DB41_T 2137-2021公路隧道监控量测技术规程.pdf

ICS 93.060 CCS P 66 93.060 P 66 41 河南省地方标准 DB41/T 21372021 公路隧道监控量测技术规程 2021-04-12 发布 2021-07-12 实施 河南省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 基本规定.2 5 监控量测项目.2 6 必测项目技术要求.3 7 选测项目技术要求.5 8 信息处理流程.6 9 数据分析与应用.6 10 报告.6 附录 A（资料性）洞内、外观察记录表.8 附录 B（资料性）周边位移量测记录表.9 附录 C（资料性）地表下沉量测记录表.10 附录 D（资料性）拱顶下沉量测记录表.11 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河南省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位：河南省济阳高速公路建设有限公司、河南省公路工程试验检测中心有限公司。本文件主要起草人：杨新民、孟献春、兰伟伟、薛有利、周嘉宾、刘前途、宋平原、刘红敏、潘维霖、李新平、刘国清、杨庆武、闫富军、贺兵、李楠、孟光磊、刘永军、王金东、王成、邢洁、许改平、高度、陈秀谨、秦泰春、孟建玮、石兴敏、陈联合、李立青、符世辉、杨俊芳、贾书通、于品登、孙易男、王军权、王玉莹、姚杰、郭成龙、乔涵宇、张腾飞、李占军、李从豪、杨成凡、范俊刚、胡文杰、安帅帅、毛华新。公路隧道监控量测技术规程 1 范围 本文件规定了公路隧道监控量测的术语和定义、基本规定、监控量测项目、技术要求、监控量测方法、信息处理流程、数据分析与应用、报告等内容。本文件适用于以钻爆法开挖为主的公路隧道施工期监控量测，运营期公路隧道的监控量测可参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 50026 工程测量规范 GB 50497 建筑基坑工程监测技术标准 JTG/T 3660 公路隧道施工技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 必测项目 为了在施工中保证安全，通过量测信息判断围岩稳定性来指导设计、施工的常规量测项目。3.2 选测项目 为了满足隧道设计和施工的特殊需要，必要时在特殊地质地段进行的监控量测项目。3.3 基准点 为进行变形量测，设置于变形区域外、用于量测对比的稳定点。3.4 测点 设置在观测体上(或内部)，作为变形、位移、应力或应变测量用的固定标志工作点。3.5 周边位移 隧道两侧壁测点之间的相对位移。3.6 拱顶下沉 隧道拱顶测点的绝对沉降(量)。3.7 非接触量测 在不接触被测目标点的情况下，获取被测目标点的空间位移信息的方法。4 基本规定 公路隧道监控量测应符合安全适用、经济合理、技术先进的要求。4.1 监控量测管理应科学合理，应编制监控量测实施方案；施工中应按方案实施，保证数据的真实性、4.2 测点和仪器的稳定可靠性、数据处理与信息反馈的及时性以及监控量测周期的完整性；监控量测资料应及时整理归档并纳入竣工文件。监控量测方案应包括以下主要内容：4.3 a)工程概况；b)监控量测项目；c)量测仪器选择；d)监控量测断面及测点布置原则；e)监控量测频率；f)监控量测控制基准；g)数据处理、信息反馈；h)组织机构、管理体系等。隧道开工前，监控量测单位应收集以下资料：4.4 a)隧道工程勘察资料；b)隧道工程设计文件；c)施工组织设计；d)对监控量测工作的要求；e)其他相关资料。编写监控量测方案前，监控量测单位应进行现场踏勘，复核相关资料，了解工程目前的建设情况，4.5 确定拟监控量测项目现场实施的可行性。监控量测工作应结合开挖、支护作业的进程，按量测方案布点和监测，根据现场量测情况及时调4.6 整补充，量测数据应及时分析、处理和反馈。现场量测仪器，应根据量测项目及测试精度选用。