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隧道监控量测方案

中交二公局云南宣曲高速公路项目木头坡隧道监控量测方案目录一、编制说明11、编制依据12、编制目的1二、工程概况2三、水文地质条件41、地形、地貌42、气候、气象43、地层岩性、地质构造54、地震55、水文66、交通、电力及其他条件6四、监控量测计划6五、量测内容与方法71、地质和支护状态观察102、周边位移和拱顶下沉103、地表下沉量测124、锚杆轴力14六、监控量测数据处理、分析及信息反馈141、量测数据散点图和曲线142、周边位移的分析153、锚杆轴力量测数据分析154、浅埋隧道地表下沉分析165、结束标准166、信息反馈及指导施工16七、初期支护监测结果异常的处理及施作二次衬砌的条件21八、监控量测质量及安全保证措施221、质量保证措施222、安全保证措施223、应急措施24木头坡隧道监控量测方案一、编制说明1、编制依据1）G56杭州至瑞丽高速公路宣威至曲靖段两阶段施工图设计；2）《公路隧道施工技术规范》JTGF60-温差小、日温差大，雨热同季，冬春干冷风大，干、湿季节分明的气候特征。

全年温和，降水充沛，干湿季分明，属低纬度高原季风气候。

年平均气温16.3～18.6℃，极端最高温33.1℃，极端最低温一9.2℃，年日照时数无霜期255天左右，年均降雨量1002毫米，每年5一10月降水量占全年降水的89%。

3、地层岩性、地质构造该段地层为泥盆系灰岩、白云岩、砂岩和泥岩，以灰岩为主。

地表大部分覆盖有薄层残坡积层黏土，硬塑状，厚度变化较大，一般2.0~6.0米，局部大于10米。

灰岩为层状构造，钙质胶结，多呈中风化，节理（溶蚀）裂隙较发育，岩体多呈块石状镶嵌结构，强度高，局部斜坡地带出露。

白云岩节理发育，岩体呈碎裂状，强分化敲击易碎，岩芯基本为粗砂状；中风化，岩芯呈角砾~粗砂状。

砂岩、页岩、灰质页岩，节理发育，岩体较破碎，表层风化强烈，属软质岩。

4、地震路线所经区域构造复杂，新构造运动强烈，地震活动频繁，有记载的地震活动次数较多，1783年沾益发生5级地震，曲靖1494年3月23日发生5.5级地震，1572年发生5级地震，曲靖东北北纬25.36°、东经103°24′于1968年3月4日发生5.0级地震。

据《中国地震动参数区划图》，沿线场地地震动峰值加速度为0.15g，相当于地震烈度7度区，根据交通运输部《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）等有关规定，高速公路上的抗震重点工程可比基本烈度提高一度，按照8度采取抗震措施。

5、水文所经区域水系上属金沙江水系之牛栏江支流，沿线河流多呈树枝状展布，地表水系发育；地下水埋藏深度、地下水径流强度；岩溶水等十分明显地随地形变化而产生规律性的演变。 6、交通、电力及其他条件项目所经地区电力设施比较完善，在工程实施时，与电力部门协调好用电事宜，在隧道施工现场、拌和站和预制梁场（附近）设置大功率变压器，做到施工用电与运营期永久用电协调统一，同时，单位自备发电设施，以备不时之需。

区域内主要有沾麻线乡道，运输条件良好。

四、监控量测计划根据木头坡隧道的地质情况和隧道施工方法，将地质及支护状态观察、地质超前报告、地表下沉量测、小净距段中岩墙土压力、小净距段围岩内位移、小净距段围岩压力、周边位移、拱顶下沉作为施工监控量测必测项目。

同时配备选测项目所需的设备，必要时实施选测项目。

隧道施工现场监控量测项目、方法及频率要求严格按照部颁公路隧道施工技术规范和设计要求实施。

项目部成立以项目总工王锋为组长的隧道监控量测小组，由测量队队长时凯、测量队副队长司奇男、测量员王亮、靳泽明及隧道队队长王玉生及副队长薛伟负责具体实施。

组长：王锋，职责：总体负责监控量测的技术指导；副组长：尚建，职责：督促量测点位布设、量测频次；组员：时凯、司奇男、王亮、靳泽明、隧道队队长王玉生及副队长薛伟，职责：负责量测点位布设、量测数据采集及分析、反馈数据处理结果。

监控量测作业应根据下图所示的监控流程进行。

五、量测内容与方法现场监控量测根据围岩条件、工程规模、支护类型和施工方法等来选择测试项目。

具体量测项目和方法下表。

量测项目分为必测项目和选测项目两大类。

必测项目是为了在设计、施工中确保围岩稳定，并通过判断围岩的稳定性来指导设计、施工的经常性量测。

通常这类量测测试方法简单，费用少，可靠性高，但对监控围岩稳定，指导设计施工却起着重要作用。

选测项目应根据设计要求、隧道横断面形状和断面大小、埋深、围岩条件、周边环境条件、支护类型和参数、施工方法等综合选择。

监控量测项目及检测频率表1、地质和支护状态观察地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。

观察频率：每次爆破后及初期支护后，都必须进行一次工作面观察，并作好客观详尽的记录。

在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。

在地质变化不大地段，可每天按一个工作面记录，对已成洞地段主要是支护效果的观察，频率同工作面。

观察内容：①.工作面工程地质和水文地质情况观察和描述：包括岩石名称、岩石产状、风化变质情况，断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率，有无偏压或膨胀地压，工作面及毛洞自稳情况，岩石单轴抗压强度，地下水情况及影响等内容，并以表格和素描形式记录。

