玛瑙山隧道监控量测专项施工方案.doc

中铁二十局集团有限公司成贵客专第四分部第二工程架子队玛瑙山隧道监控量测专项方案编 制： 审 核： 技术负责人： 部门负责人： 中铁二十局集团有限公司成贵客专第四分部第二工程架子队二零一四年二月 第一章 简介1.1 工程概况玛瑙山隧道位于宜宾市江安县底蓬镇柏杨坪村至大井镇黄桷湾。隧道起讫里程DK194+740DK197+750，全长3010m，隧道线路走向由西北向东南，最大埋深250 m。玛瑙山隧道为客运专线单洞双线隧道，线间距4.6m，设计行车速度为250Km/h。本隧道为直线段，隧道内纵坡采用单面下坡，坡度为14。玛瑙山隧道洞身以级围岩为主，、级围岩占开挖总长度的37.5%。隧区地表多为旱地、灌木、树林、水田，基岩零星出露。 1.2 监控量测目的为确保监控量测工作顺利正常开展，了解围岩状态，及时反馈信息于设计和指导施工，调整支护参数和二衬施作时间，确保施工安全和结构的长期稳定性，有效保护周边环境，尽量降低监控量测费用，减少对工程施工的干扰，同时为加强监控量测实施人员规范操作，全面掌握监控量测实施全过程，结合隧道工程特点，制定本方案。1.3 组织机构及作业程序组织机构：为保证监控量测工作正常有序开展，分部建立总工程师负责的管理体系，工程部和安质部负责对隧道的监控量测进行日常检查、指导和重大问题上报工作。并成立监控量测小组，制定各岗位职责，明确分工，责任到人。总负责人：分部总工程师，负责监控量测工作组织安排和重大问题的处理。主管部门：工程部、安质部，负责监控量测全面管理，日常检查、指导和重大问题上报工作，并参与重大问题的处理。监控量测负责人：测量队负责主管监控量测组工作，掌握监控量测工作状态，分析和上报有关监控量测数据和情况，制定处理措施，下达技术交底资料。及时组织相关人员开展监控量测工作，并对监控量测结果负责，分析监控量测数据和上报监控量测动态。现场监控量测实施人：监控量测组员（操作人员和资料员），操作人员负责现场监控量测具体实施，负责测点的布设和保护，及时取得监控量测数据；资料员负责监控量测资料的收集、整理、签认、汇总和归档等资料管理工作。作业程序：（1）熟悉资料（施工图纸、规范和作业指导书等）;（2）布点量测;（3）取得数据;（4）整理签认;（5）分析处理;（6）位移管理;（7）信息反馈;（8）工程对策;（9）资料归档。1.4 作业准备量测仪器：量测仪器配备：数码相机、地质罗盘、收敛仪、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等。辅助工具：爬梯、手电筒及其它辅助工具。量测项目：根据设计要求，结合玛瑙山隧道具体情况，确定围岩量测必测项目。第二章 监控量测方案2.1 监控量测的基本要求1. 成立相应的组织机构，配备专业人员和设备，掌握成熟、可靠地数据处理与分析技术。2. 根据设计要求或隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等，编制监控量测实施细则或作业指导书，经监理或业主批准后严格实施。3. 将现场监控量测作为工序引入作业循环，并结合地质预报做出评价，优化设计参数，实施动态管理。监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中，监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。4. 监控量测工作必须紧接开挖、支护作业、埋点数量、位置、时间应符合设计或规范规定，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。测点应牢固，挂牌标示。5. 施工过程中应加强资料收集与整理工作，工程竣工后，监控量测资料要纳入竣工文件。6. 施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理，由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细记录。表2-1 作业人员配备表监控量测小组组长1人测量人员2人技术员1人普工1人表2-2 主要设备配置表全站仪1台精密水准仪器1台钢挂尺1把收敛计1把数码相机1台电脑1台隧道激光断面仪1台（可多个工作面共用）是分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划施 工监控量测开挖工作面状态评价数据处理施工是否完成判断稳定性判断判断修改支护参数结 束否施工准备2.2 监控量测流程图2.3 监控量测的主要内容根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定隧道监控量测的项目。量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类。