某高速公路隧道群施工监控方案

****高速公路***合同段隧道群一、工程概况 1二、隧道群监控量测实施大纲 21、监控编制依据22、监测意义和目的23、监控量测工作的组织机构34、隧道监控量测的内容35、隧道群监控量测仪器46、监控量测的方法及手段56.1 必测项目56.2 选测项目67、断面布置原则118、监控量测信息的采集、整理、分析、处理及反馈系统128.1、数据采集128.2、实测资料的整理138.3、实测资料分析、信息反馈与预报13监测警戒值也可由设计单位提出，经有关单位认可后执行。

159、监控量测工作质量的保证措施1510、安全保障及环保措施1511、监控资料提交1612、监控量测工作制度16四、拟投入本监控项目的仪器设备16五、拟投入本监控项目的主要技术人员17六、监控费用18七、结语19监测单位：*****xx一、工程概况***高速公路**合同段全线分布着隧道7座隧道，左右幅合计长度为8057.5m，隧道建筑限界净高均为5m，限界净宽均为10.25m。

隧道群围岩主要由Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级构成，隧道群规模及地质概况详见表2。

二、隧道群监控量测实施大纲1、监控编制依据1）《公路隧道施工技术规范》JTJ042-942）《公路隧道设计规范》JTG D70-20043)《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1－20044）****高速公路施工图设计文件2、监测意义和目的隧道监控量测作为新奥法的三大核心之一，对评价隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性，了解隧道施工实际围岩级别及其变形特性等能够提供准确、及时的依据，对隧道二次衬砌的施作时间具有决定性意义；因此，它是保障隧道建设成功的重要手段。

隧道监控量测的主要任务应做到提高安全性，修正设计、指导施工、积累建设经验，并通过对实测数据的现场分析、处理，及时向施工方、监理方、设计方和业主提供分析资料。

对直接服务****隧道群施工具有重要现实意义。

本次新奥法监控隧道监测的主要目的为：（1）通过围岩地质状况和支护状况描述，对围岩进行合理的分类及对稳定性进行合理的评价。

（2）对隧道拱顶下沉周边收敛位移进行监测，根据量测数据确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序预防坍塌，保证施工安全。

（3）对周边收敛位移进行监测，根据变形的速率及量值判断围岩的稳定程度，选择适当的二衬支护时机，指导现场施工。

（4）地表下沉。

对隧道埋深较浅段进行地表沉降监测，判定隧道开挖对地表的影响，与拱顶下沉数据相互应证。

（5）通过测定锚杆长度和注浆饱满度，检测锚杆长度和注浆效果。

（6）选测组合。

通过对围岩压力、钢支撑应力、衬砌应力等选测项目的监测判断围岩稳定性及支护效果，反馈设计，指导现场施工。

3、监控量测工作的组织机构针对本工程监测项目的特点，隧道监控现场组织及分工如下图所示，监控现场组织由现场监测人员、技术分析人员组成。

现场监测人员、技术分析人员根据合同和规范要求完成日常监测及资料整理、技术分析及施工预测，见图3.3。

图3.3 隧道群监控量测工作组织机构图4、隧道监控量测的内容（1）必测项目●地质和初期支护状况观察●水平收敛●拱顶下沉●锚杆轴力量测（2）选测项目●岩层内部位移（洞内设点）●喷层、二衬内部应力，围岩与喷层、喷层与二衬间接触压力●仰拱沉降●钢支撑内力5、隧道群监控量测仪器在隧道监控量测中，仪器的选择决定着能否取得准确可靠的数据，甚至决定着监控工作能否顺利的完成，本次所要监控隧道数量多、量测工作量大，因此各类检测设备均经过检查、标定，确保测试的结果准确可靠，量测仪器详见表3.5。

表3.5 隧道群监控量测项目及仪器表（洞内设点）钢丝式位移计6、监控量测的方法及手段对量测测点的科学布置是监控测量方案设计的又一关键问题。

本次监控重点监测围岩质量差或局部不稳定块体、节理或地下水发育地段，以及特殊工程部位(如洞口处)。

监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面，以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。

具体量测方法如下： 6.1 必测项目（1）地质及初期支护状况观察地质和初期支护状况观察分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。

开挖工作面观察在每次开挖后进行，通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查，及时判断围岩级别是否与设计相符，内容包括围岩节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、风化变质情况、断层分布、初期支护效果及测量地下涌水情况等，每5m 必须填写一张围岩施工地质记录卡片。

已施工区段观察每天进行一次，内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。

每次观察除进行相关的记录外，均进行数码拍照，并及时整理成档。

（2）拱顶下沉量测 测点布设：拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2m 处设置3个带挂钩的膨胀螺钉作为测桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42；埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将膨胀螺钉拧紧即可。

对于稳定性较差的围岩，测桩可在锚喷支护后布置，量测时可借用钢尺式收敛计及附带挂钩挂在测点上稳定后用高精度水准仪量测，如图6.1所示：（3）水平收敛位移量测 ，（4）锚杆轴力量测施。

