10m,Ⅲ级30m. Ⅱ级围岩根据具体情况确定间距。 (2)、地表沉降监测适用于隧道浅埋段，测点应在隧道开挖前布设，地表沉降观测点和隧道内测点应布置在同一断面里程，本隧进口DK110+695~+720 段25m 及出口DK111+810~+834 段24m,为隧道浅埋地段，应开展地表沉降观测，地表沉降观测点纵向间距按《铁路隧道监控量测技术规程》的要求布置。各项监控量测点的具体布置原则、量测断面、量测频率以及控制基准等要求详见《铁路隧道监控量测技术规程》。对监控量测数据应用应严格按《铁路隧道监控量测技术规程》进行分级，位移管理分级指导施工管理及支护等措施。 明硐二号隧道监控量测(必测内容) (1)、全隧应进行洞内外观察、拱顶下沉、净空变化的监控量测，拱顶下沉观测点和净空变化测点应布置在同一断面上，拱顶下沉及净空变化的量测侧线数，各级围岩量测断面纵向间 .
隧道监控量测方案 一、监控量测目的 ⑴确保施工安全及结构的长期稳定性； ⑵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； ⑶确定二衬与仰拱的施做时间； ⑷监控工程对周围环境影响； ⑸积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。 二、监控量测计划内容 监控量测计划内容详见《隧道监控量测专项施工方案》。 三、超前地质预测预报 1、超前地质预报的原则 本着“地表和洞内相结合、构造探测和水探测相结合、长中短期分阶段预报相结合”的原则，做到有疑必探、先探后掘，把超前地质预报纳入工序中；充分利用综合探测手段，进行超前地质预报，对不良地质段施工制定相应的技术措施。 2、超前地质预报的方案 根据现有的地质勘测资料，对隧道不良地质段进行补充地质探查。在隧道工作面按照“由远至近，逐步加密”的方法进行探测。 ⑴地面物探 施工前期有条件时拟与设计单位或其它有资质的勘测单位对地表重点区段进行补充探查，从宏观上查明隧道通过的地层分布、构造及范围较大的不良地质体的空间位置，进一步掌握地表水的活动规律和分析与地下工程的相关性。
⑵洞内超前地质预报 根据《铁路隧道超前地质预报技术指南》采用地质方法、钻探方法、物探方法相结合，长距离、中长距离、短距离预报相结合的综合预测预报手段。 ①长距离地质预报主要采用地质分析法，根据设计提供的地层岩性、地质构造、围岩级别、储水构造、富水规模、岩溶发育规律及特征、其它不良地质及特殊地质发育情况进行宏观预测预报，预报距离一般在掌子面前方200m以上，并根据揭示情况进行不断的修正。 ②中长距离预报是在长距离预报的基础上采用地震波反射法或声波反射法、深孔水平钻探等对掌子面前方30～200m范围内的地质情况作进一步的预报，如对不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况等。 ③短距离预报是在中长距离预报的基础上采用掌子面素描、红外探测、地质雷达和超前钻孔等方法进行预报，探明掌子面前方30m范围内地层岩性、地质构造、不良地质及地下水出露情况等，对可能有突泥、突水和其它不良地质情况的地段应进行钻孔验证。 3、超前地质预报信息处理 (1) 根据综合地质预报手段获得的地质信息，经综合分析，及时提出地质预报资料，作为制定或修改施工方案的依据。 (2) 超前地质预报的结果应体现出及时性，有异常情况时应及时通知决策部门和设计单位，及时采取措施，使不良地质体始终处于可控状态；在预报前方地质情况正常的情况下，亦应将预报结果及时通知决策部门和施工单位，使其安排正常施工工序，组织正常施工生产。
隧道围岩的变形监测技术解析 隧道工程在现代交通建设中起着至关重要的作用。然而，由于复杂的地质条件 和外力因素，隧道围岩在使用过程中往往会发生变形。为了及时发现并解决这些变形问题，隧道围岩的变形监测技术应运而生。本文将从多个角度对隧道围岩的变形监测技术进行解析。 一、传统监测方法 传统的隧道围岩变形监测方法主要包括测量筛孔法、钢尺法和测量轮法。测量 筛孔法是通过在围岩表面钻孔并安装固定目镜进行测量的。钢尺法则是以钢尺为工具，在围岩表面进行直接测量。测量轮法则是在围岩表面进行直接测量，并根据测得的数据计算围岩变形量。尽管这些方法成本低，但是由于操作复杂且容易受到人为因素的影响，其准确度和可靠性相对较低。 二、现代监测技术 随着科技的进步，现代技术在隧道围岩的变形监测方面得到了广泛应用。其中，常用的技术包括激光扫描测量、岩体控制点法和微插值方法。 激光扫描测量技术可以快速、准确地获取隧道围岩表面的几何形态变化。该技 术是通过激光器和高速获取系统进行测量，然后通过数据分析和处理，得到围岩的变形情况。激光扫描测量技术具有高精度、无接触和全局测量的优点，可以大大提高变形监测的准确性。 岩体控制点法是通过在隧道围岩表面设置一系列控制点，通过测量这些控制点 的坐标变化来反映围岩的变形情况。该方法可以全方位地监测围岩的变形情况，并且对于不同类型的隧道具有较好的适应性。
