隧道施工监控量测实施细则

目 录

1 总则 ................................................... 1 2 工程概况 ............................................... 1 2.1工程概况 ............................................ 1 3 监控量测的目的 ......................................... 2 4 监控量测人员配备及职责 ................................. 2 4.1 人员配备 ............................................ 2 4.2 监控量测人员职责 .................................... 3 5 监控量测项目和频率 ..................................... 4 5.1 必测项目 ............................................ 5 5.2 选测项目 ............................................ 5 5.3 量测频率 ............................................ 6 6 监控量测实施及要求 ..................................... 7 6.1净空变化量测 ........................................ 7 6.2 拱顶下沉量测 ....................................... 16 6.3 地表下沉量测 ....................................... 16 6.4 钢架内力量测 ....................................... 18 6.5 围岩压力量测 ....................................... 18 6.6 爆破振动量测 ....................................... 19 7 监控量测控制基准 ...................................... 19 8 监测数据的处理、分析与信息反馈 ........................ 22 8.1 量测数据处理与分析 ................................. 22 8.2 监控量测信息反馈 ................................... 26 9 数据结果上报程序和资料的整理 .......................... 29 10 工程安全性评价及应对措施 ............................. 30 11 监测管理质量保证措施 ................................. 32 12、监督考核 ............................................ 33 13附表 ................................................. 34

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隧道施工监控量测实施细则

1 总则

为了及时了解掌握隧道施工过程中围岩的稳定状态和支护、衬砌的可靠程度，确保施工安全及隧道结构的长期稳定性，在隧道施工过程中，及时为隧道围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据，为设计和施工提供决策管理服务，实现信息化施工管理。根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）、《铁路隧道施工技术指南》、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设[2010]120号）并结合本分部工程特点编制本细则。

2 工程概况

2.1工程概况

改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-8标一分部位于福建省龙岩市境内。赣龙至铁三洋上行联络线起讫里程为：GTDK0+000～GTDK6+107.001,下行联络线讫里程为：GTDK0+000～GTDK6+745.393。

标一分部共有隧道18599.858m/12座，其中： 2km＜L≤3km的隧道2199.77m/1座；1km＜L≤2km的隧道1476m/1座； L≤1km的隧道1480.088m/3座。

隧道围岩类型统计表

序号 起讫里程 终止里程 结构物名称 结构形式 Ⅴ:611m\\ Ⅳ:565m\\ Ⅲ:300m Ⅴ:334.77m\\ Ⅳ:574m\\ Ⅲ:1291m Ⅴ:392.088m\\ Ⅳ:374m\\ Ⅲ:179m 长度（m) 1476 2199.77 945.088 6 DK000+499.000 DK001+975.000 7 DK000+503.230 DK002+703.000 8 DK003+499.912 DK004+445.000 .

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9 DK005+557.000 DK005+767.000 12 DK000+220.000 DK000+545.000 Ⅴ:150m\\ Ⅳ:60m Ⅴ:225m\\ Ⅳ:70m 210 325 3 监控量测的目的

监控量测是检验设计、施工是否合理和围岩、结构是否安全稳定的重要手段，它始终伴随着施工的全过程，是保证施工安全、指导施工作业的重要环节之一，应作为关键工序列入现场施工组织。

隧道施工监控量测的目的是：

（1）确保施工安全和结构的长期稳定性；

（2）验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；

（3）确定二次衬砌施做时间； （4）监控工程对周围环境影响；

（5）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据；

4 监控量测人员配备及职责

4.1 人员配备

鉴于本标段内隧道施工的特殊性，分部成立专门的监控量测督察组，由分部总工程师刘源任组长，工程石晨俊、安质李来娣及隧道工程师任组员，定期对隧道监控量测工作进行检查监督，落实施工过程中本道工序的运行情况并给予指导。

⑴、各项目分部组建监控量测小组，监控量测小组以项目分部总工为组长，工程及专业隧道工程师任组员，并抽调对隧道监控量测有丰富经验的人员组成量测小组。针对具体工点制定量测计划及量测具体实施工艺及步骤。各工点必须配备一名专业工程师负责监控量

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测工作，实施整个施工过程中的量测工作及数据分析。

(2)、项目经理部总工程师负责现场监控量测的实施管理，并定期组织召开相关会议，负责指导、监督、检查现场监控量测工作进行情况，测量小组负责组织监控量测工作的现场实施和数据处理。

