長沙市漁業路及延伸道路工程
下穿京廣鐵路段暗挖隧道
監控量測方案
中鐵二十五局集團****
二○一二年三月十三日
目錄1、監控量測的目的 3
2、監控量測的專案 3
3、量測斷面的間距和頻率 4
4、測點設定要求及測設工具 6
5、量測方法及資料處理 6
5.1、水平收斂量測 6
5.2、拱頂下沉量測 9
5.3、量測資料的處理與應用 9
6、量測資料整理、分析與反饋的要求 11
7、監控量測規範要求 12
8．監控量測儀器及量測作業要求 13
8.1．量測儀器 13
8.2．量測作業要點 15
9、量測的管理及人員配備 16
9.1、量測的管理 16
9.2、量測人員配備 16
10、監控量測與資訊反饋程式圖 17
隧道監控量測實施細則
監控量測是隧道在施工過程中不可缺少的內容，不僅監測地層、圍護結構體系、淺埋段圍岩、支護動態，及施工對既有建（構）築物的影響，通過對兩側資料的整理和分析，及時確定相應的施工措施，確保施工過程和既有建築的安全。
2.1、必測專案是施工中必須作為一道工序進行的監控量測專案。它包括：
(1)洞內外觀察
(2)水平相對淨空變化值的量測
(3)拱頂下沉的量測。
(4)地表沉降
2.2、選測專案是根據圍岩性質、隧道埋置深度、開挖方式等條件自行確定的監控量測專案，作為必測專案的驗證和補充。它包括：
(1)圍岩壓力
(2)鋼架壓力
(3)隧底隆起
3.1、洞內觀察分為開挖工作面觀察和初期支護觀察，地質及支護狀況的觀察，對判斷圍岩的穩定性、進行開挖前方的地質預報等十分重要，所以地質觀察和記錄對開挖後的每乙個工作面都應及時進行地質素描及數碼成像，必要時應進行物理力學試驗。初期支護完成後應進行噴層表面裂縫及其發展、滲水、變形觀察和記錄。
3.2、洞外觀察包括邊仰坡穩定，地表水滲透等觀察。
3.3、淨空變形量測斷面的間距應根據圍岩級別、隧道斷面尺寸、埋置深度等確定，其間距按表1採用。拱頂下沉量測與淨空水平收斂量測應在同一斷面內進行，並用相同的量測頻率，應從表2根據變形速度和距開挖工作面距離較高的乙個量測頻率。
拱頂下沉及周邊收斂量測間距表拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表
表表２注：注：
3.4、地表下沉量測應根據隧道埋置深度、地質條件、地表有無建築物、所採用的開挖方式等因素確定是否進行。地表下沉量測的測點應與淨空水平收斂及拱頂下沉量測的測點布置在同一斷面內
3.4、需要進行橫斷面方向地表下沉量測時，其測點間距應採取2~5公尺，在同一量測斷面內應取7~11個測點。地表下沉的量測頻率應和拱頂下沉及淨空水平收斂的量測頻率相同。
地表下沉量測應在開挖工作面前方h0+b(隧道埋置深度+隧道最大開挖寬度)處開始，直至襯砌結構封閉，下沉基本停止時為止。
周邊位移量測以水平相對淨空變化值的量測為主，水平淨空變化量測線的布置應根據施工方法、地質條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。拱頂下沉量測斷面的位置在每一斷面宜布置1~3個點。若地質條件複雜，下沉量大或偏壓明顯時，應同時量測拱腰下沉及基底隆起量。
測點的安裝應能保證在開挖後12小時 (最遲不超過24小時)內和在下一迴圈開挖前測到初次讀數。坑道周邊收斂計可選鉸彈簧式或重錘式，拱頂下沉量測採用水平儀、水準儀和掛鉤鋼尺等，有條件時可採用雷射隧道斷面監測儀進行量測。變形量測可採用單點或多點式錨頭和傳力杆，配以機械式百分表或點測位移計。
5.1.1、量測方法
水平相對淨空變化的量測首先要求將預埋件按要求的時間及方法埋設，然後進行儀器的安裝(如下圖所示)。
