隧道監(jiān)控量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書[運(yùn)用實(shí)操]

1、XXXXXXX隧道工程施工作業(yè)指導(dǎo)書本次作業(yè)指導(dǎo)書修訂主要依據(jù)：鐵建設(shè)2010241號(hào)高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南和鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南；高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10753-2010；鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10424-2010；隧道施工圖；隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝經(jīng)驗(yàn)。隧道監(jiān)控量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書1適用范圍本作業(yè)指導(dǎo)書適用于XXXXXXX隧道工程監(jiān)控量測(cè)作業(yè)。2監(jiān)控量測(cè)目的為及時(shí)了解掌握隧道施工過程中圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、襯砌的可靠程度，確保施工安全及隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，在隧道施工過程中，及時(shí)為隧道圍巖級(jí)別變更、初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，為設(shè)計(jì)和施工決策管理服務(wù)

2、，實(shí)現(xiàn)信息化施工管理，根據(jù)鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程（TB10121）、鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程，編制監(jiān)控量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書。監(jiān)控量測(cè)工作應(yīng)按監(jiān)控量測(cè)方案和實(shí)施細(xì)則進(jìn)行，及時(shí)量測(cè)和反饋，為施工提供有關(guān)圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)可靠性、二次襯砌合理施作時(shí)間、圍巖級(jí)別及支護(hù)參數(shù)調(diào)整、施工方法改變的信息和依據(jù)。3監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)圍巖條件、周邊環(huán)境、隧道埋深、斷面尺寸、開挖方法和設(shè)計(jì)要求綜合選定。監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃的內(nèi)容包括：監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目、人員組織、元器件及設(shè)備、監(jiān)控量測(cè)斷面、測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)控量測(cè)頻率及監(jiān)控量測(cè)基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理及預(yù)測(cè)方法、信息反饋及對(duì)策、數(shù)據(jù)記錄格式等。監(jiān)控量測(cè)工作作為施工組織設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，

3、并納入施工工序管理，現(xiàn)場成立監(jiān)控量測(cè)小組。監(jiān)控量測(cè)分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目兩類。必測(cè)項(xiàng)目是隧道工程應(yīng)進(jìn)行的日常監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目；選測(cè)項(xiàng)目為滿足設(shè)計(jì)與施工的特殊要求進(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目。監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目序 號(hào)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目常用量測(cè)儀器備 注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機(jī)、羅盤儀2拱頂下沉水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀3凈空變化收斂儀、全站儀4地表沉降水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段選測(cè)項(xiàng)目包括下列內(nèi)容序 號(hào)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目常用量測(cè)儀器1圍巖壓力壓力盒2鋼架內(nèi)力鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)3噴混凝土內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)4二次襯砌內(nèi)力混凝土應(yīng)變計(jì)、鋼筋計(jì)5初期支護(hù)與二次襯砌間接觸壓力壓力盒6錨桿軸力鋼筋計(jì)7圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)8隧底隆

4、起水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀9爆破振動(dòng)振動(dòng)傳感器、記錄儀10孔隙水壓力水壓計(jì)11水 量三角堰、流量計(jì)12縱向位移多點(diǎn)位移計(jì)、全站儀隧道開挖后及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像，必要時(shí)進(jìn)行物理力學(xué)試驗(yàn)。初期支護(hù)完成后進(jìn)行噴層表面裂縫及其發(fā)展、滲水、變形觀察和記錄。4監(jiān)控量測(cè)方法及要求隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)必須在每次開挖后12h內(nèi)布設(shè)，并及時(shí)讀取起始讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測(cè)點(diǎn)牢固可靠、易于識(shí)別，并注意保護(hù)，嚴(yán)禁爆破損壞。凈空收斂量測(cè)測(cè)線數(shù)見表3。隧道淺埋地段地表下沉的觀測(cè)點(diǎn)宜與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測(cè)點(diǎn)在同一橫斷面內(nèi)。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)，在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測(cè)點(diǎn)。拱頂下沉測(cè)點(diǎn)原則上設(shè)