4.2 监控量测人员职责

（1）分部总工程师负责现场监控量测协调管理，并定期组织召开相关会议，分部工程负责指导、监督、检查现场监控量测工作进行情况。

（2）监控量测实施小组人员职责

①各分部总工作为监控量测实施的主要负责人，负有督促、检查、指导职责。应经常深入施工现场，指导、帮助各量测小组开展监控量测工作。

②分部总工应根据设计文件要求，制定量测方案，明确量测项目、内容及量测方法。负责做好量测资料的收集、归档和管理工作。

③分部总工根据量测工作的需要，及时提供材料和设备计划，报相关领导审批后，组织采购。加强各个小组量测仪器、设备的管理，定期进行标定，并建立健全仪器设备台帐。

④分部工程协助各分部总工开展工作，对量测小组上报的量测数据、地质素描等应及时进行分析处理，绘制图表，原则上于当日18：00之前将各量测小组上报的日报及时上报分各生产部门及相关领导。

⑤每周出监控量测周报，周报资料应由工程部复核，总工审核后以技术交底的形式下发到各架子队，便于各架子队领队指导现场

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施工。数据处理应有分析结果、施工建议、对应措施等内容。

⑥由各分部工程负责每天在早会上通报上一天的量测结果，以及隧道开挖掌子面的地质情况（含岩性、裂隙发育程度、渗漏水情况及地表构筑物情况等），并提出合理化建议以及应采取的施工措施。

(3)小组人员职责

①按照设计文件、量测方案的要求，组织小组技术人员及时埋设量测点，进行数据的采集、观测。按单位工程负责制，麻山隧道现场量测及数据整理责任人：范晓彬、彭勇发；洋美、铁山隧道现场量测及数据整理责任人：门欢、姚元周。监控量测信息化有工程部副段中锋负责。

②各小组一般应于当天下午17：00 之前将数据提交工程部，由工程部主管工程师负责进行数据分析处理。在围岩软弱或变化较大时，应加大量测频率，上报时间和频次由工程部另行确定。

③量测小组技术人员应做好量测桩点的保护工作，并进行标示，根据本小组的实际情况，可制定桩点保护办法。同时对当天的量测数据应及时归档整理，建立健全量测资料台帐。

④各量测小组组长对所上报的各种资料（包括量测、地质素描资料）的真实性、及时性负责，确保资料真实可靠、完整有效。并按照仪器使用管理规定，加强各种量测、量测仪器的使用和管理，确保仪器精度满足要求。

5 监控量测项目和频率

隧道施工监控量测旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息，

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据以判定隧道围岩的稳定状态，以及所设计支护结构参数和施工的合理性，因此，监控量测项目可分为必测项目和选测项目。

5.1 必测项目

必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目，是为了在设计施工中确保围岩稳定、判断支护结构工作状态、指导设计施工的经常性量测。必测项目在本分部5座隧道施工中均需进行，具体内容如下：

（1）隧道内、外观察。 （2）拱顶下沉。 （3）净空变化。

（4）隧道浅埋段的地表沉降。

5.2 选测项目

选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行补充测试，以求更深入地了解围岩的松弛范围和稳定状态以及喷锚支护的效果，为未开挖区段的设计和施工积累现场资料。

选测项目主要有围岩压力、钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、初期支护与二次衬砌间接触压力、锚杆轴力、围岩内部位移、隧底隆起、爆破震动、孔隙水压力、水量等，选测项目根据设计文件进行确定，根据地质情况在铁山隧道、洋美隧道、林邦隧道上行线、林邦隧道下行线、麻山隧道中有针对性的选择。爆破振动量测在洞口有危岩落石、下穿既有道路（麻山隧道下穿S203省道、南门口隧道下穿双永高速、林邦隧道上下行线下穿双永高速、红竹山一号、三号上穿矮陂隧道）及隧道洞口周边有建筑物的隧道（红梅隧道临近红梅小区）进行。分部选择的监控量测项目及仪器见表1。

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表1 隧道现场监控量测项目

监测项目名称 主要方法和设备 监控目的 备注 洞内、外观察 现场观察、数码相机、直观观察地质状况和支护结构罗盘仪 稳定情况 全站仪、 全断面扫描仪等 获得隧道周边位移随时间和掌子面前移的变化，并作为判断支护稳定或位移反分析的依据 获得隧道顶部位移随时间和掌子面前移的变化，并作为判断支护稳定或异常现象的依据 获得浅埋段隧道地表沉陷量值，为控制地表沉降提供信息 必测 隧道周边位移收敛量测 必测 拱顶下沉量测 全站仪等 必测 浅埋地段地表下沉量测 精密水准仪，铟钢尺 必测 围岩压力量测 测试衬砌承受压力，为设计衬砌压力盒，频率接收仪 提供荷载值，为长期观察结构稳定性，提供量测数据 钢筋应力计，频率接收仪 量测钢架内力，为评价钢架作用、安装质量提供数据，也为结构设计提供实测依据 选测 钢架内力量测 选测 爆破振动量测 爆破振动速度和加速度的监测振动传感器、记录仪 通过爆破振动记录仪自动记录，分析振动波形和衰减规律。 水准仪、钢尺或全站仪 选测 隧底隆起 选测 5.3 量测频率 必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按照表2、表3确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大测量频率。

表2 按开挖面距离确定的监控量测频率

监控量测断面距开挖面距离（m） （0～1）B （1～2）B 监控量测频率 2次/d 1次/d .

