市政隧道施工监控量测施工工艺及方法

隧道现场监控量测不仅能指导施工、预报险情，确保安全，而且通过现场量测获得围岩与支护结构的变形和工作状态信息（数据），为优化结构设计、支护参数和施工工艺提供信息依据，为二次衬砌提出合理的施工作业时间。

1）、监控量测项目、方法及频率

监控量测分必测内容和选测内容，必测内容在施工中必须按一定频率进行量测，选测内容根据工程需要和业主要求进行量测。具体见下表：

监控量测项目、方法及量测频率表

测试时间 16天1~3~1个月 个月 3个月以上 量测项目 方法及工具 测点布置 1~15天 岩性、结构必测项目 地质及支护状态观察 面产状及支护裂缝观察和描述，地质罗盘、规尺等 全长度开挖后及初期支护后进行 每次爆破后及初期支护后 开挖面距量测断面≤2B全站仪、精密水准仪、精密铟瓦水准尺 隧道浅埋段沿洞轴线10~15m布置一个断面，每个断面测点见设计图 时，1~2次/天 开挖面距量测断面≤5B时，1~2次/天 开挖面距量测断面＞5B时，1~2次/天 （B为隧道开挖宽度） 各种类型收敛计 精密水准拱顶下沉 每隔10~30米一个断面，每个断面测点布置见设计图，1~2次/天 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~2次/周 1~3次/月 1~3次/月 周边位移及地表沉降 水平收敛 仪、钢尺、周边收敛与拱精密铟瓦水顶下沉测点布准尺 置在同一断面 1次/2天 地质雷达、岩溶比较发育超前地质TSP、TEM等地段或者可能预报 超前地质预存在涌水突泥报系统 地段 每个代表地段锚杆轴力 锚杆测力计 布置1~3个断1次/面，每个断面测量3~7根锚1次1~2次/周 1~3次/月 间隔50~100米一个断面 天 /2天 杆，每根锚杆3~5各测点 每个代表地段选择3根做锚杆抗拔试验 锚杆拔力计 破坏性试验，其余均做常规检测，每300根抽检一组，每组抽检3根 围岩压力 围岩内部位移 钢支撑内选测项目 力及应力 喷射砼内力及应力 初期支护与二次衬砌之间压力 二次衬砌内力及应力 应力计或应变计 压力盒 压力盒 洞内钻孔安设单点或多点位移计 应力计或应变计 应力计或应变计 每代表地段1~2个断面，每个断面3~9个测点 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 2）监控量测资料整理、数据分析及反馈

在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果及时反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。

（1）依据回归分析、预测位移收敛、拱顶下沉及钢筋应力的最终值；

（2）以位移～时间曲线为基础，根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护的稳定性。

（3）当位移急剧增加，每天的相对净空变化超过1mm时，应重点进行观测，并密切注意支护结构的变化；

（4）当位移～时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时应尽快采取补强措施以防塌方；

（5）当位移、周边收敛、拱定下沉量达到预测最终值的80～90%，收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d时，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌；

（6）利用位移、应力反分析程序对围岩及支护结构的稳定性进行分析、评价；现场量测所取得的原始数据，不可避免地会具有一定的离散性，其中包含着测量误差。因此应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定

量测数据的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和初期支护系统稳定状态。目前回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。

3）监控量测管理

开挖围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按以下方法进行。

（1）按变形管理等级进行判别，见下表：

管理等级 Ⅲ Ⅱ U＜U0/3 U0/3≤U≤2U0/3 Ⅰ U＞2U0/3 应采取特殊措施 可正常施工 应加强支护 管理位移 施工状态 注：U为实测位移值；U0为最大允位移值。 （2）根据位移变化速度判别，见下表：

管理等级 Ⅲ Ⅱ V＜0.2时 0.2≤≤1 可正常施工 应加强支护 管理位移 施工状态

Ⅰ v＞1（持续） 应采取特殊措施 注v为变形速率

（3）根据净空变化速度判别

净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变化状态，应加强初期支护。水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。

在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采取监控量测分析判别。

（4）根据位移时态曲线的形态来判别，见下表： 管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ V＜0 0 v＞0 可正常施工 应加强支护 有坍方危险，应立即停止掘进，加强支护 注：du/dt为位移对时间的二阶导数，即位移速率变化，如下图：

2

2

du/dt 22施工状态

（5）观察及量测出现异常时,应及时修改支护参数。一般正常状态必须同时满足以下条件:

a喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝。 b位移速度除在最初1～2 天允许有加速外,应迅速减少。

c位移很快达到稳定,且围岩状况比预期要好时,应适当减弱设计参数。

采用复合式衬砌地段的监控量测，应在隧道周边变形速率有明显减缓趋势，初期支护表面裂缝不再继续发展；拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/天,拱顶相对下沉速度小于0.15mm/天,累计位移值不超过极限位移值的80～90%等情况下,选定围岩和喷锚支护基本稳定的最佳时机施做二次衬砌,浅埋地段应及早施作二次衬砌。

4）、监测预警措施

施工过程中如发生监测数据突变或监测结果超出预警值时：

（1）立即停止开挖掘进，对掘进面采取加强支护措施； （2）立即上报项目部，由项目总工组织技术人员进行分

析，制定相关措施，并将情况及时上报业主和监理、设计单位，由监理主持召开会议进行分析，确定处理措施；

（3）对发生突变地表道路和建筑物等实施24小时监控；

（4）如涉及地表安全，立即请相关部门协助，采取疏解交通等有效措施，并请业主组织设计、施工、监理等部门共同制定应对措施。

5）、监控量测质量保证措施

（1）将监测管理及及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。

（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度计划。

（3）施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。

（4）积极配合监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出本标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

（5）量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。

（6）测试完毕后检查仪器仪、仪表，做好养护、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。