1. 必测项目包括：a、洞内外观察；b、净空变化；c、拱顶下沉；d、地表下沉。表2-1 监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘、数码相机2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪（收敛计、全站仪）0.1mm3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢挂尺或全站仪1mm4地表下沉水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1mm浅埋隧道必测（H02b）2. 选测项目包括：1）隧底隆起；2）围岩压力；3）钢架内力；4）喷射混凝土内力；5）二次衬砌内力；6）初期支护与二次衬砌间接压力；7）锚杆轴力；8）围岩内部位移；9）爆破振动；10）孔隙水压力；11）水量；12）纵向位移。表2-2 监控量测选测项目序号监控量测项目测试方法和仪表测试精度备注1隧底隆起水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪1mm2围岩内部位移多点位移计0.1mm3围岩压力压力盒0.001MPa4初支与二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa5钢架受力钢筋计、应变计0.1MPa6喷混凝土内力混凝土应变计107锚杆轴力钢筋计0.1MPa8二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计0.1MPa9爆破振动振动传感器、记录仪临近建筑物10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪注：H0隧道埋深；b隧道最大开挖宽度。3. 监控量测分类为了管理需要，通常将讲监控量测分为A类量测和B类量测。A类量测：是对隧道周边围岩稳定性进行判定、对设计参数的可靠性进行验证为目的的日常管理量测。A类量测项目主要为必测项目。B类量测：B类量测是为了解支护材料的动态及伴随开挖的周边围岩的动态，反馈于未开挖区间的设计施工；同时监测对临近建筑物的影响。B类量测项目如表2-3所示。表2-3 B类量测项目及目的量测项目量测目的围岩接触应力量测把握初衬砌背面土压力锚杆轴力量测根据锚杆的变形分析锚杆轴力效果，判断锚杆长度、直径。初衬应变及钢筋应力量测把握钢筋的应力状态2.4 洞内、外观察2.4.1、洞外观察洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。洞外监测的重点为洞口段和洞身浅埋段、山间洼地、岩堆、破碎带、岩溶漏斗区域及偏压洞口的地表开裂、下沉和隧道洞口边、仰坡的稳定状态、地表渗、流水等情况，每次观察后应做好详细记录或留下影像资料。2.4.2、洞内观察洞内观察可分为开挖工作面观察和已施地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后初喷混凝土之前进行一次，重点观察记录工作面的工程地质与水文地文情况，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。对地质条件复杂地段，应积累影像资料，作为地质变化的依据之一。观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施。开挖工作面观察后应立即绘制开挖工作面地质素描图，填写工作面状态记录表及围岩级别判别卡。在观察中如发现地质条件恶化，应立即通知施工负责人采取应急措施。对已施地段的观察也应每天至少进行一次，观察的内容包括喷射砼、锚杆的工作状况，以及施工质量是否符合规定的要求。2.4.3、净空变形量观察净空变形量测断面的间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定为1015m。净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初始读数是在开挖后12h内读数，最迟不大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成初期变形值的读数。2.4.4、地质素描何谓素描，也就是运用单色线条在平面上勾画出景物的立体形象。地质素描，就是从地质观点出发，运用透视原理和绘画技巧来表达地质现象或地质作用的画幅。在野外勾画的素描，往往要求在较短的时间内完成，通常就在野外地质记录本上画，不可能精工细画，也可称为地质素描草图。以铅笔作画较多，如技术熟练，用笔有把握，也可用钢笔作画。