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（2～5）B >5B 1次/2～3d 1次/7d 注：B为隧道开挖跨度。

表3 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 ＜0.2 监控量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/3d 1次/7d 6 监控量测实施及要求

6.1净空变化量测

隧道内壁面两点连线方向的相对位移称为周边收敛。收敛值为两次量测的距离之差，它能反映洞室的工作状态和受力性状。 6.1.1量测设计

净空变化量测的设计包括：仪器选择、断面间距、量测频率、测线布置、量测点埋设。

（1）仪器选择：采用全站仪或断面扫描仪。

（2）量测断面间距：一般情况下，洞口段和埋深小于两倍隧道宽度地段，间隔5m一个量测断面；其余地段可根据地质条件具体确定，并应满足《铁路隧道监控量测技术规程（TB 10121一2007）》的要求（见表4）。对于地质条件好且收敛值稳定的隧道可加大量测断面的间距；对于地质条件较差，收敛值长期不稳定、开挖进度快或采用分部开挖法施工的隧道，可缩小量测断面的间距。具体量测断面桩

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号可根据实际情况作适当调整。另根据铁道部文件 铁建设[2010]120号 《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》，隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：Ⅲ级围岩不得大于30m,Ⅳ级围岩不得大于10m，Ⅴ级围岩不得大于5m。故Ⅲ级围岩按30m间距，Ⅳ围岩按10m间距、Ⅴ级围岩按5m间距设置量测断面。本标段隧道量测断面间距安排严格按照表4要求布置。

表4 量测断面间距控制表

围岩级别 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 量测断面间距（m） 30 10 5 备注：①在围岩突变段落，要根据实际情况在围岩变化部位加密监控量测断面；②Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

（3）量测频率：一般情况下，考虑测线位移速率、距工作面距离，按下表5取值确定量测频率。当地质条件变差或量测值出现异常，量测频率加大，必要时每2～5小时量测一次。当变形稳定时，可适当降低量测频率。当同一断面内各测线变形速度不同时，以产生最大变形速度的测线确定全断面的量测频率。

表5 量测频率控制表

位移速度（mm/d） ≥5 1～5 0.5～1 0.2～0.5 ＜0.2 .

监测断面距开挖面距离（m） （0～1）B （1～2）B （2～5）B ＞5B 监控量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/3d 1次/7d .

注：B为隧道宽度

（4）收敛测线布置。测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度有关。一般可按表6 和图1所示测线布置。分开展后再依情况调整。一般地段应采用2～3条测线，但拱脚处必须有一条水平测线。若位移值较大或偏压显著，可同时进行绝对位移量测。水平净空收敛，拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等监控必测项目，应设置在同一断面。

表6 净空变化量测测线数

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隧道中线约内轨顶面全断面法测点布置示意图

隧道中线内轨顶面台阶法测点布置示意图

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约约.

隧道中线内轨顶面短台阶预留核心土法测点布置示意图

隧道中线约2.5m约内轨顶面双侧壁导坑法测点布置示意图

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隧道中线内轨顶面四步CD法测点布置示意图

隧道中线上下台阶分界线隧道中线约2.5m内轨顶面内轨顶面全断面法测点布置示意图

台阶法测点布置示意图约2.5m

周边收敛点图例拱顶下沉点

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图1 拱顶下沉和隧道周边收敛侧线布置图

（5）量测点埋设 量测点埋设时间的要求

量测布点要及时，净空收敛、拱顶下沉量测要在初喷混凝土后或在每次开挖后3小时内（最迟不超过12小时）取得初读数，且在下一循环开挖前必须完成。

（6）量测期的确定。在变形量小的洞室（开挖后一个月内变形收敛），当变形收敛至一定值后，再以1次/日的频率测一周时间，观测其稳定状态；在变形量大的洞室中（开挖后二个月以上时间，变形仍不收敛），直至变形收敛至一定数值后，再以2次/日的频率测二周，以便确认变形是否稳定，直至二衬施做后结束。

（7）监控量测点的样式：

沉降观测、收敛观测均采用无尺量测，其测点样式见下图2。

图2、无尺量测测点式样

注：拱部和边墙测点不得焊接在型钢钢架或格栅钢架上，一定要

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埋设在土体或围岩内。

在隧道喷锚之后，在12小时之内，下一循环开挖前进行点位布设，布点时可以采用风钻钻孔至围岩内，然后采用φ22螺纹钢筋,镶岩深度15cm左右，露出喷射混凝土表面3cm左右。埋点前将钢筋一头打磨成椭圆形，如上图所示，背对掌子面，然后用砂浆或锚固剂固定后，将反射膜片贴在钢筋头上，并立即采用全站仪读取原始数据，初次测量完成后用塑料纸或其他物件将其包住以免喷射混凝土时将反射贴片表面损坏。