宜选择简单适用、稳定可靠、操作方便、量程4.7 合理、便于进行结果处理和分析的测试仪器，并经过有效检校。监控量测数据应真实、有效、规范并经过复核，有可追溯性，及时填报反馈报表。4.8 监控量测单位应定期提交成果报告，紧急情况下应及时提交预警报告，工程完工后应提交总结报4.9 告。监控量测的实施应符合施工安全规定。4.10 监控量测工作应符合本技术规程和国家现行有效标准的规定。4.11 5 监控量测项目 监控量测项目包括必测项目和选测项目。5.1 在复合式衬砌和喷锚衬砌隧道施工时的量测项目，其作业应符合 GB 50026、JTG/T 3660 的要求。5.2 应根据设计要求、隧道断面形状和断面大小、埋深、围岩条件、周边环境条件、支护类型和参数、5.3 施工方法等综合选择选测项目。选测项目量测作业应符合 GB 50497、JTG/T 3660 和本文件的要求。6 必测项目技术要求 测点布置原则 6.1 6.1.1 量测项目和断面的选择以及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。量测断面位置的选取应遵循以下基本原则：a)在围岩的不同分级接触区域，应至少布置一个量测断面；b)地质条件复杂段落应布置量测断面；c)隧道埋深较浅或者洞口附近的区域，宜适当增加量测断面；d)当施工方案出现变更时，变更段落应布置量测断面；e)隧道出现大变形、塌方、突水突泥等重大事故时，宜在事故区域增设量测断面。6.1.2 周边位移和拱顶下沉断面间距应符合 JTG/T 3660 的要求。周边位移和拱顶下沉测点应布置在同一断面，拱顶下沉测点宜设置在拱顶轴线附近。当隧道实际围岩分级情况较设计分级差一个等级及以上或隧道断面大于双车道隧道标准断面时，应结合施工方法调整断面间距。6.1.3 周边位移量测的测线布置可参照表 1 及图 1 选用。表1 周边位移量测测线布置 开挖方法 地段 一般地段 特殊地段 全断面法 一条水平测线 连拱隧道中导洞施工过程中布设一条水平测线 台阶法 每台阶一条水平测线 每台阶一条水平测线，两条斜测线 分部开挖法 每分部一条水平测线 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；连拱隧道、小净距隧道正洞施工量测同上 全断面法 一般地段 特殊地段 6.1.4 拱顶下沉测点布置应符合下列规定：a)双车道及以下隧道每个量测断面应布置 12 个测点，三车道及以上隧道每个量测断面应布置23 个测点；b)采用分部开挖法时，每开挖分部拱部应至少布置 1 个测点。a）拱顶测点和一条水平测线示例 b）拱顶测点和两条水平测线、两条斜测线示例 图1 周边位移和拱顶下沉测线布置示例 c）CD 或 CRD 法拱顶测点和测线示例 d）双侧壁导坑法拱顶测点和测线示例 e）连拱隧道测点和测线示图 图1 周边位移和拱顶下沉测线布置示例（续）6.1.5 偏压或者大变形隧道，宜根据需要设置整体位移测点。高水压、膨胀岩土等地段宜在仰拱设置底鼓测点，可与拱顶下沉对应设置，应符合 JTG/T 3660 的规定。6.1.6 浅埋隧道、洞口段或有特殊要求的应进行地表下沉量测。地表下沉断面及测点布置应符合 JTG/T 3660 的规定。6.1.7 洞内必测项目测点埋设时间应符合 JTG/T 3660 的规定。6.1.8 隧道分部施工时，各分部测线及测点的布置应根据各施工部开挖先后顺序进行合理布置。6.1.9 基准点距离量测断面较远时，宜在隧道的稳定区域埋设新的基准点，并采取保护措施。6.1.10 测点应与量测断面侧壁垂直，埋入围岩不应小于 20 cm，不应焊接在钢支撑上，外露部分应有保护装置。监控量测方法 6.2 6.2.1 洞内外观察应满足以下规定：a)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，填写开挖工作面地质状态记录表；b)已支护地段观察应每天进行一次，观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，记录喷射混凝土表面起鼓、剥落、开裂、渗漏水、钢架变形及发展情况等内容。