坳头门隧道施工围岩量测的应用

坳头门隧道施工围岩量测的应用 第二工程有限公司 徐立新 一、监控量测目的 1、隧道监控量测是掌握围岩和支护的动态信息，并为隧道二次衬砌做准备。 2、通过对围岩和支护的变位参数进行指导施工。 二、量测内容与方法 1、量测内容：根据隧道的实际施工情况，对隧道的地质和支护状况观测、周边收敛、拱顶下沉、锚杆拉拔力等各项观测参数进行观测。 2、量测方法：采用数学上常用的数据回归曲线方程进行量测，常常采用的函数为（1）指数函数U=ae-（b/T），（2）对数函数U=a+b/lg（1+T），（3）双曲函数U=T/（a+bT）。根据n天后的实际观测值进行数理统计，计算出三种回归方程的相关系数的绝对值最靠近1时，其回归精度较高，故选用该回归方程来预测围岩的最终变化值。 3、根据回归曲线的最终结果，推算出最终变化量，当围岩的变化值≥80%，变化速度≤0.2mm/天，推断出围岩基本稳定。 三、量测原则 隧道量测按要求进行点位布设，本隧道Ⅱ类围岩每隔25m进行测点布置，Ⅱ类围岩共布设14组点位进行量测；Ⅲ类围岩每隔40m进行测点布置，Ⅲ类围岩共布设9组点位进行量测；Ⅳ类围岩在必要时或每隔60m进行测点布置，Ⅳ类围岩共布设6组点位进行量测。 四、量测数据处理与应用 1、及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系图。 2、当位移—时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。 3、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，必要时暂时停止开挖。 4、隧道周壁任意点的实测相对位移值或回归分析推算出的总相对位移值均应小于规范规定设计值。 5、当围岩位移各项指标值达到要求，表明围岩基本稳定时，方可进行隧道二次衬砌施工。 五、量测管理 1、隧道现场量测成立专门量测小组，承担量测任务。 2、量测小组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作，并将量测的数据及时反馈。 3、现场监控量测应按量测计划认真组织实施，并与其他施工环节紧密配合，不得中断工作。 4、各预埋测点应牢固可靠，容易识别并妥善保护，不得任意撤换和遭到破坏。 5、及时填写量测记录。 六、围岩量测小结 1、根据现场围岩量测的结果与数据回归分析，我单位坳头门隧道左线Ⅱ类围岩最大位移值在40天后位移大于等于80%，位移速度小于等于0.2mm/天，故围岩基本稳定。 2、Ⅲ类围岩最大位移值在40天后位移大于等于80%，位移速度小于等于0.2mm/天，故围岩基本稳定。 3、Ⅳ类围岩最大位移值在20天后位移大于等于80%，位移速度小于等于0.2mm/天，故围岩基本稳定。 4、围岩观测是一项长期工作，为隧道二次衬砌作好强有力的保障工作。 隧 道 拱 顶 下 沉 量 测 记 录（一） 承包单位：中铁十九局集团有限公司 合同号：IB 监理单位：江苏东南交通工程咨询监理有限公司 编 号：LL-005

隧 道 名 称 坳头门隧道 里 程 桩 号 K95+380~ K96+524 施 工 日 期 03.7.2 观 测 日 期 03.7.3~7.11

观测断面编号 2# 距洞口距离 20m 监控单位名称 测点里程 K96+501

测 线 编 号 量测时间 观测值 温度修正值 修正后观测值 相对第一次收敛 相对上次收敛 间隔时间 收敛速度 说 明 温度 Ⅰ II 平均值

年 月 日 时 。C m mm m mm m mm mm m mm mm mm dh mm/d F 03 7 3 17 21 394 506 394 506 394 506 0 394 506 03 7 4 14 19 394 503 394 503 394 503 0 394 503 3 3 03 7 5 14 20 394 490 394 490 394 490 0 394 490 16 13 03 7 6 15 20 394 481 394 481 394 481 0 394 481 25 9 03 7 7 16 18 394 475 394 475 394 475 0 394 475 31 6 03 7 8 17 19 394 471 394 471 394 471 0 394 471 35 4 03 7 9 15 21 394 468 394 468 394 468 0 394 468 38 3 03 7 10 09 23 394 466 394 466 394 466 0 394 466 40 2 03 7 11 11 17 394 465 394 465 394 465 0 394 465 41 1

现场监理： 施工负责人： 质检员： 施工员： 日 期： 日 期： 日 期： 日 期： 隧道现场监控量测记录表 承包单位：中铁十九局集团有限公司 合同号：IB 监理单位：江苏东南交通工程咨询监理有限公司 编 号：LL-005

量测项目 隧道拱顶下沉 量测桩号 K96+501 围岩类别 II 开挖日期 2003.7.2 埋设日期 2003年7月2日 测 点 F 备 注 测量方法 水准仪配钢尺

测量日期 测量值(mm) 相对上 次差值 相对初 次差值 测量值(mm) 相对上 次差值 相对初 次差值 测量值(mm) 相对上 次差值 相对初 次差值

03.7.3 394506 03.7.4 394503 3 3 03.7.5 394490 13 16 03.7.6 394481 9 25 03.7.7 394475 6 31 03.7.8 394471 4 35 03.7.9 394468 3 38 03.7.10 394466 2 40 03.7.11 394465 1 41