施工过程中，地质素描的主要内容包括：以地层结构为描述对象，重点反映岩石性质、岩层中的结构和构造特点。即在地质素描图中，应重点反映岩性、构造、层理、节理、褶皱、块状、断层等参数，对于水文地质，在地质素描图中也应用相就说明。通过地质素描资料的收集、对比，可以在一定程度上预测前方未开挖地段的地质状况，以便于及时调整施工方案。目前，各单位均已将地质素描作为超前地质预报的一种辅助手段。2.4.5、地质罗盘地质罗盘是进行地质素描必不可少的一种工具。借助它可以定出方向（方位角），观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置)。（1）地质罗盘的结构地质罗盘式样很多，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。如图2-1所示，由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。图2-1 地质罗盘结构图a、磁针：按装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。b、水平刻度盘：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，o度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。c、竖直刻度盘：专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。d、悬锥：是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。e、水准器：通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。f、瞄准器：包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。（2）地质罗盘的使用方法1）在使用前必须进行磁偏角的校正。因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0-180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。2）方位角的测量是测定目的物与测者间的相对位置关系，也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物、对物觇板小孔、盖玻璃上的细丝、对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了，可读磁针摆动时最小度数的二分之一处，测量其它要素读数时亦同样)。若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时，指北针读数表示测者位于测物的什么方向，此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向，与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒，故影响测物与测者的相对位置。为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针，此时所得读数即所求测物之方位角。3）岩层产状要素的测量岩层的空间位置决定于其产状要素，岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。测量岩层产状是地质素描的最基本的工作方法之一，必须熟练掌握。岩层走向的测定 岩层走向是岩层层面与水平面交线的方向也就是岩层任一高度上水平线的延伸方向。 测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。 因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。图2-2 地质罗盘的应用岩层倾向的测定岩层倾向是指岩层向下最大倾斜方向线在水平面上的投影，恒与岩层走向垂直。测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。岩层倾角的测定岩层倾角是岩层层面与假想水平面间的最大夹角，即真倾角，它是沿着岩层的真倾斜方向测量得到的，沿其它方向所测得的倾角是视倾角。视倾角恒小于真倾角，也就是说岩层层面上的真倾斜线与水平面的夹角为真倾角，层面上视倾斜线与水平面之夹角为视倾角。野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要它恒与走向垂直，此外可用小石于使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。