（8）量测点标示牌

量测点标示牌材质采用胶合板或薄铁皮，长宽尺寸为32*26cm。标示牌不允许悬挂于监控量测点上。标示牌的详细加工形式加下图3：

320白底黑字量 测 标 志 牌260断面里程:埋设时间:围岩级别：管理等级：责 任 人：

白底红字图3：量测点标示牌示意图

6.1.2量测数据的读取与记录

量测数据的读取需注意以下事项：

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更换量测点时，量测仪器和温度计必须在洞内放置30分钟后才能进行量测，以便保证温度修正量达到一定的精度。

量测前首先需检查测点是否有被破坏、松动、弯曲等现象，如出现上述情况，要研究补救措施。

其次将原始记录及时整理成正式记录。对每一量测断面内的每一条测线，整理后的量测资料应包括：原始记录表及实际测点布置图；位移随时间以及开挖面距离的变化图；位移速度、位移加速度随时间以及开挖面距离的变化图。将每日的记录汇入日报表，整理的图表应及时进行数据处理或回归分析，推求最终位移和位移变化规律，以便指导施工。

6.1.3全站仪非接触量测

全站仪非接触监测系统，是在极坐标量测系统的基础上，结合机载软件和数据分析，对隧道净空变形有效、快速监测的量测系统。

为了满足隧道变形监测的需要，全站仪的精度可选择测角精度±1″、分辨力为0.1″，而测距精度为1+1×10-6、分辨力0.1mm。这样，对于几十米长的隧道范围内观测点，其定位精度用1～2个测回可选10-1mm级。也可选择测角精度±2″、测距精度为2+2×10-6的全站仪，但须增加测回数。

配合全站仪使用的反射片是一种具有反射性能的反射膜片，反射膜片由丙烯酸脂制成，背部为不干胶，厚度为0.28mm，呈银灰色，大小根据测距选择。

监测时测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。

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6.2 拱顶下沉量测

隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值。对于埋深较浅、固结程度低的地层，水平成层的隧道，这项量测比收敛量测更为重要，其量测数据是确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全的最基本的资料。

水平净空变化、拱顶下沉量测必须在每次开挖后8小时内且在下一循环开挖前读取初读数，最迟不得超过12小时。

拱顶下沉量测应与水平净空变化量测在同一量测断面内进行。当地质条件复杂,下沉量或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。

在避免被爆破作业破坏的前提下，测点应尽可能靠近工作面埋设，一般距离为5～10m，并且应牢固可靠，易于保护、识别，量测断面用红油漆标识。拱顶下沉量测后视点必须埋设在稳定岩面上,并和洞、内外水准点建立联系。

每个断面布置1～3个测点，测点设在拱顶中心及其附近，监测起点设置在二次衬砌设计标高位置，见洞室周边位移测线布置图。

6.3 地表下沉量测

浅埋隧道和隧道的洞口段通常处于埋深较浅、围岩破碎、自稳时间短、固结程度低的地层，施工方法不妥极易发生冒顶塌方或地表沉陷，危及施工安全。因此，这项量测在洞口施工段十分重要，其量测数据是确认围岩的稳定性、判断支护效果、指导施工工序、预防洞口崩塌、保证施工质量和安全的最基本的资料。

地表下沉采用水准仪、塔尺量测。测试精度为1mm。并且要求地

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表下沉量测必须在隧道开挖之前进行。

浅埋隧道（H0≤2B，H0—隧道埋深，B—隧道最大开挖宽度）地表下沉量测断面布置与洞内水平净空变化、拱顶下沉在同一横断面内；当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设下沉测点。一般情况下，地表沉降测点纵向间距应按表7要求布置。

表7地表沉降测点纵向间距

隧道埋深与开挖宽度 2B＜H0＜2.5B B＜H0≤2B H0≤B 纵向测点间距（m） 20 10 5 注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。

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，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho + B，地表有控制性建(构)筑物时，量测范围应适当加宽。其测点布置如图4所示。

图4 地表下沉测点布置图

测点按普通水准点埋设，每断面施设7～11个测点，监测范围在隧道开挖影响范围以外。（隧道开挖影响范围计算公式：D=B+2×h×

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tan(45°-φ/2)，D —开挖影响范围；B—隧道开挖宽度；h—隧道开挖高度；φ—围岩内摩擦角）；