微插值方法是一种基于数学模型的变形监测方法。通过将围岩的变形信息建模，并利用插值算法进行数据处理，可以实现对围岩变形的精细化监测。该方法具有较高的计算效率和准确性，适用于复杂地质条件下的隧道工程。 三、影响因素 在实际监测过程中，影响隧道围岩变形监测的因素有很多。其中，地质条件、 围岩材料和施工技术是影响围岩变形的主要因素。地质条件包括地下水位、地下应力、地层变形等。围岩材料的性质也会对围岩变形产生重要影响，如围岩的岩性、裂隙度、岩层之间的接触性等。此外，施工技术也是影响围岩变形的关键因素，包括掘进方法、支护方式以及施工质量等。 四、隧道围岩变形监测的意义 实施隧道围岩变形监测技术有着重要的意义。首先，隧道围岩的变形如果不及 时监测和处理，可能会导致隧道安全隐患的产生，甚至造成严重事故。其次，通过变形监测，可以及时了解隧道围岩的变化情况，并做出相应的调整和处理，可以减少对隧道结构的不利影响，并延长隧道的使用寿命。最后，通过围岩的变形监测，可以为后续的隧道工程提供宝贵的经验和参考，提高隧道建设的效率和质量。 五、技术发展趋势 随着科技的不断发展，隧道围岩变形监测技术也在不断创新和完善。其中，无 人机技术、地震波反射技术以及机器学习等技术的应用将进一步提高监测的效果和精确性。同时，自动化和智能化的监测设备将更好地满足工程建设的需求。 六、围岩变形监测技术在工程实践中的应用 围岩变形监测技术在工程实践中发挥了重要的作用。以某高速公路隧道的施工 为例，通过激光扫描测量技术和岩体控制点法等技术对围岩的变形进行全面监测和评估。根据监测数据，及时采取了支护措施和调整施工方案，保证了隧道的施工质量和安全性。
新建至铁路工程 8标段隧道工程 编号：TJZQ-08-1-16围岩监控量测工程作业指导书 2016年10月28日发布2016年10月28日实施
目录 1. 监控量测目的3 2. 监控量测计划3 3. 监控量测方法、测点布置与量测频率4 4. 监控量测数据的整理与反馈7 5. 监控量测管理9 6. 测试工作中的须知9 太焦铁路TJZQ-8标项目经理部一工区隧道围岩监控 量测作业指导书
1.监控量测目的 (1)监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全； (2)提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二衬与仰拱的施作时间； (3)通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，预见事故和险情，作为调整和修正支护设计参数与施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。 2.监控量测计划 根据施工图设计和《铁路隧道喷锚构筑法技术规》（TB10108—2 002）的要求，本工程隧道监控量测将选择以下项目进行：必测项目包括：①洞外观察；②净空水平收敛量测；③拱顶相对下沉量测；④浅埋地段地表下沉量测。 选测项目包括：①地表下沉量测；②锚杆轴力量测；③钢架力与所承受的荷载量测；④围岩、喷层、二衬应变量测；⑤围岩压力量测。 监控量测仪器：全站仪、激光隧道限界检测仪、精密水准仪、收敛仪、隧道拱部位移计（挂钩式、振弦式钢筋计与频率仪、钢弦式压力计、振弦式钢筋计与频率仪）
3.监控量测方法、测点布置与量测频率 监控量测施工流程见图3-1。 （1）洞外观察 洞外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以与地表观察。 开挖工作面的观察，在每个开挖面进行。当围岩石质较好、地质情况 基本无变化时，可每天进行一次；但在软弱围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查；若遇特殊不稳定情况时，派专人进行不间断的观察。观察后绘制开挖工作面略图并绘出地质素描图，填写工作面状态记录与围岩级别判定卡。观察容包括：新开挖出的裸岩面节理裂隙发育情况、开挖工作面的稳定状态、涌水情况、围岩变形等。 对已施工区段的观察，每天至少一次，观察容包括：是否发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象、喷混凝土是否发生裂隙与剥离或剪切破坏、钢拱架有无被压变形情况、初期支护质量情况。 洞外观察每天至少一次，容包括：洞口地表情况、地表沉陷、边坡与仰坡的稳定、地表水渗透情况等。 （2）拱顶相对下沉与水平相对净空变化量测 拱顶下沉与水平相对净空变化量测在同一断面进行，每个量测断面各布置一个拱顶下沉点和一条水平收敛量测侧线（全断面法）或二条净空水平收敛量测测线（台阶法）。净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初读数在开挖后12h读取。