②.工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察：包括锚杆锚固效果，喷层开裂部位、宽度、长度及深度，喷射混凝土的整体性，防水效果等，以表格和素描形式记录下来。

2、周边位移和拱顶下沉周边位移量测的目的：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的浇注时间。

量测方法：收敛量测设计包括断面间距、量测频率、测线布置和测点埋设时间等。

这些内容的决定与地质条件、地压分布、隧道埋深、开挖方法及进度、断面收敛速度等有关。

各地段视地质情况，每隔10～30m设一个断面，V级围岩段10～20m设一个量测断面，IV级围岩20～30m设一个量测断面。

量测设备:用全站仪无尺进行量测或收敛仪拱顶下沉量测量测目的：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变形动态，判断支护结构的稳定性。

量测设备用全站仪无尺进行量测或水准仪。

1）测点布设净空位移及拱项下沉量测在同一断面进行，拱顶下沉及周边收敛量测测点布置如下2）量测断面间距及量测频率根据我国锚喷支护规范中规定，结合本标段木头坡隧道具体情况，确定各级围岩量测断面间距如下表所示。

3、地表下沉量测量测目的：Ⅴ—Ⅵ类围岩为软弱破碎岩层，其稳定性差或极差，如果覆盖层厚度又很薄，那么隧道开挖时地表下沉量较大或很大。

为了判定隧道施工的坑道开挖对地面的影响程度和范围，因此有必要进行地表下沉测量。

浅埋隧道开挖时经常引起地表沉陷，量测的目的是了解：①.地面下沉范围，量值；②.地面下沉随工作面推进的规律；③.地面下沉稳定的时间。

量测方法：一般用精密水准仪量测，仪器精度±0.1mm。

测点沿纵向（隧道中线方向）布置，其间距，当深埋时为20～50m，埋深介于深、浅埋之间时为10～20m，浅埋时为5～10m。

在隧道进出口地段及破碎段埋设断面。

横向间距范围为2～5m，单幅每断面至少布置5个测点，隧道中线附近密些，远离中线处疏些。

测点要在开挖形成的下沉之前埋设，一直测到下沉稳定。

为了在开始下沉前进行量测，要从工作面前方H+h1处或2B处开始量测（H：埋深，h1：上半断面高度，B：隧道开挖宽度）。

量测频率：开挖面距量测断面前后距离L≤2B时，每日1～2次；2B＜L≤5B时，每日一次；L＞5B时，每周一次。

浅埋隧道洞顶地表下沉量测，应在隧道尚未开挖前就开始进行，借以获得开挖过程中全位移曲线。

全位移值u计算式：u=u1+u2+u3u1---未挖到该测点时已发生的位移；u2---从开挖到该测点到量测时已发生的位移；u3---实测位移。

地表下沉量测的测点应与净空水平收敛和拱部下沉量测的测点布置在同一横断面上，4、锚杆轴力锚杆与围岩间握裹力通过锚杆拉拔试验鉴定,检测频率为锚杆总数量的1%且不少于3根，进行砂浆握裹力，锚杆强度试验。

锚杆拉拔试验通过锚杆拉拔计完成,同批锚杆测得的最小值不小于锚杆设计值的0.9倍，同时同组锚杆拉拔平均值必须大于锚杆设计轴力值。

如不满足上述要求需加密锚杆间距。

破坏性试验锚杆不能作工作锚杆量测目的：量测锚杆中的变形，求出锚杆轴力。

与收敛量测一起研究和修正锚杆的设计参数。

量测仪器：主要使用量测锚杆和锚杆抗拔仪。

六、监控量测数据处理、分析及信息反馈1、量测数据散点图和曲线量测数据处理分析后，反馈于设计、施工，新奥法就是将监控量测与理论计算相结合的反馈分析计算法，来指导施工及调整施工方法。

现场量测数据处理，即及时绘制位移—时间曲线（或散点图）。

位移（mm）位移（mm）时间（d）时间（d）正常曲线反常曲线⑴、当位移—时间关系趋于平缓时，就要进行数据处理和回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。

⑵、当位移—时间关系曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时因密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂缓开挖，采取停工加固并进行支护处理。

2、周边位移的分析隧道围岩周边位移是围岩动态的显著表现，所以现场量测主要以围岩周边位移作为围岩稳定性评价及围岩稳定状态判断的标准。

数据分析的方法采用一元线性和非线性回归分析。

以下为回归分析函数：u=alg(1+t)u=a+b/lg(1+t)式中：a、b——回归常数；t——初读数后的时间(d)；u——位移值（mm）。

3、锚杆轴力量测数据分析锚杆轴向力是检验锚杆效果与锚杆强度的依据，根据锚杆极限抗拉强度与锚杆应力的比值K（锚杆安全系数）即能作出判断。

锚杆轴力越大，则K值越小。

当锚杆中某段最小的K值稍大于1时也是合理的，但即使出现局部段K值稍大于1，一般亦不会拉断，因为钢材有较大的延性。

4、浅埋隧道地表下沉分析若量测结果表明地表下沉量较大，或出现增加的趋势，则应采取加强支护和调整施工措施，可适当加喷混凝土，增加锚杆、加挂钢筋网、加钢支撑、超前支护、或缩短开挖循环进尺、提前封闭仰拱、预注浆加固围岩等。

5、结束标准根据收敛速度判别：一般地段：收敛速度＞5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统。

收敛速度＜0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。