观察中发现围岩条件变差或支护状态结构异常时，应及时采取相应措施；c)洞外观察应观察记录洞口段、偏压段、浅埋段、及特殊地质地段的地表开裂、沉降、塌陷，边坡及仰坡稳定状态，地表水渗漏情况，地表植被变化等。应与地表下沉、地表水平位移对照分析洞口段边坡稳定性；d)洞内、外观察记录具体见附录 A。6.2.2 变形量测可采用接触量测或非接触量测方法。6.2.3 隧道周边位移量测可采用收敛计或全站仪进行：a)采用收敛计量测时，测点应采用钻孔预埋；b)采用全站仪量测时，测点布置及量测方法应符合 GB 50026 和 JTG/T 3660 的规定。6.2.4 拱顶下沉和地表下沉量测采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行，基准点应设置在下沉影响范围之外。6.2.5 周边位移、地表下沉和拱顶下沉量测记录具体见附录 B、附录 C 和附录 D。监控量测频率 6.3 6.3.1 监控量测频率的确定应以能系统反映所测对象的重要变化过程且不遗漏其变化时刻为原则。6.3.2 隧道洞内观察一般每开挖循环做一次，洞外观察与地表沉降观测一致。6.3.3 周边位移和拱顶下沉量测的量测频率除应符合 JTG/T 3660 的规定外，且应根据测点距开挖工作面的距离及位移速度满足表 2、表 3 的规定，宜采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。表2 周边位移和拱顶下沉的量测频率（按距开挖工作面距离）量测断面距开挖面距离（m）量测频率（01）b（2 3）次/d（12）b 1 次/d（25）b 1 次/（2 3）d 5b 1 次/（3 7）d 注1：b为开挖宽度。注2：变形速率突然变大，喷射混凝土表面、地表有裂缝出现并持续发展时应加大量测频率。注3：上下台阶开挖工序转换或拆除临时支撑时应加大量测频率。表3 周边位移和拱顶下沉的量测频率（按位移速率）位移速率（mm/d）量测频率 5（2 3）次/d 15 1 次/d 0.51 1 次/（2 3）d 0.20.5 1 次/3 d 0.2 1 次/（3 7）d 6.3.4 地表下沉量测应考虑开挖影响范围合理布置测点，量测频率应符合 JTG/T 3660 的规定。6.3.5 开挖支护全部结束，临时支护拆除完成，且变形基本稳定后 15 d20 d，各项量测作业方可结束。7 选测项目技术要求 受力量测 7.1 7.1.1 受力量测包括锚杆轴力、钢架内力、接触压力、衬砌内力和孔隙水压力等内容。7.1.2 受力量测的断面布置、元器件性能与选择、现场量测、数据处理应符合 GB 50097 和 JTG/T 3660的规定。变形量测 7.2 7.2.1 变形量测包括地表水平位移、土体深层水平位移和围岩内部位移量测等内容。7.2.2 变形量测的技术要求应符合 GB 50097 和 JTG/T 3660 的规定。有害气体监测 7.3 7.3.1 隧道施工应进行有害气体监测，包括甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOx）等有害气体和粉尘含量。7.3.2 有害气体监测的技术要求应符合 JTG/T 3660 的规定。建（构）筑物监测 7.4 7.4.1 应根据设计要求和工程需要对隧道施工影响范围内周边建（构）筑物进行监测，主要应包括沉降监测、倾斜监测、裂缝监测及振动监测等内容。7.4.2 建（构）筑物监测的技术要求应符合 GB 50026、GB 50097 和 JTG/T 3660 的规定。8 信息处理流程 在隧道施工过程应积极布置监控测试系统，采用自动化监控等手段，对支护结构位移、收敛、应8.1 力等进行监测，从中获得围岩稳定性及支护结构的工作状态信息，通过分析反馈与决策，优化开挖和支护设计。隧道信息化施工基本流程应符合 JTG/T 3660 的规定。