地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

地表下沉量测频率根据表5确定。

6.4 钢架内力量测

如果隧道围岩较差，尤其是在浅埋、偏压隧道中，早期围岩压力增长较快，需要提高初期支护的强度和刚度时，隧道开挖后常需要采用各种钢架进行支护。通过对钢架内力的量测，可知钢架的实际工作状态，从钢架的性能曲线上可以确定在此压力作用下钢架所具有的安全系数，视具体情况确定是否需要采用加固措施。

目前型钢支撑应力量测多采用振弦式表面应变计，格栅支撑应力量测多采用振弦式钢筋应力计。

这些量测元件具有体积小，质量轻，结构简单灵活，安装方便，对被测介质影响小等优点。本次量测也将采用振弦式应力计进行量测。

在埋设时，应注意对测试元件、测线的保护，防止由于埋设不当而使元件不能正常工作，或者埋设后测线被扯断。

应力、应变计的观测频率在埋设初期观测频率较高，后期观测频率较低。观测时，根据具体情况及要求，定期进行量测；每次每个测点的量测不少于3次，力求量测数据可靠、稳定。

6.5 围岩压力量测

量测作用于喷层和岩土体之间的径向接触应力及初支与二衬间

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的径向接触应力。量测仪器采用振弦式压力盒及VW-1型频率接收仪。

（1）测点埋设

应把测点布设在具有代表性的隧道断面的关键部位上（如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等）。每一断面宜布置10～14个测点，并对各测点逐一进行编号。

压力盒埋设，要使压力盒的受压面向着围岩。根据实际围岩情况，采取适当方法将压力盒固定在岩面。再谨慎施作喷砼层。不要使喷砼与压力盒之间有间隙。保证围岩与压力盒受压面贴紧。

（2）量测计算

根据每次所测得的各测点电信号频率，可依据压力计的频率-压力标定曲线来直接换算出相应的压力值。

（3）数据处理与分析

根据压力值绘制压应力-时间曲线图和压应力-随开挖距离的曲线变化图，在隧道横断面图上按不同的施工阶段，以一定的比例把压力值点画在各压力盒分布位置，并以连线的形式将各点连接起来，绘制隧道围岩压力分布形态图。

6.6 爆破振动量测

本标段测试爆破振动目的是为了确保工程周边建筑物的安全以及控制洞口危石，防止边坡滑坡，及时调整控爆参数，将爆破振动速控制在安全范围内；为类似工程爆破施工积累经验。

本标段爆破振动量测仪器采用爆破振动监测仪。

7 监控量测控制基准

（1）监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动

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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，以及周围建(构)筑物特点和重要性等因素制定。

（2）隧道初期支护极限相对位移可参照表8和表9选用。

表8 跨度B≤7m隧道初期支护极限相对位移

围岩级别 隧道埋深h (m) h≤50 502 拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下

沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。

3 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.2一1.3后

采用。

表9 跨度7m围岩级别 隧道埋深h (m) h≤50 50.

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ - 0. 03 - 0. 06 0. 06 - 0. 10 0. 03-0. 06 0. 04-0. 15 0. 08-0. 40 0. 05-0. 12 0. 12 - 0. 30 0. 30 - 0. 80 0. 08 - 0. 16 0. 14-1. 10 0. 80-1. 40 注:1 本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。

2 拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指

拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。

3 初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.1－

1.2后采用。

（3）位移控制基准。位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表10要求确定。

表10 位移控制基准

类别 距开挖面1B (U1B) 距开挖面2B ( U2B ) 距开挖面较远 100% Uo 允许值 62% Uo 90% Uo 注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。 （4）位移管理等级及应对措施。根据位移控制基准，可按表11分为三个管理等级并确定应对措施。

表11 位移控制基准及应对措施

管理等级 Ⅲ Ⅱ 距开挖面1B U＜U1B /3 距开挖面2B U＜U2B /3 应对措施 正常施工 综合评价设计施工措施，加强监U1B /3≤U≤2U1B /3 U2B /3≤U≤2U2B /3 控量测，必要时采取相应工程对策 Ⅰ U＞2U1B /3 U＞2U2B /3 暂停施工，采取相应工程对策 注：U为实测位移值 根据位移变化速度来判断，变形速度是由大变小的递减过程，从变形曲线可分为三个阶段：