岩层产状的记录方式通常采用下面的方式：既方位角记录方式，如果测量出某一岩层走向为310，倾向为220 ，倾角35，则记录为NW310SW35或310SW35或22035。 测量岩层面的产状时，如果岩层凹凸不平，可把记录本平放在岩层上当作层面以便进行测量。（4）构造要素的测定测方位 测量某物体的方位是野外地质工作者应具备的最基本的技能。在定点时，首先要做的就是测量观察点位于某地形或地物的方位。测量时打开罗盘盖，放松制动螺丝，让磁针自由转动。当被测量的物体较高大时，把罗盘放在胸前，罗盘的长水准器对准被测物体，然后转动反光镜，使物体及长瞄准器都映入反光镜，并且使物体、长瞄准器上的短瞄准器的尖及反光镜的中线位于一条直线上，同时保持罗盘水平(圆水准器的气泡居中)，当磁针停止摆动时，即可直接读出磁针所指圆刻度盘上的读数，也可按下制动螺丝再读数。测量岩层产状要素 岩层产状要素包括岩层的走向、倾向和倾角。岩层走向是岩层层面与水平面交线的延伸方向。岩层倾向是岩层面上的倾斜线在水平面上的投影所指方向。倾角是倾斜线与水平面的夹角。 测量岩层走向时，将罗盘的长边(与罗盘上标有NS相平行的边)的一条棱与层面紧贴，然后缓慢转动罗盘(注意：在转动过程中，罗盘紧靠层面的那条棱的任何一点都不能离开层面)，使圆水准器的气泡居中，磁针停止摆动，这时读出磁针所指的读数即为岩层之走向。读磁北针或磁南针都可以，因为岩层走向是朝两个方向延伸的，相差 180。 测量岩层的倾向时，罗盘如图10.-放置，将罗盘南端(标有S)的一条棱紧靠岩层面，这时长瞄准器指向与岩层的倾向一致，并转动罗盘，转动方法及原则同上。当罗盘水平、磁针不摆动时，就可读数。如图1放置罗盘，应读磁北针所指的读数。当测量完倾向后，不要让罗盘离开岩层面，马上把罗盘转90，(罗盘直立)，如图10-2放置，使罗盘的长边紧靠岩层面，并与倾斜线重合，然后转动罗盘底面的手把，使测斜器上的水准器(长水准器)气泡居中，这时测斜器上的游标所指半圆刻度盘的读数即为倾角。在测量地层产状时，一般只需测量地层的倾向和倾角，而走向可通过倾向的数字加或减90得到测量倾向和倾角，必须先测倾向，后测倾角。若被测量的岩层表面凹凸不平，可把记录本平放在岩层面上当作层面，以便提高测量的准确性和代表性。如果岩层出露很不完整时，这时要找岩层的断面，找到属于同一层面的三个点(一般在两个相交的断面易找到)，再用记录本把这三个点连成一平面(相当于岩层面)，这时测量记录本的平面即可。2.5必测项目的测点布置2.5.1、地表沉降（1）测点布置地表沉降量测在隧道浅埋（H02B）地段为必测项目，其他地段根据设计要求进行。其测点的横向布置范围在隧道中线两侧不小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，应适当加宽；布置间距25m，当地表有控制性建（构）筑物时，应适当加密。布置应与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内。测点布置见图2-3。测点埋设时，在地表钻（或挖）2050cm深的孔，竖直放入22mm左右的钢筋，钢筋和孔壁之间可填充水泥砂浆，钢筋头打磨圆滑，露出地面1cm左右，并用红油漆标记，作为测点。图2-3 地表沉降横向观测范围示意图注：图中H0-隧道埋深，B-隧道最大开挖宽度。地表沉降点应在开挖前布设在与洞内量测点相同的里程断面上，纵向距离按表2-4控制。 表2-4 地表沉降测点纵向间距隧道埋深 H（m）量测断面间距（m）备注2BH02.5B2050BH02B1020H0B10注：H0-隧道埋深，B-隧道最大开挖宽度（2）量测仪器的选用地表沉降通常采用精密水准仪和配套的精密水准尺进行量测。（3）监控量测的方法和实施首先沿隧道轴线方向每隔100150M埋设一个水准工作基点构成水准网，工作基点埋设在稳定的基岩面上并与隧道开挖线保持一定距离，以免受隧道施工影响工作基点的稳定，采用现浇混凝土方式埋设，工作基点按照二等水准测量规范联测,每3个月复测一次，检测出现异常时必须先复查工作基点，特殊情况加密复测频率。对每个断面上的监测点也按照二等水准测量规范进行观测，依次对每条断面上的监测点进行闭合或符合水准路线测量。地表下沉量测应在开挖工作面前方H0+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直至衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同,初始读数应在开挖后12小时内完成。2.5.2、拱顶下沉及净空变化量测拱顶下沉的量测目的是：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变行动态，判断支护结构的稳定性。