隧道监控量测规范-隧道监控量测规范 隧道监控量测要点分析摘要：为确保隧道工程施工安全、施工质量和结构的长期稳定性，本文结合向莆铁路某隧道施工状况，重点阐述了Ⅴ类围岩采用三台阶七步开挖法施工阶段的监控量测，为二衬施工提供重要的科学依据。 Abstract：In order to ensure the construction safety，construction quality and long-term stability of structure of the tunnel project，combined with the construction condition of a tunnel construction of Xiangtang-Putian Railway，this paper expounds the monitoring and measurement of V-type surrounding rock by three-step and seven-step excavation method in construction phase to provide important scientific basis for the second lining construction. 关键词：隧道工程;监控量测;数据分析、处理、反馈;预警值Key words：tunnel project;monitoring and measurement;data analysis，processing and feedback;warning value 1 监控量测目的 把量测结果反映到设计施工中的目的，首先是确认施工的安全性，其次是提高工程的经济性。现场监控量测是新奥法施工的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术。通过施工
隧道监控量测 编制人： 审核人： 技术负责人： 单位负责人：
目录 1、监控量测的目的 .................................................. 错误!未定义书签。 2、监控量测的项目 .................................................. 错误!未定义书签。 3、量测断面的间距和频率 ...................................... 错误!未定义书签。 4、测点设置要求及测设工具 .................................. 错误!未定义书签。 5、量测方式及数据处置 .......................................... 错误!未定义书签。 、水平收敛量测 .................................................. 错误!未定义书签。 、拱顶下沉量测 .................................................. 错误!未定义书签。 、量测数据的处置与应用 .................................. 错误!未定义书签。 6、量测数据整理、分析与反馈的要求 .................. 错误!未定义书签。 7、监控量测标准要求 .............................................. 错误!未定义书签。8．监控量测仪器及量测作业要求 .......................... 错误!未定义书签。．量测仪器................................................................. 错误!未定义书签。．量测作业要点......................................................... 错误!未定义书签。 9、量测的治理及人员配备 ...................................... 错误!未定义书签。 、量测的治理....................................................... 错误!未定义书签。 、量测人员配备 .................................................. 错误!未定义书签。 10、监控量测与信息反馈程序图 ............................ 错误!未定义书签。