1变形急剧增长阶段：变形速度大于1mm/d，应加强初期支护系○

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统；

② 变形缓慢增长阶段：变形速度0.2～1mm/d； ③ 围岩基本稳定阶段；变形速度小于0.2mm/d；

根据位移时态曲线的形态来判别，由于岩体的流变特性，岩体破坏前变形曲线可分为三个阶段：

① 基本稳定区，主要标志为变形速率逐渐下降，即U＜U0／3，该区亦称“一次蠕变区”，表明围岩趋于稳定；

② 过渡区，变形速率保持不变，U0/3≤U≤2U0/3，该区亦称“二次蠕变区”，表明围岩向不稳定状态发展，须发出警告，加强支护系统。

③ 破坏区，变形速率逐渐增大，即U＞（2U0/3），亦称“三次蠕变区”，表明围岩已进入危险状态，须立即停工，进行加固。

（5）量测结束标准

各项量测作业均应持续到变形基本稳定后，再以1次/7d的量测频率测2-3周后结束，要求净空收敛和拱顶下沉变形基本稳定时的变形速率＜0.2mm/d。

8 监测数据的处理、分析与信息反馈

8.1 量测数据处理与分析

现场量测的原始数据具有一定的离散性，其中包含着量测误差甚至测试错误。为确认量测结果的可靠程度，获得围岩变形、支护受力等随时间、空间变化的规律，及在工程中信息化指导设计施工，需进行数据处理。

进行现场监控量测，取得量测数据后，监测人员及时整理分析

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量测数据，并结合施工步骤、支护等进行分析判断，将实测数据与允许值进行比较，具体的处理方法为：

（1）根据仪器特点进行温度校正后，计算位移值；

（2）绘制位移-时间图，位移速度-时间图，位移加速度-时间图； （3）用回归分析推算位移趋势，分析速率变化、加速度变化趋势。

（4）对量测数据处理结果分析判断，及时提交量测结果。 （5）监控量测资料的整理分析

完成现场量测和数据采集后，应及时对现场观测所得的资料加以整理，编制成图表和说明，使它成为便于使用的成果;量测资料保存在施工现场,以便于核查。具体步骤和内容如下：

①核查各项原始记录，检查监测值的正确性； ②对各种观测值按时间逐点填写观测数值表； ③绘制各种变形过程线或变形分布图；

④根据数据整理结果对初期支护的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。

⑤当曲线出现异常时，应及时分析原因，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。

表12 量测数据整理明细表

序号 1 量测项目名称 拱脚水平相对净空变化、拱顶相对下沉 地表下沉 数据整理内容 绘制位移(u)～时间(t)的关系曲线 绘制位移(u)～距开挖距离(l)的关系曲线 绘制地表下沉位移(u)～时间(t)的关系曲线 绘制位移(u)～距开挖距离(l)的关系曲线 2 .

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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（应选取与实测数据散点图最相近的模型进行分析预测）。分析图表如下

收敛速率分析图

时间-收敛关系曲线图0.10收敛速率（mm/d）实测数据0.080.060.040.020.001234567时间（d）y = -0.0218Ln(x) + 0.071710111213

累计收敛值分析图

时间-累积收敛值关系图1.201.000.800.600.400.200.00-0.20-0.40

总收敛值（mm）y = 0.4245Ln(x) - 0.182512345671011实测值121314时间（d）

沉降速率—时间关系分析图

0.090.080.070.060.050.040.030.020.010.001234

沉降速率-时间关系图沉降速率(mm)/dy = 0.06e-0.1213x567101112131415时间(d)实测值指数（回归分析）

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累计沉降值-时间关系图

累积沉降值-时间关系图1.20累积沉降值(mm)1.000.800.600.400.200.00-0.20-0.40y = 0.4665Ln(x) - 0.2827123456710111213141516时间(d)实测值对数回归分析值收敛值-距掌子面距离关系图

XX隧道收敛值与掌子面距离关系曲线3.002.80

收敛值(mm)2.602.402.202.001.801.60距离(m)

对实际测得的数据，利用计算机进行指数、对数、双曲线其中最合适的一种形式进行计算分析，并进行预测。

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

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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。

8.2 监控量测信息反馈

（1）监控分析结果反馈与应用

围岩的稳定性应根据量测结果综合判定：

①根据位移值确定。初期支护达到基本稳定的条件:实测最大位移值或回归预测最大位移值应不大于表8、表9所列极限相对位移值的2/3，并按表11进行变形管理。

②根据位移变化速度确定。当净空变化速度持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；当隧道净空收敛值的速度明显下降，收敛量已达总收敛量的80%～90%，且净空变化速度小于0.2mm/d时(隧道经验认为水平收敛速度小于0.2mm/d或拱顶位移速度小于0.15mm/d)时，围岩达到基本稳定，此时可进行二次衬砌；在浅埋地段，及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用其它指标判别。

③根据围岩位移时态曲线的形态来判别：

当围岩位移速度不断下降时（du2/d2t<0），围岩趋于稳定状态； 当围岩位移速度保持不变时（du2/d2t＝0），围岩不稳定，应加强支护；

当围岩位移速度不断上升时（du2/d2t>0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

④监控量测的分析结果和建议必须第一时间反馈给分部总工程师，以便及时指导施工，当量测表明存在塌方、突水突泥等可能时，应及时报项目部总工程师。

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⑤施工监控量测信息流程。隧道施工监控量测与反馈流程见图5。

A 项量测的回归分析 B项量测的应力应变动态分析 量测结果的综合处理及反原施工设计 现场施工 监控量测 监测设计 资料调研 量测结果的微机信息处理系统 馈分析 监测结果的综合评价 量测结果的形象化、具体化 经济类比 结构安全性、经济性判断 理论分析 甲方、规范要求 报送设计和施工单位 “围岩—结构”体系动态及现状分析说明、提交修正设计意见、建议 反馈设计施工 否 是否改变设计、施工方法 是 新设计方案 调整设计参数、施 工方法或辅助措施 .