围岩量测布置图 A

CFF

D2OH2

隧中线H1

DD4

B

D1FD3

测量： 记录： 监理： 日期： 量测数据的处理与回归分析表 承包单位：中铁十九局集团有限公司 合同号：IB 监理单位：江苏东南交通工程咨询监理有限公司 编 号：LL-005 一、建立下沉量（U）随时间（T）发展的时态函数，根据施工规范选取下列函数： ⑴指数函数U=ae-（b/T）；⑵对数函数U=a+b/lg（1+T）；⑶双曲函数U=T/（a+bT）

时间T（天） 实测下沉 值U（mm） 计算回归值Ua（mm） U-Ua 里程桩号 围岩类别

⑴指数函数U=ae-（b/T） U=63.8996e-2.99465/T； r=-0.99743 第1天 3 3.198 -0.198

第2天 16 14.296 1.704 ⑵对数函数U=a+b/lg（1+T）

U=56.74049-17.12646/lg（1+T）；r=-0.97644 第3天 25 23.549 1.451

第4天 31 30.224 0.776 ⑶双曲函数U=T/（a+bT）

U=T/（3.25945-0.70246T）； r=0.91307 第5天 35 35.106 -0.106

第6天 38 38.792 -0.792 备 注 第7天 40 41.659 -1.659 以上三种回归方程 (1) 的相关系数r的绝对值最靠近1，

其回归精度较高。故选用该回归方程来预测的 拱顶下沉 最终位移情况。 第8天 41 43.947 -2.947 ∑U 229 ∑(U-Ua) 17.726 二、根据量测数据和选取的回归方程绘制：下沉量（U）随时间（T）的变化关系图

3050454035

2025

1510位移量U（mm）5

012345678910时间T（天）

平均值U平=28.625 标准差S=√∑（U-Ua）2/n =1.489 变异系数Sr=S/ U平×100%=5.2% 时间T 下沉值U’（mm） 下沉率Ua/U’max100% 时间T 下沉值U’（mm） 下沉率Ua/U’max100% 时间T 下沉值U’（mm） 下沉率Ua/U’max100% 第20天 55.014 86.09% 第40天 59.29 92.97% 第60天 60.789 95.13% 三、量测数据处理结果 1、推算出最终下沉量：U’max= 63.90 mm。 2、推算出基本稳定时间：第 60 天以后，开挖面距该量测断面 米，围岩下沉值达 60.789 mm，下沉率 达 95.13 %≥80%；下沉速度为 0.16 mm/天≤0.2mm/天；故围岩基本稳定。

计算： 复核： 监理： 日期：

63.8996e-2.99465/T 收 敛 量 测 记 录（二） 承包单位：中铁十九局集团有限公司 合同号：IB 监理单位：江苏东南交通工程咨询监理有限公司 编 号：LL-005 隧道名称 坳头门隧道 里程桩号 K95+380~K96+524 施工日期 03.7.2 观测日期 03.7.2~7.11

断面桩号 K96+501 测点对数 3对 收敛计型号 JSS30A

测 点 号 观 测 日 期 温度修正（mm） 初始读数 钢尺 孔径 读数A(mm) 百分表读数 R修(mm) 差 值(mm) 总 收 敛 值(mm)

℃ 差℃ 修正 值

表读 值 平均

值

t t-首次 Rt R修 U 1 2 3 平均

D1 03.7.3 21 7050 14.61 14.60 14.60 14.60 03.7.4 19 -2 1.0 7050 9.63 9.63 9.61 9.62 4.98 4.98 4.98 03.7.5 20 -1 1.0 7050 2.61 2.62 2.61 2.61 11.99 7.01 11.99 03.7.6 20 -1 1.0 7025 24.51 24.50 24.51 24.51 15.10 3.11 15.10 03.7.7 18 -3 1.0 7025 23.19 23.19 23.20 23.19 16.41 1.31 16.41 03.7.8 19 -2 1.0 7025 22.22 22.21 22.21 22.21 17.39 0.98 17.39

03.7.9 21 0 1.0 7025 21.66 21.66 21.65 21.66 17.95 0.56 17.95

03.7.10 20 -1 1.0 7025 21.39 21.40 21.39 21.39 18.21 0.26 18.21

03.7.11 19 -2 1.0 7025 21.37 21.37 21.37 21.37 18.23 0.02 18.23

D2 03.7.3 21 7100 22.74 22.74 22.73 22.74 03.7.4 19 -2 1.0 7100 17.31 17.32 17.32 17.32 5.42 5.42 5.42 03.7.5 20 -1 1.0 7100 10.29 10.29 10.29 10.29 12.45 7.03 12.45 03.7.6 20 -1 1.0 7100 6.62 6.61 6.61 6.61 16.12 3.68 16.12 03.7.7 18 -3 1.0 7100 4.68 4.68 4.69 4.68 18.05 1.93 18.05 03.7.8 19 -2 1.0 7100 3.55 3.55 3.55 3.55 19.19 1.13 19.19