监控量测 （1）量测目的 围岩监控量测是隧道在施工过程中，对围岩支护体系的稳定性状态进行监测，为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，是确保安全及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段，采用喷锚构筑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。 （2）监控量测计划与内容 ①监控量测计划应根据隧道多规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式及机械设备等因素制定，并依据《铁路隧道监控量测技术规程》进行。监控 量测流程见图2-4-。 图2-4- 监控量测流程图 监控量测计划的内容包括：量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及测量人员的组织等。施工过程中，当地质条件发生变化时，应及时修订监控量测计划。 ②监控量测应符合下列要求： A、掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；
B、验证支护结构效果，确认或调整支护参数和施工方法； C、确保隧道工程的安全性、经济性及结构的长期稳定性，确保二次衬砌施作时间； D、将监控量测结果反馈于设计及施工中； E、了解隧道施工对附近既有构筑物的影响； F、积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。 （3）监控项目 ①量测必测项目 必测项目见表2-4-。 ②选测项目 选测项目见表2-4-。
④初期支护完成后应进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观察和记录。 ⑤对围岩为土砂质时可对围岩内部位移、锚杆轴力、初期支护内力、锚杆拉拔试验等进行量测。 ⑥地下水发育断层破碎带等地质构造带可进行水量、孔隙水压力等进行量测。 ⑦对隧道附近存在隧道施工爆破影响的构筑物时,可进行爆破振动监控量测。 ⑧对一般硬岩质、软岩认为可以优化设计，减少支护数量时，可对锚杆轴力、围岩压力、初期支护与二次衬砌间接触压力等进行量测。 （4）监控量测作业 ①洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次。当地质条件基本无变化时，可每天进行一次。观察后应绘制地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。对已施工区段的观察也应每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。洞外观察一般包括地表地质分析、断层面分析、及水文分析等项目。 ②净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等因素确定。在Ⅰ、Ⅱ级围岩地段可根据需要酌情设置测点。监控量测 断面间距按表2-4-进行。 ③净空变形量测应在每次开挖后尽早进行,初始读数应在开挖后12h内读取,最迟不得超过24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读取。 ④测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立关联。 ⑤水平相对净空变化量测线的布置见表2-4-，示意图见2-4-。
关于铁路隧道工程围岩监控测量的技术 运用 摘要：隧道围岩监控量测是指为了解正处施工状态或已经开始运营的隧道的 围岩实际力学性质及支护结构（若存在）具体受力形态而开展的一系列量测工作。对隧道围岩稳定性的评定及后续施工或运营管理都有很大的参考价值。 关键词：铁路隧道；隧道围岩；围岩监控量测 为解决铁路隧道工程施工中的围岩监控量测问题，本文结合某铁路隧道工程 实际情况，对其围岩监控量测的基本要求、项目、断面布置及具体方法进行深入 分析，以期为相关人员提供参考。 1工程概况 某铁路客运专线C标段起、迄桩号为DK537+873.53~DK574+414.21，其正线 长度约36.56km。该标段范围内分布4座隧道（记作A、B、C、D），其中，A隧 道明洞全长约2.47km，B隧道总长约1.245km，C隧道总长约0.645km，D隧道总 长约1.65km，该标段隧道总长约6.01km。经初步勘探，隧道围岩包含III级、 IV级与V级三种，其中，III级围岩段的监控量测断面之间的距离需控制在30- 50m范围内，IV级围岩段的监控量测断面之间的距离需控制在10-30m范围内，V 级围岩段的监控量测断面之间的距离需控制在5-10m范围内，按照以上间隔距离 进行监控量测断面设置可充分掌握围岩在开挖施工中的实际情况，为施工提供可 靠指导。对隧道进行监控量测的原理为借助各类手段控制围岩产生的变形，充分 发挥围岩自身具备的承载力，以保证隧道开挖安全。 2监控量测基本要求、项目与断面布置 2.1基本要求 对隧道围岩实施的监控量测需满足以下各项基本要求：