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图5 监控量测信息反馈程序框图

设立监控量测组，监控量测组的监测数据均由计算机管理，做到每日监测结果的及时上报。如有变形超过管理标准，则由分部总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达到工作面执行，并同时通过电话及其它方式通知驻地监理、分部总工和经理、设计单位，并由分部总工和经理决定是否上报项目部总工和经理。周报、月报则通过书面形式上报项目部总工，由项目部按期向施工监理、设计单位和业主单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工情况进行评价并提出施工建议。

（2）监控量测工作安排 ①监控量测工作日程安排。

施工监控量测工作进度与隧道施工进度紧密相关，要根据施工顺序步骤，对隧道进行监测工作。监控量测人员进场后，着手准备监控量测设备、标定及本隧道监控量测的相关准备工作。

表13 监控量测工作日程安排表

工作阶段 项目总体规划及测试设备的准备 测试设备的安装 工作内容 对监控量测方案进行细化， 编写施工监控量测实施计划 设备标定 仪器安装与调试 准备监控量测必要的数据及相关工作 隧道内目测观查 施工过程围岩稳定性预测分析 施工过程支护稳定性预测分析 向业主进行阶段性监控量测结论的汇报 提交监控量测总报告 备注 施工过程的监控 完成监控工作 .

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②重点工作。

除作好监控数据的采集、整理工作外，做到信息及时反馈非常重要。它是根据量测手段所获得的信息资料以数学的方式通过处理分析判断围岩、支护的稳定性，并及时反馈到设计、施工中，优化设计、指导施工。为此，每天进行一次数据分析，每7天汇总量测数据，并以书面形式上报监理，以便通知有关单位。如遇紧急情况，首先口头知会监理单位，再书面报告，以便使信息能及时反馈作用于设计、施工，供各单位决策，作好下列工作：

设计参数的修改（锚杆直径、长度、喷层厚度、钢架型号）； 施工方法、工序的改变（台阶变导坑，长台阶变短台阶）； 围岩级别的确定； 预留变形量的调整； 辅助施工方法的采用；

隧道结构受力状态的判断以及相应的措施建议。

9 数据结果上报程序和资料的整理

1、现场监控量测小组每天应向项目分部工程部上报前一日监控量测资料（含7天围岩分析报告）；工程部应结合现场分析数据情况判断隧道施工过程中的变形控制情况，并把所有原始测量资料归档，作为后续施工的指导依据；各项目分部总工要定期的组织分析会，对一周内量测结果定性分析，以便指导隧道施工；

2、所报资料要求内容齐全、数据准确、打印清晰、签认有效（观测人、记录人、复核人、技术负责人均应签字确认），上报及时。

3、项目经理部监控量测督察组每一个月由总工带队，工程部、安质及专业工程师定期对各项目分部进行监控量测实施检查

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考核，每次检查过程中，分部总工要对管段内上个月量测工作做详细汇报。

4、工程安全性评价应根据位移管理等级分三级进行，并采用表2和表4相应的工程对策。当监控量测位移管理达到Ⅲ级时，应上报监控量测组长、技术主管和现场监理工程师；当达到Ⅱ级时，上报现场施工负责人、项目分部工程和总工程师，同时项目分部总工根据综合情况上报经理部总工，再由其上报监理单位、设计单位、业主单位，采取相应工程措施；当达到Ⅰ级时，立即停止施工，上报各方，由业主单位召集各方分析原因，研究工程对策。项目分部应对位移管理等级根据每个隧道情况明确量化指标，以便于现场监控量测人员操作和汇报。

5、监控量测资料是竣工文件中不可或缺的部分，必须纳入竣工文件管理程序中。分部设专人负责监控量测资料的收集、整理、签认、归档和移交，监控量测验收资料主要包括以下内容：

⑴监控量测设计；

⑵监控量测实施细则及批复； ⑶监控量测结果及周（月）报； ⑷监控量测数据汇总表及观测资料； ⑸监控量测工作总结报告。

10 工程安全性评价及应对措施

根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策建议，以此作为设计施工变更最重要的依据，做到信息化施工。根据位移管理等级，将工程安全性评价相应分为三级进行，并采取相应的措施。工程安全性评价可按图5 进行。