5、置在拱頂軸線附近，當(dāng)隧道開挖跨度較大時(shí)，結(jié)合施工方法在拱部增設(shè)測(cè)點(diǎn)。凈空收斂量測(cè)測(cè)線數(shù) 表3施工方法一般地段特殊地段全斷面法一條水平測(cè)線臺(tái)階法每臺(tái)階一條水平測(cè)線每臺(tái)階一條水平測(cè)線，兩條斜測(cè)線分部開挖法每部分一條水平測(cè)線CD法或CRD法上部，每分部一條水平測(cè)線，兩條斜測(cè)線，其余部分一條水平測(cè)線按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測(cè)點(diǎn)一般測(cè)讀三次，取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值；每次測(cè)試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開挖里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后23周結(jié)束。對(duì)于膨脹性和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢(shì)時(shí)，適當(dāng)延長量測(cè)時(shí)間。根據(jù)圍巖情況，監(jiān)

6、控量測(cè)斷面間距見表4。監(jiān)控量測(cè)斷面間距 表4圍巖級(jí)別斷面間距（m）20105必測(cè)項(xiàng)目監(jiān)控量測(cè)頻率根據(jù)量測(cè)斷面距開挖面距離和圍巖位移速度雙指標(biāo)控制，原則上采用較高的頻率值，出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時(shí)，增大監(jiān)控量測(cè)頻率。監(jiān)測(cè)頻率 表5變形速度（mm/d）量測(cè)斷面距開挖面距離（m）量測(cè)頻率5（01）B12次/天15（12）B1次/天0.51（12）B1次/2天0.20.5（25）B1次/2天0.25B1次/周 注：表中B表示隧道開挖寬度。5測(cè)點(diǎn)布置洞頂?shù)乇硐鲁翜y(cè)點(diǎn)布置見圖1。臺(tái)階法、全斷面法周邊收斂點(diǎn)布置見圖2。CD法、三臺(tái)階預(yù)留核心土法周邊收斂點(diǎn)布置見圖3。水平凈空收斂，拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段

7、）等監(jiān)控必測(cè)項(xiàng)目，設(shè)置在同一斷面。圖1.洞頂?shù)乇硐鲁翜y(cè)點(diǎn)布置圖圖2.臺(tái)階法、全斷面法周邊收斂點(diǎn)布置圖CD圖3.CD法、三臺(tái)階與留核心土法周邊收斂點(diǎn)布置圖6.監(jiān)測(cè)資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋現(xiàn)場量測(cè)所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會(huì)具有一定的離散性，其中包含著測(cè)量誤差。因此，應(yīng)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的目的是：將同一量測(cè)斷面的各種量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比、相互印證，以確定量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性；探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時(shí)間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，及時(shí)由專業(yè)監(jiān)測(cè)人員整理分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實(shí)測(cè)值與允許值進(jìn)行比較，及時(shí)繪

8、制各種變形或應(yīng)力時(shí)間關(guān)系曲線，預(yù)測(cè)變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工。目前，回歸分析是量測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測(cè)最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：(1)將量測(cè)記錄及時(shí)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線，見圖6。 u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖4.位移u-時(shí)間t的關(guān)系曲線圖(2)若位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開挖并進(jìn)行施工處理。(3)當(dāng)位移-時(shí)間關(guān)系曲線如上圖

9、中a所示趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。(4)各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。7監(jiān)控量測(cè)控制基準(zhǔn)及位移管理等級(jí)監(jiān)控量測(cè)控制基準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、隧道施工安全性、隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性以及周圍建筑物特點(diǎn)和重要性等因素制定。見表6跨度7mB12m隧道初期支護(hù)極限相對(duì)位移值 表6圍巖級(jí)別隧道埋深h（m）h5050h300300h500拱腳水平相對(duì)凈空變化值（mm）0.200.500.402.001.803.000.100.300.200.800.701.200.030.100.080.400.300.600.010.030.01

10、0.08拱頂相對(duì)下沉（mm）0.080.160.141.100.801.400.060.100.080.400.300.800.030.060.040.150.120.300.030.060.050.12注：硬質(zhì)圍巖取表中較小值，軟質(zhì)圍巖取表中較大值。位移控制基準(zhǔn)根據(jù)測(cè)點(diǎn)距開挖面的距離，由初期支護(hù)極限相對(duì)位移法按表7要求確定。位移控制基準(zhǔn) 表7類別距開挖斷面1B（U1B）距開挖斷面2B（U2B）距開挖斷面較遠(yuǎn)允許值65%U090%U0100%U0注：B-隧道開挖寬度U0-極限相對(duì)位移值，在缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)，可先按預(yù)留變形量作為U0控制值，在施工中加以調(diào)整。根據(jù)位移控制基準(zhǔn)，位移管理按表8分為三個(gè)