净空变化量测的目的是：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计（施工）是否妥当，确定衬砌的浇注时间。（1）测点布置拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一里程断面上。断面间距按表2-5布置。表2-5 必测项目量测断面间距围岩级别断面间距（m）51010303050注： 洞口及浅埋地段断面间距取小值； 各选测项目量测断面的数量，宜在每级围岩内选有代表性的12个； 软岩隧道的观测断面适当加密。测点应根据施工情况进行合理布置，并能反映围岩、支护稳定状态，以指导施工。水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近，当跨度较大或拱部采用采用分部开挖时，应在拱部增设测点。采用全断面开挖方式时：净空变化量测可设一条水平测线，拱顶下沉测点设在拱顶轴线附近,见图2-4(a）。当采用台阶开挖方式时: 净空变化量测在拱腰和边墙部位各设一条水平测线，拱顶下沉测点设在拱顶轴线附近, 见图2-4(b）。当采用CD法或CRD施工时，净空变化量测每分部一条水平测线，拱项轴线左右两侧各设一拱顶下沉测点，见图2-4(c）。当采用侧壁导坑法施工时，净空变化量测在左右侧壁导各设一条水平测线，在左右侧壁导坑拱顶各设一拱顶下沉测点；在开挖中部核土部分时，在隧道两侧边墙设一水平测线，在拱项设一拱顶下沉测点；见图2-4(d）。拱顶下沉及净空变化量测点可购买专用的埋设元件；也可自制：采用22钢筋，长30cm，端部用8钢筋焊接一个大小约为边长5cm的等边三角形，用于挂尺。隧道开挖后按要求布点，用电锺或风钻钻眼，深约40cm，然后将22钢筋插入孔内，并用砂浆填充。布点时拱顶钢筋应垂直于水平面，三角形面与隧道走向一致，侧壁钢筋应垂直于隧道中线，三角形面与水平面平行，钢筋头外露2cm左右。埋设后应采取保护措施（如用塑料袋包裹，以防喷浆时沾上水泥浆而引起量测误差）并做上醒目标识。图2-4 拱顶下沉量测及净空变化量测测线布置示意图（2）仪器配备通常情况下，拱项下沉采用精密水准仪和钢挂尺测量，净空变化采用收敛计测量。收敛计的产品有许多，目前，施工过程中用得较多的是数显收敛计，如图2-5,其长度根据需要有15m、20m、30m、40m、50m等多种，测量精度可达0.06mm。钢尺上每隔20mm有一定位孔，螺旋千分尺最小读数0.01mm，测距钢尺读数螺旋千分尺读数。图 2-5 数显收敛计外观图2-6 数显收敛计工作原理使用时，将收敛计两端挂钩挂于测点环上，调整钢尺长度，使钢尺大致拉紧，然后将尺孔销插入钢尺上相应的孔位中，并用尺卡将钢尺紧贴联尺架，防止钢尺与尺孔销脱离；钢尺联接好后，旋进千分尺，使钢尺张力增加，当张力窗口中读数达到规定值时，即进行读数。读数完比，退回千分尺，使钢尺张力减小，然后再旋进千分尺，使钢尺张力增加，这样反复测量，读取三次读数，填入记录表内。收敛计使用注意事项：使用前必须仔细阅读说明书，了解有关张力、温度改正等有关参数，使用时按说明书进行操作。要经常对钢尺进行保养，使其清洁，任何时候都应避免沿地面拖拉钢尺。钢尺回收时，应用清洁的软布擦拭钢尺和其他部位，去除表面的污物和水分。每年应将收敛计送回厂家或专门的机构进行维修或检定一次。2.6必测项目的量测频率及数据分析2.6.1、量测频率各项量测项目的量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按表2-6和表2-7确定。两者取大值作为实施的量测频率。 表2-6 量测频率（按距开挖面距离）量测断面距开挖面距离（m）量测频率（01）b2次/d（12）b1次/d（25）b1次/23d5b 1次/7d注：b隧道开挖宽度。表2-7 量测频率（按位移速度）位移速度（mm/d）量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d2.6.2、数据整理、分析（1）数据分析、处理的意义由于测量偶然误差和测量误差的原因，现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，从而绘制的曲线散点总是上下波动和不规则。因此，应对所测数据进行一定的数学分析和处理。（2）数据分析、处理的主要内容1）根据量测值绘制时态曲线；2）选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；3）对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；4）及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。