（1）及时将测点埋设到位，点位需进入到围岩中至少50cm； （2）数据量测过程中间隔时间不能太长； （3）保证数据测设的及时性与准确性； （4）测试元件要布置在不容易被破坏的部位； （5）对测试元件的布置应尽可能长时间保存与正常工作； （6）所用测试元件的精度应达到相关规范提出的要求。 2.2项目 按照相关技术规程，对隧道围岩开展监控量测时，主要包含必测与选测项目，对于必测项目，包括拱顶下沉量、净空变化情况对地表沉降量等；而对于选测项目，主要包括底部隆起、纵向围岩与围岩内部位移。必测项目是指必须在监控量 测过程中测试的项目，缺一不可，而选测项目是指在监控量测时根据实际需求选 择测试的项目。监控量测频率如表1所示[1]。 表1 隧道围岩监控量测频率
浅谈隧道监控量测对隧道施工的意义 摘要：随着我国高速铁路建设的快速发展，修建的隧道越来越多，对隧道施工安全的要求也越来越高，为围岩测量的推广应用提供了非常有利的条件。围岩测量作为施工过程中要求严格、专业，且在隧道开挖中，必须从施工的实际操作中发现并解决这些问题，从而将影响降到最低。 关键词：隧道监控量测；隧道施工；意义分析 引言 施工过程中围岩监测是隧道施工中的重要组成部分，通过监测数据能够确定围岩的稳定性，检查是否按设计施工，监测现场施工的合理性和准确性。隧道施工中一定要做好隧道周边围岩监测测量工作，并将监测测量的数据及时反馈给现场施工，以便现场管理人员和作业队人员在隧道开挖和隧道初支施工过程中能够第一时间掌握隧道开挖情况和隧道周边围岩的力学变化及现场隧道开挖后围岩的稳定性，能够最大限度的确保现场施工安全，为评价和调整初支参数，控制隧道超欠挖及进尺，调整现场开挖方式和隧道二衬施工提供了强有力的数据支持。 1 隧道施工监控量测的应用 1.1 监控量测 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[1]。铁路隧道在开挖、支护、运营的过程中，始终都存在着受力状态变化这一特性。按照规范和标准的要求，采用新奥法施工的隧道，监控量测是必要的工序之一。在隧道施工中，根据监控量测项目的重要性、可操作性等因素，将铁路隧道的施工监控量测项目分为必测项目和选测项目两类。必测项目由于其操作简单，费用低，具有重要的安全性及可靠性，在所有的隧道必须采用。选测项目由于选用仪表及工具较为复杂，成本较高，操作性较为困难，一般在隧道特殊
高速铁路隧道施工监控量测技术 摘要：高速铁路隧道施工环境较为复杂恶劣，在实际施工作业中，隐藏着较多的安全隐患。通过先进的测量工艺，全面系统地对隧道进行实时监测，是确保隧道施工的安全运行的重要保障。本文针对铁路隧道的监控量测进行了较为系统的论述，对于相关的铁路隧道的监控量测设计及应用具有一定的指导意义。 关键词：高速铁路隧道工程监控量测 隧道工程是高速铁路的重要组成，尤其是在西南地区，如西成高铁隧道占比高达55%。高速铁路隧道工程施工工艺复杂，施工环境恶劣，受地质情况影响，存在很多不可预知的因素。在隧道施工中，开挖、支护等作业都会对隧道围岩的稳定性产生影响，监控量测就是监视围岩稳定，检验设计与施工是否合理及安全的重要手段，是新奥法进行施工的重要组成部分。借助有效的监控量测技术，施工单位能够获取准确的围岩及支护结构受力情况，对围岩在施工中的动态变化进行分析，评价其稳定性，进而对隧道支护体系进行相应的调整优化，切实保障隧道工程的施工安全。 1.监控量测的目的 现场监控量测是在隧道施工过程中，用各种类型的仪器，对围岩和支护系统的力学行为以及它们之间的力学关系进行监控量测。通过现场监控量测把量测信息及时反馈到设计和施工中去，对初期支护，二次衬砌的施工方法做出修正，可以达到安全、经济、快速的施工目的。 通过现场监控量测，能够验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性，并为调整支护参数和施工方法提供依据；确定二次衬砌施作时间；监控工程对周围环境的影响；积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据；能够确保施工安全及结构的长期稳定性。监控量测也是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