8.2 9 数据分析与应用 9.1.1 监控量测应及时进行数据整理和数据分析，并绘制监控量测数据时态曲线和距开挖面距离变化曲线图、地表下沉值沿隧道纵向和横向变化量和变化速率曲线，必要时应绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上的分布图；9.1.2 监控量测数据整理、分析与反馈应符合 JTG/T 3660 的规定。9.1.3 围岩稳定性的综合判别，应根据监控量测结果根据位移管理等级、位移速率、位移速率变化趋势、初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比等指标进行综合判定，并符合 JTG/T 3660的规定。9.1.4 遇到下列情况之一时，应提出预警并分级管理：a)支护结构出现开裂，实行级管理；b)地表出现开裂、坍塌，实行级管理；c)渗水压力或水流量突然增大，实行级管理；d)水体颜色或悬浊物发生变化，实行级管理。10 报告 监控量测实施过程中应编制实时预警报告和阶段性成果报告，工程完工后编写总体工作报告。对10.1 重点部位、异常部位宜编写专项工作报告。实时预警报告应包括下列内容:10.2 a)工程概况；b)量测数据分析；c)预警内容；d)结论与建议。阶段性成果报告及总体工作报告应包括下列内容：10.3 a)监控量测实施方案；b)实际测点布置图；c)监控量测数据汇总表及分析曲线图；d)结论与建议。专项工作报告应包括工程概况、量测数据汇总表及曲线图、综合分析、结论与建议等内容。10.4 A A 附录A （资料性）洞内、外观察记录表 洞内、外观察记录见表A.1。表A.1 洞内外观察记录表 监测单位：施工单位：监理单位：隧道名称：编录里程桩号：表格编号：编号 编录项目 状态描述 1 开挖工作面尺寸 开挖宽度m 开挖高度 m 开挖面积m2 开挖方式 其他：2 开挖工作面状态 稳定 正面掉块 正面挤出 正面不稳 其他：3 毛洞状态 自稳 随时松弛、掉块 自稳困难，需及时支护 需超前支护 其他：4 地层岩性及产状 其他：5 风化程度 微风化 中风化 强风化 全风化 其他：6 节理（裂隙）密度（条/m）1 2 2 3 3 5 5 其他：7 节理（裂隙）张开度(mm)1 1 3 3 5 5 其他：8 节理、裂隙状态 紧闭 微张 张开 宽张 填充填物：无充填泥质岩屑钙（硅）质 9 结构体形态 随机、方形 柱状 层状、片状 土砂状/散体状 其他：10 涌水状态 无水 渗水或滴水 整体湿润 涌出或喷出 突水 11 洞内（已支护段）外观察情况 附图 调查：记录：复核：日期：年 月 日 B B 附录B （资料性）周边位移量测记录表 周边位移量测记录见表B.1。表B.1 周边位移量测记录表 监测单位：施工单位：监理单位：隧道名称：测点埋设日期：初始测量日期：测点桩号 施工方法 掌子面桩号 埋设日期 量测时间 量测值 平均值 温度修正值 修正后观测值 相对初次收敛值(u)相对上次收敛值(u)时间间隔 收敛速率 距掌子面距离 年 月 日 时 温度 第一次 第二次 第三次 d/d m 量测：记录：复核：DB41/T 21372021 10 C D D E 附录C （资料性）地表下沉量测记录表 地表下沉量测记录见表C.1。表 C.1 地表下沉量测记录表 监测单位：施工单位：监理单位：隧道名称：测线桩号：施工方法：测点埋设日期：初始读数日期：隧道埋深：监测值 测点号 1 2 3 4 5 量测日期 测值mm 相对上次差值mm 相对第一次差值 mm 测值mm 相对上次差值 mm 相对第一次差值 mm 测值 mm 相对上次差值mm 相对第一次差值 mm 测值mm 相对上次差值 mm 相对第一次差值 mm 测值mm 相对上次差值 mm 相对第一次差值 mm 量测：记录：复核：附录D （资料性）拱顶下沉量测记录表 拱顶下沉量测见表D.1。表 D.1 拱顶下沉量测记录表 监测单位：施工单位：监理单位：测点桩号 施工方法 掌子面桩号 埋设日期 量测时间 量测值 平均值 温度修正值 修正后观测值 相对初次下沉值(u)相对上次下沉值(u)时间间隔 下沉速率 距掌子面距离 年 月 日 时 温度 第一次 第二次 第三次 d/d m 量测：记录：复核：