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隧道监控量测的实施方法


隧道初期支护极限相对位移
跨度B≤7m隧道初期支护极限相对位移
隧道埋深h(m)
h≤50 — 50<h≤300 — 300<h≤500 0.20~0.60 拱脚水平相对净空变化(%) Ⅱ
围岩级别

Ⅳ Ⅴ
0.10~0.50
0.20~0.70 0.30~1.00
0.40~0.70
0.50~2.60 0.80~3.50
9.监控量测竣工验收所需资料



(1)监控量测设计; (2)监控量测实施细则及批复; (3)监控量测结果及周(月)报; (4)监控量测数据汇总表及观测资料; (5)监控量测工作总结报告。
按位移速度确定的监控量测频率 位移速度(mm/d) ≥5 1~5 0.5~1 0.2~0.5 监控量测频率 2次/d 1次/d 1次/2~3d 1次~3d
<0.2
1次/7d
6.监控量测控制基准
监控量测控制基准包括隧道内位移、 地表沉降、爆破震动等,应根据地质条件、 隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性, 以及周围(构)筑物特点和重要性等因素 制定。
5.监控量测频率

位移速度和距开挖面的距离决定的监控量测频 率,原则上采用较高的频率值。出现异常情况 或不良地质时,应增大监控量测频率。
按距开挖面确定的监控量测频率
监控量测断面距开挖面距离(m) 监控量测频率
(0~1)B
(1~2)B (2~5)B >5B
2次/d
1次/d 1次/2~3d 1次/7d
隧道监控量测的实施方法
施工监控量测的目的和任务
监控量测的主要内容
监控量测的测点布置原则
量测频率
监控量测控制基准
数据处理及分析预测 信息反馈及对策 监控量测竣工验收所需资料
1.施工监控量测的目的和任务




1、了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化,判 断围岩的稳定性、支护、衬砌的可靠性; 2、用实测结果弥补理论分析过程中存在的不足,并 把监测结果反馈设计,指导施工,为修改施工方法, 调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据; 3、对施工中可能出现的事故和险情进行预报; 4、判断初期支护稳定性,确定二次衬砌合理的施作 时间; 5、为今后类似工程或该施工方法本身的发展提供借 鉴,依据和指导作用。
0.60~1.50
2.40~3.50 3.00~5.00
拱顶相对下沉(%)

Ⅲ Ⅳ Ⅴ

0.01~0.04 0.03~0.07 0.06~0.12
0.01~0.05
0.03~0.11 0.06~0.15 0.10~0.60
0.04~0.08
0.10~0.25 0.10~0.60 0.50~1.20
位移控制基准应根据测点距开挖面的距 离,初期支护极限相对位移按表要求确定
盖板保护
φ25顶端磨圆的钢筋
砌石保护
0.3~0.5m
砂浆浇筑
0.15m
2、拱顶下沉及周边收敛测点埋设
拱顶下沉点和周边收敛测点位置应布置在同一断面 上。拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。 台阶开挖时,周边收敛测点布置在距离上下台阶分 界处底部往上1.5m处,并用标志牌挂在测点上面,标 识牌应标明测点编号、里程桩号、埋设日期、围岩级别 埋设人员姓名
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监控量测断面的布置
拱顶下沉和周边收敛监控量测断面间距
围岩级别 Ⅴ~Ⅵ
Ⅳ Ⅲ
断面间距(m) 5
10 30
净空变化量测测线数
一般地段
特殊地段
全断面法
台阶法
一条水平测线
每台阶一条水平 测线

每台阶一条水平测线, 两条斜测线 CD或CRD法上部、双侧 壁导坑法左右侧部,每 分部一条水平测线,两 条斜测线、其余分部一 条水平测线。

预埋测点由钢筋加工而成,采用冲击电锤或 风钻钻孔,埋入钢筋采用直径不小于 20mm的螺纹钢,前端外露钢筋与埋入钢 筋焊接,直径不小于6mm,保证牢固不变 形,加工成闭合三角形钩,保证每次量测在 挂钩同一位置,测点用快凝水泥或锚固剂与 围岩锚固稳定,埋入围岩深度不小于20cm, 若围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度。
2.监控量测的主要内容
量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类 2.1必测项目包括主要包括: ①洞内、外观察; ②净空变化; ③拱顶下沉; ④地表下沉(浅埋隧道必测,H0≤2B时)。
表1: 监控量测必测项目仪器
序 号 测试 精度
监测项目
测试方法和仪表
备注
1
洞内、外观 察 衬砌前、后 净 空变化量测 拱顶下沉
位移控制基准
距开挖面 较远 100%U0
距离开挖面 距离开挖面1B
距离开挖面2B
允许值
65%U0
95%U0
说明:B为隧道开挖宽度,
U 0 为极限相对位移值。
位移管理等级
二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行: 1、各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本 稳定; 2、已产生的各项位移已达到预计总量的 80%~90%; 3、周边位移率或拱顶下沉速率小于0.1~0.2 mm /d;
隧道收敛监测方法