當儀器安裝完成後，利用彈簧秤、鋼絲繩、滑管給鋼尺施加固定的水平張力(彈簧秤拉力90n)，並在百分表讀得初始數值x0；因第一次量測的初始讀數是關鍵性讀數，應反覆測讀；當連續量測3次的誤差r≤0.18mm(r值根據收斂計不同而異)時才能繼續爆破掘進作業。用同樣方法可讀得間隔時間t後的t時刻的xi值，則t時刻的周邊收斂值ut即為百分表兩次讀數差：
ut=l0-lt+xtl-xto
式中：l0——初讀數時所用尺孔刻度值；
lt——t時刻時所用尺孔刻度值；
xtl——t時刻時經溫度修正後的百分表讀數值，
xtl= xt+εt
xto——初讀數時經溫度修正後的百分表讀數值，
xt0= x0+εt0
xt——t時刻量測時百分表讀數值；
x0——初始時刻百分表讀數值；
ε——溫度修正值，
t=α(t0-t)l
α——鋼尺線膨脹係數；
t0——鑑定鋼尺的標準溫度，t0=20℃；
t——每次測量時的平均氣溫；
l——鋼尺長度。
5.1.2、資料處理
每次測量時要做好詳細的量測記錄，記錄內容包括日期、時間、里程編號、環境溫度、量測資料等，並及時根據現場測量資料繪製時態曲線和空間關係曲線。當位移時間曲線趨於平緩時，及時進行量測資料的回歸分析，以推求最終位移和掌握位移變化的規律。目前，常採用的回歸函式有：
對數函式 u=a+bln(t+1)
u=aln()
指數函式 u=ae-b/t
u=a(e-bt0-e-bt)
雙曲函式 u=a
式中：u—變形值(mm)；
a、b—回歸係數；
t—量測時間(d)；
t0—測點初讀數時距開挖時的時間(d)；
t—量測時距開挖時的時間(d)。
5.2.1、拱頂下沉量測方法
拱頂下沉量測採用水準測量法進行，後視點可設在穩定襯砌上，用水平儀進行觀測(如下圖所示)。將拱頂初始相對高差與t時刻相對高差相減變得拱頂下沉量，即：ut=(q0+p0)-(q+p)=(q0-q)+(p0-p)。
若ut為正值，則表示拱頂下沉；若ut為負值，則表示拱頂向上位移。
5.2.2、拱頂下沉量測資料的處理
拱頂下沉量測資料的處理方法同水平相對淨空變化量測。
5.3.1．根據現場量測資料繪製水平相對淨空變化、拱頂下沉時態曲線，淨空水平收斂、拱頂下沉與距開挖工作面的關係圖等。
5.3.2．根據量測結果及《客運專線鐵路隧道施工技術指南》的規定可根據表4中變形管理等級指導施工。
變形管理等級
位移控制基準(u1b/u2b取值)
表5注：u0—極限相對位移值(結構允許相對位移，見下表)，u—實測位移值 b—隧道最大開挖寬度
結構允許相對位移表(%)
注：硬岩取下限，軟岩取上限。拱腳水平相對淨空變化指兩側點間淨空水平變化值與其距離之比；
拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值後與原拱頂至隧底高度之比。牆腰水平相對淨空變化極
限值可按拱腳水平相對淨空變化值乘以1.2～1.3後採用。
5.3.3、根據位移變化速度判別：
1)、淨空變化速度持續大於5.0mm/d時，圍岩處於急刷變形狀態，應加強初期支護系統。
2)、淨空變化速度小於0.2mm/d，圍岩達到基本穩定。
3)、在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍岩等情況下，應採用其它指標判別。
5.3.4、根據位移時態曲線的形態來判別：
1)、當圍岩位移速率不斷下降時(du2/d2t<0)，圍岩趨於穩定狀態；
2)、當圍岩位移速率保持不變時(du2/d2t=0)，圍岩不穩定，應加強支護；
3)、當圍岩位移速率不斷上公升時(du2/d2t＞0)，圍岩進入危險狀態，必須立即停止掘進，加強支護。
隧道監控量測方案
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