11、等級(jí)。變形管理等級(jí) 表8管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)UU03可正常施工U0/3U2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)U（2U0/3）應(yīng)采取特殊措施注：U實(shí)測(cè)位移值；U0最大允許位移值。 根據(jù)位移變化速度來判斷，變形速度是由大變小的遞減過程，從變形曲線可分為三個(gè)階段： 變形急劇增長階段：變形速度大于1mm/d，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng)； 變形緩慢增長階段：變形速度10.2mm/d； 圍巖基本穩(wěn)定階段；變形速度小于0.2mm/d； 根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)來判別，由于巖體的流變特性，巖體破壞前變形曲線可分位三個(gè)階段： 基本穩(wěn)定區(qū)，主要標(biāo)志為變形速率逐漸下降，即UU03，該區(qū)亦稱“一次蠕變區(qū)”，表明圍巖趨于穩(wěn)定； 過渡區(qū)，變形

12、速率保持不變，U0/3U2U0/3，該區(qū)亦稱“二次蠕變區(qū)”，表明圍巖向不穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，須發(fā)出警告，加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)。 破壞區(qū)，變形速率逐漸增大，即U（2U0/3），亦稱“三次蠕變區(qū)”，表明圍巖已進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，須立即停工，進(jìn)行加固。（注：U實(shí)測(cè)位移值；U0最大允許位移值）圍巖穩(wěn)定性判別是一項(xiàng)很復(fù)雜的也是非常重要的工作，必須結(jié)合具體工程情況采用上述幾種判別準(zhǔn)則進(jìn)行綜合評(píng)判。8.工程安全性評(píng)價(jià)及應(yīng)對(duì)措施根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)工程安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)工程對(duì)策建議，以此作為設(shè)計(jì)施工變更最重要的依據(jù)，做到信息化施工。根據(jù)位移管理等級(jí)，將工程安全性評(píng)價(jià)相應(yīng)分為三級(jí)進(jìn)行，并采取相應(yīng)的措施。工程安全性評(píng)

13、價(jià)可按圖5進(jìn)行。綜合評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)施工措施，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)位移是否超過級(jí)管理位移是否超過級(jí)管理否監(jiān)控量測(cè)結(jié)果繼續(xù)施工否暫停施工工程對(duì)策安全不安全是是位移是否超過級(jí)管理圖5.工程安全性評(píng)價(jià)流程圖根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果所反應(yīng)的不同情況及其對(duì)應(yīng)的工程管理等級(jí)，可采取加強(qiáng)超前支護(hù)、噴砼穩(wěn)定開挖面、調(diào)整施工方法、調(diào)整初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度并及時(shí)支護(hù)、降低爆破振動(dòng)影響、圍巖與支護(hù)間回填注漿等應(yīng)對(duì)措施，確保施工順利進(jìn)行。9.監(jiān)控量測(cè)質(zhì)量保證措施分析、研究地質(zhì)資料制定監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃施 工監(jiān)控量測(cè)開挖工作面狀態(tài)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)處理安全否否是已施工區(qū)段支護(hù)加強(qiáng)施工方法變更支護(hù)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)否否施工方法變更支護(hù)減弱施工完成否是是結(jié)束否將監(jiān)測(cè)管理及監(jiān)測(cè)實(shí)施計(jì)劃納入施工生產(chǎn)計(jì)劃中，作為一個(gè)重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測(cè)有確定的時(shí)間和空間。各施工單位應(yīng)由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測(cè)小組，具體負(fù)責(zé)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作。圖6圖6.監(jiān)控量測(cè)流程圖制定切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)實(shí)施方案和相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃。施工監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對(duì)周圍環(huán)境、圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。積極配合監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位做好對(duì)監(jiān)測(cè)工作的檢查、監(jiān)督和指導(dǎo)，及時(shí)向監(jiān)理、設(shè)計(jì)