软弱围岩隧道的监控量测和数据分析处理 随着我国近年来对基础建设重视，高速公路铁路的建设得到快速发展，而修建这些道路很多时候需要穿越山岭或者海岛，这就需要修建山岭或海底隧道，隧道施工因为地形地貌等因素特殊性，测量工作必不可少。通过对测量数据的汇总与分析，能将围岩的实际情况及时与施工和设计单位沟通，对于提高设计质量、降低施工成本非常重要，特别对保证施工单位所遇见的软弱不良地质围岩隧道的施工过程安全来说具有非常重要的现实意义。 1 隧道监控量测 1． 1 量测目的 一是为了保证开挖掘进过程中施工人员以及掘进设备的安全，保证施工人员人身不受伤害，保证所施工的结构物长期稳定，不留下安全与质量隐患。二是通过不同断面与围岩级别的各个项目的量测，来积累数据资料，并将其通过数据与设计支护效果进行比较，进一步来修正改善设计支护参数与施工方法，达到指导施工保证过程安全与保证施工质量等目的。三是通过数据归纳收集，为信息化设计与施工以及确定二次衬砌时间提供现实依据。现场监控量测现在已经作为关键工序纳入了现场施工组织，规范要求，对周边建筑物有影响的隧道，应由专业的第三方进行检测。 现场检测要做到：开挖后及时布设各量测点、测点要牢固，埋设符合要求；按照量测项目，及时对各项目按照设计要求的频率进行观测；将观测到的数据与结果及时反馈给各个相关人员；发现问题及时采取各种相关的安全防护控制措施。 1．2 量测设计与量测的项目 监控量测的设计要根据所在项目的地形地貌、水文地质与工程地质条件、设计院设计所采取的开挖支护类型以及施工中拟采用的各种技术方法和机械设备等。 监控量测项目分为必测项目和选测项目。我单位施工的某铁路项目隧道内主要为泥质、炭质软弱片岩，局部地段涌水，存在破碎带和断层，节理发育，围岩等级为Ⅴ级，该不良地质围岩隧道所选取的必测项目有五项，具体见表 1.2 －1 与表 1.2 －2。 1.3 量测断面间距 量测断面间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸及埋深等因素加以确定。具体见表1.3－1。说明：一般在隧道洞口以及岩土体浅埋的地段，所选取的断面间距常常采用最小值；对于量 测所选取的选测项目，所对应的量测断面的测点数量，一般在选取有代表性的 1 ～2 个；当所遇到的为软岩围岩或不良地质的隧道时，应该视围岩及水文地质情况，对测点应该进行加密，对断面也进行适当的加密。 1．4 监控量测断面布置 量测断面布置时要考虑本项目所确定选用的是台阶法，还是全断面或三台阶等方法；围岩好还是比较差，是否有涌水、断层、滑层等地质因素，还要与初期支护所采用的各种参数参数相结合。本工程项目每个断面，布置了一个拱顶下沉量测点和两条收敛量测线。测点在一个断面内进行对称布设；对于不同断面测点按照掌子面围岩的不同距离设置要求，设置的在隧道的同一个部位，同一断面之内，不可错开设置。 1．5 量测频率
TBM隧道施工监控量测特点与方法 1. tbm隧道监控量测 （1）隧道施工监控量测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，提供设计信息的重要手段。[1]其中，周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以判断围岩稳定程度以及指导现场施工。 （2）tbm施工与普通钻爆施工相比，采用滚刀进行破岩，避免了爆破作业，成洞周围岩层不会受爆破震动而破坏，洞壁完整光滑，超挖量少。因此，tbm施工方法比钻爆法得到的周边围岩应力变化更小，同时在tbm施工监控量测中数据较钻爆法施工更小。但是由于tbm机组在空间上的阻挡，tbm施工监控量测难度较钻爆法滞后性更大。 因此，以某市复合式tbm工程的施工量测中，主要采用水平仪和收敛仪对隧道内的水平收敛和拱顶下沉量进行量测，以达到判断围岩稳定的目的。 图1有限元模型 2. 数值模拟分析 （1）根据设计地质说明，该隧道沿线属构造剥蚀浅丘地貌，区间隧道埋深10～50m，覆跨比大于1.5。隧道围岩岩层平缓，岩体
较完整。围岩主要为较完整的块状镶嵌结构的砂质泥岩和块状砌状砌体结构砂岩。因此，在隧道数值模拟中简化设置埋深均为30m，土层根据实际勘测简化分为两层，上层为风化砂质泥岩（其物理参数为：弹性模量为500mpa；泊松比为0.4；重度24kn/m3），下层为风化砂岩（其物理参数为：弹性模量为1000mpa；泊松比为0.3；重度23kn/m3），且都为粘弹性体，纵向长度为120m，监测断面则在隧道内10m处，避免洞口处采用约束条件而对其收敛和拱顶下沉数据的影响。其中围岩和管片（其物理参数为：弹性模量为27600mpa；泊松比为0.2；重度25kn/m3）均采用实体单元。从而得到相关有限元模型如图1所示： 图2x方向的位移云图 （2）隧道内管片衬砌内径为5.4m，管片厚度为0.3m，外径为6m。此次通过隧道内管片结构内力与位移来分析模型中的水平收敛和拱顶位移，图2和图3分别为管片关于x方向和y方向的位移云图。 3. 数据对比分析 3.1水平收敛对比分析。 （1）隧道内壁面两点连线方向的位移之和称为“收敛”，收敛值为两次量测的距离之差。收敛加速度则为两次单日收敛速度之间的差值和两次速度时间之间的比值。在隧道施工监控量测中一般水平直径作为收敛线，对其进行量测。在数值模拟中，简化为每个计算步为10m（即每天开挖10m），设开挖到监控断面为第一天，此时