（3）数据分析、处理的目的1）确定量测数据的可靠性；2）根据量测数据的变化规律（时态曲线），判定围岩和初期支护的稳定性；验证施工方案的可靠性，为优化设计提供依据；3）根据量测点据掌子面的距离、围岩变化速率，确定量测频率和二衬砌施作时间；4）根据（预测）围岩的变形极限，确定量测结束时间。（4）数据分析、处理的方法量测数据分析、处理主要采用回归分析法，回归分析主要采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段经验公式等。由于地下工程(隧道)开挖过程中地表纵向沉降、拱顶下沉及净空变化等位移受开挖工作面的时空效应的影响，多采用指数函数进行回归分析。具体方法见铁路隧道监控量测技术规程（TB 10121-2007）的条文说明部分。目前，对量测取得的数据，均采用专用软件分析。（5）数据分析、处理的实施步骤1）数据整理：监控量测数据取得后，应及时进行分析校对和整理，并注明量测开始时间、开挖方法、各部施工工序特别是开挖牚子面距量测点的距离等信息。每次观测后，应立即对数据进行校核，发现异常，应及时补测。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。2）数据的曲线拟合。在取得一定监测数据后，应绘制位移或应力时态变化曲线图，如图2-7所示。然后寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测数据进行预测，防患于未然。图2-7 时态回归曲线示意图插值法。通过已测数据的分析，预测未来某天的量测数据。计算沉降及收敛变形的速度、加速度曲线，进行稳定性判断，确定管理等级。2.7 部分选测项目的监控量测2.7.1 围岩接触应力量测围岩接触应力量测用压力盒及混凝土应力计量测，锚杆轴力量测锚杆轴力计，格栅钢筋应力量测用钢筋计量测。（1）围岩接触应力通过量测围岩与初衬之间的接触压力，可了解隧道开挖后应力重分布规律及向支护系统应力释放特点。1）测点埋设每一测试断面内，埋设9个压力盒。压力盒分布的位置是：在拱顶设1个、左右拱脚各设1个、左右边墙各设1个、拱脚与拱顶间三分点处各设1个 2）量测方法在初支钢架架立好后，将待测围岩压力部位的围岩表面或初支表面凿平或用水泥砂浆抹平，以使压力盒能与围岩充分接触，然后用预制的混凝土垫块将压力盒按图三所示位置垫牢、固定，并将导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将压力盒编号与测试点所对应位置记好记录。将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个压力盒的测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。3）量测频率根据距开挖工作面距离关系，围岩接触应力量测频率如表2-8所示：表2-8 围岩接触应力测试频率量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B为隧道宽度。2.7.2 锚杆轴力量测在隧道拱顶及两侧拱腰处采用锚杆轴力计或钢筋计对锚杆进行轴力测量，对锚杆支护进行优化设计，以节约钢材。1）埋设断面内测点布置每一测试断面内，量测3根锚杆，每根锚杆上布置3个锚杆轴力计，每根锚杆量测布置见图2-8。图2-8 每根锚杆量测布置图2）测点埋设及量测方法锚杆施作前，在量测锚杆按图五所示位置安装好锚杆轴力计，然后再将安装好锚杆轴力计的量测锚杆按图四所示位置进行布置。在锚杆安设好后，将钢筋计导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将钢筋计编号与测试点所对应位置记好记录。将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个钢筋计的测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。3）量测频率根据距开挖工作面距离关系，钢筋计量测频率如表2-9所示。表2-9 锚杆轴力测试频率量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B为隧道宽度。2.7.3 初衬应变及钢筋应力通过量测初衬应变及钢筋应力，可了解初衬应变及钢支撑内力在不同施工阶段下的变化特点，优化设计初衬的结构参数。1）埋设断面内测点布置对于有钢拱支撑的断面的每一测试断面内，在拱顶、左拱腰、右拱腰、左拱脚及右拱脚5个点分内外层共埋设10个钢筋计；在埋设钢筋计相同位置各埋设1个共5个应变计。2）测点埋设及量测方法初支钢架施作前，将钢筋计按要求焊在钢架上、埋入式应变计绑扎在钢架上，在钢架就位后，将钢筋计及应变计的导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将应变计及钢筋计编号与测试点所对应位置作好记录。