收敛变形采用收敛计进行量测,通过收敛计量测隧道内 围岩表面两点在连线方向的相对位移及收敛值,以反映横通 道内拱顶及两侧的变形情况。



测点布置由施工单位安排现场施工人员协助完 成。 测点布置时应避开钢架和脱空回填处,将测点 布置在两榀钢架之间。 收敛量测点和拱顶下沉量测布点应在开挖后至 初喷前进行,并保证布点打入围岩,严禁将测 点布在钢架上。 测点布设应及时,并做好保护。如果测点被破 坏,应在被破坏测点附近补埋,重新进行数据 采集。 测点布设以后,在测点位置用红色油漆做醒目 标识。
现场观察、数码相机
2
隧道净空变化测定仪(收敛计、全站 仪) 水准测量的方法,精密水准仪、钢挂 尺或全站仪 水准测量的方法,精密水准仪、铟钢 尺或全站仪
0.1mm
一般进行水平收敛 量测
3
1mm
4
地表沉降
1mm
隧道浅埋段
注:H0—隧道埋深;B—隧道最大开挖宽度。
2.2选测项目包括: 1、围岩内部位移量测、 2、锚杆轴力量测、 3、围岩压力及两层支护间压力量测、 4、钢支撑应力量测、 5、隧底隆起、 6、锚杆拉拔 说明:在必要情况下选测。
如上图实测数据在正常预测曲线附近分部时 则说明隧道围岩变形正常,当实测数据曲线 出现反弯点时,则说明围岩变形出现异常性 速率开始变大,需采取加强支护措施。
8.信息反馈及对策
施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶 段分析。 a、实时分析:每天根据监控量测数据及时进行分析, 发现安全隐患应分析原因并提交异常报告; b、阶段分析:按周、月进行阶段分析,总结监控量 测数据的变化规律,对施工情况进行评价,提交阶段 分析报告,指导后续施工。 c.各个洞口值班室必须保留近30天的量测数据资料, 便于施工、技术负责人每天查阅。监控量测分析结果 必须每天报技术负责人签字确认。
7.数据处理及分析预测


1、监控量测数据的分析处理应包括数据校核、数据整理及数据 分析。 2、每次观测后应立即对观测数据进行校核,监测结果分析采用 散点图(时态曲线)和回归分析法,依据时态曲线的形态结合围 岩稳定性、支护结构的工件状态安全性评价,并提出实施意见指 导施工。如有异常应及时补测。 3、每次观测后应及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、 填表制图、误差处理等。 4、监控量测数据的分析应包括以下主要内容: a)根据量测值绘制时态曲线; b)选择回归曲线,预测最终值,并与控制基准进行比较; c)对支护及围岩状态、工法、工序进行评价; d)及时反馈评价结论,并提出相应工程对策建议。 5、监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分 段函数、经验公式等进行分析,并预测最终值
双侧壁导坑法
每分部一条水平 测线
三台七步法
每分部一条水平 测线
三台七步法,每分部一 条水平线,四条斜线、 其余分部一条水平线。
拱顶下沉和周边收敛测线布置示意图
拱顶沉降的监测方法

针对小断面隧道开挖,可在拱顶锚杆的外端焊接特质的不锈 钢球作为变形标点,不锈钢球的下沉即为拱顶的下沉。钢球的底 部应略高于二衬砌混凝土的外表面,并应将钢球进行编号。对于 拱顶较高的隧道,测量时不便立水准尺,用风枪打眼埋设挂钩, 用快凝水泥或早强锚固剂固定,并用红的油漆做好标记。测量时 用特制对中杆和花杆组合把钢尺倒挂在拱顶的挂钩上。
4.监控量测断面及测点布置原则
1、地表沉降测点埋设
浅埋隧道地表沉降测 点应在隧道开挖前布设。 地表沉降测点和隧道内测 点应布置在同一断面里程。
隧道埋深与开挖 宽度 2B<H0<2.5B
纵向测点间距 (m) 20~50 10~20 5~10
地表沉降测点横向间距为2~5m。 在隧道中线附近测点应适当加密,隧道
3.监控量测技术方法:
1、洞内、外观察 ⑴ 洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两 部分。 ⑵ 开挖工作面观察应在每次开挖后进行,及时绘制开 挖工作面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地 质状况记录表,并与勘查资料进行对比。 ⑶ 已施工地段的观察每天至少应进行一次,主要是观 察并记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等 的工作状态。 ⑷ 洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表 开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透 情况等,同时还应对地面建(构)筑物进行观察。
3、周边位移量测 隧道开挖后应不间断进行周边位移和拱顶下沉的量测,运用全 站仪进行无尺量测。 a、隧道开挖后,周边点的位移是围岩和支护力学形态变化 的最直接、最明显的反映,净空的变化(收缩和扩张)是围 岩变形最明显的体现。 b、拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围 岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映,易 于实现量测信息的反馈。拱顶测点在支护结构施工时埋设。 c、拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在3~6h内完成,其他 量测应在每次开挖后12h内取得起始读数,最迟不得大于 12h,且在下一循环开挖前必须完成。
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