锚杆量测的数量根据现场情况确定。

锚杆拉拔力测试采用锚杆拉拔仪。

锚杆长度及砂浆饱满度量测采用MJ-2锚杆检测仪。

6.2 选测项目以下监测⑴围岩量测断面布设● 四个● ①在预定量测部位，用特制直径140mm 钻头，钻一深40cm 的钻孔，然后再在此钻孔内钻一同心的直径为48mm 的小孔，孔深由试验要求确定，钻孔要求平直，并用水冲洗干净； ②矫直钢丝，并截成预定长度，将钢丝连接在钻孔锚头上；③ 把锚头末端插入安装杆，然后将锚头推进到预定深度，在操作时要注意定向，避免安装杆旋转，千万不能将安装杆后退，以免安装杆和锚头脱落；④紧固锚头，若用楔形弹簧式锚头，则用30～50公斤力拉钢丝，如果锚头不滑动，即可认为锚头已经锁紧；若用压缩木锚头，则等待压缩木吸水膨胀后，亦用30～50公斤力拉钢丝，若拉不动，则可认为锚头已经紧固；⑤重复以上2、3、4操作步骤，安装剩余锚头，每根钢丝必须穿过楔形弹簧式锚头上的环或压缩木锚头中间的铁管，要注意避免钢丝互相缠绕；⑥把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个导杆，并把测筒的上筒用固定螺丝、木楔及水泥砂浆固定在孔内，然后拉紧钢丝，并用螺母夹紧在各个导杆上，这时要注意调整导杆距离，使之有15mm 的伸长量；图6.1-2 台阶法水平收敛测点布置图 拱顶下沉量测锚桩图6.1-3 全断面法水平收敛测点布置图132453241围岩与喷层压力喷层与二衬压力钢支撑应力图例 围岩内部位移 锚杆轴力图6.2 隧道监控量测断面布置示意图⑦把下筒与上筒相接，并用木楔塞紧，若是电测下筒，还需仔细安装，调整电感式位移传感器的量程，并引出电缆，盖上盖板。

当试验点离开挖面很近时，必须采取防护措施，以防止爆破飞石损坏电缆及测筒；⑧开始初读数（如果用百分表测读，应每次打开盖板）。

为保证读数的稳定性，第一次读数的建立应不小于24小时；⑨开始阶段，每天应至少进行一次测度测读，随着开挖面的远离，测读间隔时间可以酌情延长。

●量测与计算将钻孔伸缩计测筒上的电感式位移传感器与数字位移计连接，并打开位移计电源开关，即可进行读数。

然后根据实际位移与读数的标定数字回归方程，即可算出钻孔伸缩计四个测点的实际位移。

注：洞内埋设则改为机械式。

⑵仰拱沉降●监测内容：监测内容包括洞口地表情况、地表沉降的观察。

●基点布设：根据隧道施工状况选择隧道地表下沉量测断面，每个断面各布置7～11个地表下沉量测点。

测点布设：在测点位置挖长、宽、深均为200mm的坑，然后放入地表测点预埋件（自制），测点一般采用φ20～30mm、@200～300mm的平圆头钢筋制成，测点四周用砼填实，待砼固结后即可量测。

●量测：用高精度全站仪进行观测。

要求：a）观测应在仪器检验合格后方可进行，且避免在测站和标尺有振动时进行；b）尽量选择在每一天同一时间内进行观测。

观测坚持四固定原则，即：施测人员固定，测站位置固定，测量延续时间固定，施测顺序固定，且应每隔30天用精密水准测量的方法进行基点与水准点的联测，其误差不得超过±0.5nmm（n为测站数）。

●数据简要分析：可绘制时间-位移与距离－位移图，曲线正常则说明位移随施工的进行渐趋稳定。

如果出现反常，出现反弯点，说明地表下沉出现点骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳状况，应立即采取措施。

与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。

测点布设：应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上（如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等），并对各测点逐一进行编号。

埋设压力盒时，要使压力盒的受压面向着围岩。

在隧道壁面，当测围岩施加给喷砼层的径向压力时，先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上，再谨慎施作喷砼层，不要使喷砼与压力盒之间有间隙，保证围岩与压力盒受压面贴紧。

⑷钢支撑内力每环格栅钢拱架布设钢筋计，分别沿钢架的内外边缘成对布设。

安装前，在钢拱架待测部位并联焊接钢弦式钢筋计，在焊接过程中注意对钢筋计淋水降温，然后将钢拱架由工人搬至洞内立好，计下钢筋计型号，并将钢筋计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。

注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。

根据钢筋计的频率－轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出钢筋轴力计所在的拱架断面的弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画在各钢筋计分布位置，并将各点连接形成隧道钢拱架轴力及弯矩分布图。

对于型钢钢拱架，用钢表面应变计或钢筋应力计，其他与格栅钢拱架的钢筋计量测法相同。

⑸衬砌应力量测在衬砌的内外层钢筋中成对布设。

安装前，在主筋待测部位并联焊接钢弦式应力计，在焊接过程中注意对应力计淋水降温，计下应力计型号，并将应力计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。

注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。

根据应力计的频率－轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出应力计所在断面的轴力、弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画在各应力计分布位置，并将各点连接形成隧道轴力及弯矩分布图。

⑹地质超前预报A、隧道地质超前预报工作原理隧道地质超前预报的工作原理是利用在隧道围岩内以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带、煤层采空区等，会产生弹性波的反射现象，这种反射回波被隧道围岩内的检波装置接收下来，通过数据处理，从中拾取掌子面前方的反射波信息，达到预报界面位置和规模的目的。

在隧道地质预报的采集工作中，同时采集三个分量的地震波，即隧道围岩的纵波Vp、横波Vsh和横波Vsv，构造或岩溶发育带内若充水，依据水有利于纵波传播而不利于横波传播的道理，则会造成纵、横波反射能量方面的差异，采集弹性波的这种信息则可据此作出构造带是否充水的结论。