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（1）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；

（2）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。

（3）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。

（4）工程对策主要应包括下列内容：

根据监控量测结果所反应的不同情况及其对应的工程管理等级，可采取如下措施，以保证隧道的施工安全。

①一般措施：稳定开挖工作面措施；调整开挖方法；调整初期支护强度和刚度并及时支护；降低爆破振动影响；围岩与支护结构间回填注浆。

②辅助施工措施：地层预处理，包括注浆加固，降水、冻结等方法；超前支护，包括超前锚杆（管）、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。

图6 工程安全性评价流程图

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11 监测管理质量保证措施

（1）将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，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控制计划。

（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、第三方监测单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、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标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

（5）监测工作由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程师负责，小组其它成员也是有监测工作经历的工程师或测工，并保证监测人员的相对固定，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）做好监控量测仪器的保养、维护。

（7）测点布置力求合理，应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。

（8）测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品,测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定。

（9）测点埋设应达到设计要求的质量，做到位置准确、安全稳固，并设立醒目的保护标志。

（10）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，

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特殊情况下，每天报送一次，其中南门口隧道是整个标段施工监测的重中之重。监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降曲线、历时曲线等，作必要的回归分析，及对监测结果进行评价。

（11）监测数据均应现场检查、室内复核后方可上报；如发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位主管，以便采取措施。

（12）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的测试实施细则。

（13）雨季是隧道施工的不利情况，地下渗水比较严重。因此雨季在保证正常的监测频率的情况下，应加强一些薄弱环节和主要管线及建筑物等项目的量测频率，如应力、拱顶下沉等，同时，应根据监测结果，加强一些不利区域的监测，以保证整个工程始终处于监控状态。

12 监督考核

1、分部要根据设计文件和项目经理部《隧道监控量测实施细则》编制隧道监控量测实施方案（报监理审批），对未报审隧道监控量测实施方案的，每隧道罚款壹万元。

2、未按设计及分部《隧道监控量测实施细则》的方法进行测点布设及监控量测频率严重不够，发现一次罚款五千元。

3、监控量测原始记录不全、不规范，数据回归分析不及时，发现一次罚款壹千元。

4、所有罚款直接从内部计价款中扣缴，划归项目经理部安全投入。

5、监控量测作为隧道施工中的关键工序，从项目经理部到各项

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目分部一定要把此工序落实到实处，确保隧道正常安全施工。

13附表

监控量测记录、汇总表格见下列附表

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附表1 XXX铁路XXX隧道净空变化监控量测原始记录

施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 变形速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 编号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师： .

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附表2 XXX铁路XXX隧道XXX斜井/平导净空变化监控量测原始记录

施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 变形速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 编号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师： .

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附表3 XXX铁路XXX隧道拱顶下沉监控量测原始记录

施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 下沉速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 编号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师：.

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附表4 XXX铁路XXX隧道地表下沉监控量测原始记录

施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 下沉速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 编号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师：

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附表5 XXX铁路XXX隧道XXX平导/斜井拱顶下沉监控量测原始记录

施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 下沉速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 型号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师： 附表6 XXX铁路XXX隧道隧底沉降监控量测原始记录

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施工单位： 监理单位：

仪器型号： 观测点埋设日期： 第 页，共 页 桩号 测量时间 年月日 时 施工方法 施工部位 围岩级别 时间间隔 d 下沉速度 Mm/d 相对初相对上温度修正后第一次 第二次 第三次 平均值 次变化值次变化修正值 观测值 （△μ） 值 m m m m mm m mm mm 测线 编号 备注 观测者： 计算者： 复核者： 工区技术负责人： 监理工程师： .

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附表7 XXX铁路XXX隧道收敛沉降成果表 测 序号 量 日 期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 距初测天数 水平测线A本次收敛值(mm) 水平测线A累计收敛值(mm) 水平测线B本次收敛值(mm) 水平测线B累计收敛值(mm) 拱顶本次沉降(mm) 拱顶累计沉降(mm) 地表累计沉降(mm) 隧底累计沉降(mm) 与开挖面距离(m) 观测者： 计算者： 复核者： 监理工程师： .

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附表8 XXX标段XXX隧道进（出）口监控量测分析周报

一、 地质情况：（掌子面）

二、 目前隧道掘进长度（施工里程）；围岩量测断面里程；拱顶下沉、地表沉降、隧底沉降观测点的点位数量；

三、 监控量测数据分析如下：

第一组监控量测点：里程、施工方法、埋设时间、目前拱顶累计下沉值、累计收敛值、地表沉降观测、隧底沉降观测目前累计下沉值，目前围岩稳定情况，施工注意事项等；

第二组监控量测点： 第三组监控量测点： ……………

测量工程师：XXX 联系电话：

XXX标段XXX施工单位

年 月 日

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