将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个钢筋计和应变计测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。3）量测频率根据距开挖工作面距离关系，应变计及钢筋计量测频率如表2-10所示。 表2-10 初衬应变及钢筋应力测试频率量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B为隧道宽度第三章 监控量测安全预警措施监控量测控制基准是根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性以及周围建筑物特点和重要性等因素制定包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等。而位移控制基准是根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移进行确定的，根据位移控制基准来划分位移管理等级，以此来判断变形量的安全界限。表2-11 位移控制基准类别距开挖断面1B（U1B）距开挖断面2B（U2B）距开挖断面较远允许值65%UO90%UO100%UO注：B为隧道开挖宽度，Uo为极限相对位移值。表2-12 位移管理等级及应对措施管理等级距开挖断面1B距开挖断面2B应对措施UU1B/3UU2B/3正常施工U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3综合评价设计施工，加强监测，必要时采取相应工程措施U2U1B/3U2U2B/3暂时停止施工采取相应工程措施补强支护注：U为实测位移值。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应采取如下措施：1. 立即停止开挖掘进，对掘进面采取加强支护措施：如加强超前支护、喷射混凝土稳定开挖面、调整施工方法、调整初期支护刚度和强度并及时支护、降低爆破振动影响、围岩与支护结构间回填注浆等；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，采取疏散交通等有效措施；请业主组织设计、施工、监理等部门共同制定应对措施；5. 提前施作二次衬砌。第四章 安全及环保要求1 安全要求施地域内的监控量测断面及测点要设置明显标识，严禁施工机械和人为因素对监控元件的破坏。监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工决策。监控量测仪器要定期检校，确保测量精度。监控量测外业作业时，要有专人指挥、调度，防止隧道施工作业对监控量测作业的干扰，确保施工安全和降低外界干扰对数据采集精度的影响。监控量测外业作业时，作业人员要按照要求佩带好安全帽。2 环保要求建立健全文明施工的各项规章制度，对员工进行定期的文明施工教育及文明施工交底，开展争创文明工地竞赛活动。测点埋设后，要及时对场地进行清理，对埋设测点产生的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。作业人员进洞进行监控量测作业，要佩带口罩等防护用品。第五章 监控量测记录表附录A 隧道周边收敛记录表附录B 隧道拱顶下沉量测记录表附录C 隧道地表下沉量测记录表附录D 收敛变形观测位移时态曲线（表）附录E 收敛变形观测位移时态曲线（图）附录F 施工阶段围岩级别素描卡附录A 隧道周边收敛记录表附录B 隧道拱顶下沉量测记录表附录A 拱顶下沉量测记录表测读者： 计算者： 复核者：附录C 隧道地表下沉量测记录表附录D 收敛变形观测位移时态曲线（表）附录E 收敛变形观测位移时态曲线（图）附录F 施工阶段围岩级别素描卡工程名称施工里程评 定距洞口距离（m）岩性指标岩石类型（名称）埋深= m极硬岩硬 岩较软岩软 岩极软岩土岩石强度Rc（Mpa）Rc6060Rc3030Rc1515Rc5Rc5掌子面状态稳定稳定随时间松弛掉块自稳困难需及时支护正面不能自稳、需超前支护岩体完整状态地质构造影响程度较微较重严重极严重完 整地质结构图间距（m）1.51.50.60.60.20.20.060.06较完整延伸性极差差中等好极好粗糙度明 显台阶状粗 糙波纹状平整光滑有擦痕平整光滑较破碎张开性（mm）密闭0.1部分张开0.10.5张开0.51.0无充填张开1.0黏土充填破 碎风化程度未风化微风化弱风化强风化全风化极破碎岩层产状节理产状岩体含水状态渗水量L/min.10m10干燥或湿润1025偶有渗水25125经常渗水干燥或湿润偶有渗水经常渗水围岩级别简要说明及附图简述:记 录复 核监 理日 期