隧道工程监控量测方案

　　1、监控量测依据
　　1.1交通部《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004），人民交通出版社；
　　1.2交通部《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94），人民交通出版社；
　　1.3《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；
　　1.4《岩土工程勘察规范》（JB50021-2001）；
　　1.5《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）；
　　1.6《锚杆喷射砼支护技术规范》（GB50086-2001）；
　　1.7隧道施工设计图；
　　1.8隧道土建工程施工招标文件技术规范等；
　　2、监控量测目的和要求
　　2.1监控量测主要目的
　　（1）根据对地表和围岩变形的监测数据对围岩稳定性和支护系统的安全性及时进行分析和评估，以便有针对性地改进施工工艺、优化支护参数，有效地控制地表和围岩变形，确保施工安全和工程质量，保护地表环境；
　　（2）预测施工引起地表和围岩变形，根据地表变形发展趋势，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据，确保地表构筑物及地下管线的安全；
　　（3）为研究地表沉降与围岩变形的分析预测方法等积累资料，并为改进设计和调整施工参数提供依据；
　　（4）优化设计与施工，为后续工程提供技术依据。
　　2.2监控量测应满足的要求
　　加强工程安全质量管理、防止重大事故发生的有力措施。根据相关要求，监测主要应满足以下几方面的要求：
　　（1）监测的数据和资料完整、客观、真实地反映工程安全状态和质量情况；
　　（2）监测数据和资料可以按照安全预警位发出报警信息，既可以对安全和质量事故做到防患于未然，又可以对各种潜在的安全和质量隐患做到心中有数；
　　（3）监测应满足作为设计变更的重要信息和各项要求。
　　3、监控量测主要内容
　　3.1监控量测项目、断面及测点数量
　　根据隧道工程施工技术规范，确定了隧道施工过程中监测的项目、断面数量及测点数量。不同级别围岩段内布设初期支护变形测试断面的间距：Ⅴ级围岩地段的断面间距为5～10m，Ⅳ级围岩地段的断面间距为10～20m，Ⅱ～Ⅲ级围岩地段的断面间距为20～30m。
　　4、监控量测实施
　　4.1监控量测仪器设备及精度要求
　　根据隧道工程要求和合同内容，拟定现场监测采用的仪器设备及精度要求，例如：DS32型水准仪（精度要求+0.1mm），收敛计（精度要求+0.01mm），DS32型水准仪、铟钢尺（精度要求+0.1mm）。
　　4.2监控量测频率
　　根据隧道工程施工技术规范要求，为了确保隧道开挖期间的施工及周边环境安全，达到监测目的,依据技规要求及工程经验，拟定监测项目的监测频率，如：开挖
　　面距量测断面前后<2B时，1～2次/天，开挖面距量测断面前后<5B时；1次/2天，开挖面距量测断面前后>5B时，1次/周，3个月以后2～3次/月（其中B表示隧道开挖宽度）。
　　4.3监控量测控制标准和预警标准
　　根据隧道工程设计文件及招标文件要求，监测中应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性及发展趋势，并及时反馈到施工中。依据技规要求及以往工程经验，确定采用以下二种方法在监测中进行控制和预警。
　　4.3.1根据监测物理量的最大值或回归预测最大值
　　（1）根据监测结果，按表4-4中的三级管理制度进行指导施工。
　　表4-3监测的三级管理制度
　　管理等级 管理位移 施工状态 备注
　　Ⅲ Uo＜（Un/3） 可正常施工 Uo—实测值，Un—最大允许值（控制标准）
　　Ⅱ （Un/3）≤Uo≤（2Un/3） 应注意并加强监测 
　　Ⅰ Uo＞（2Un/3） 应预警并采取特殊措施 
　　（2）监测的控制标准和预警标准，见表4-4：
　　表4-4监测的控制标准和预警标准
　　序号 监测项目 控制标准（规范值或设计值） 预警标准
　　1 监测项目 地表下沉 30mm 20mm
　　2  周边收敛 设计预留变形量：Ⅱ～Ⅲ级围岩
　　为50mm，Ⅳ～Ⅴ级围岩为100mm 设计值预留
　　变形量的2/3
　　3  拱顶下沉  
　　上述监测控制标准及相应管理对策，应在经过业主、设计、施工及监理方确认后予以实施，以后在施工过程中应根据监测情况逐步加以调整、完善。
　　4.3.2根据监测物理量变化时态曲线的形态
　　当变化速率不断下降时（du2/d2t＜0），表明围岩趋于稳定状态；
　　当变化速率保持不变时（du2/d2t=0），表明围岩不稳定，应考虑加强支护；
　　当变化速率不断上升时（du2/d2t＞0），表示围岩进入危险状态，必须立即停止开挖，加强支护。
　　4.4回归分析
　　4.4.1采用的回归函数有：
　　U=A+Blnt或（U=A+Blg（1+t））
　　U=t/（A+Bt）
　　U=Ae-B/t
　　U=A（e-Bt-e-Bt0）
　　U=Alg〔（B+t）/（B+t0）〕
　　式中：U——变形值
　　  A、B——回归系数
　　  t、t0——测点的观测时间（day）
　　4.4.2量测数据处理——回归分析
　　在现场测试中，由于测试条件、人员等因素的影响，给测试数据造成偶然误差，使散点图上下波动，应用中必须进行数学处理，以某一函数式来表示，进而获得能较准确反映实际情况的典型曲线，找出测试数据随时间变化的规律，并推算测试数据的极值，为监控设计提供重要信息。
　　4.4.3可采用隧通隧道监控量测系统软件对量测数据进行分析
　　“隧通隧道监控量测信息系统TMMIS”是专门针对隧道及地下工程具体情况并根据多年监测技术和经验，采用先进的计算机技术和科学的数据处理方法研制的对监测数据分析和统一管理的完善的信息化软件系统。该软件能够及时、快速地对大量监测数据进行高效管理和分析，能够节约大量的监测数据的分析和管理时间。设置安全警戒值后，当监测数据达到该值时，系统会及时给出预警和警报。同时为类似工程积累经验。
　　4.5监控量测方法
　　4.5.1隧道监测项目测点埋设及观测方法
　　（1）初期支护收敛变形监测
　　隧道变形初期支护测试断面必须尽量靠近开挖工作面，但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩，太远又会漏掉该测试断面开挖后的变位值。变形测点应距开挖面2m的范围内尽快埋设；但根据以往隧道变形测试经验，变形测点埋设在相距1.0～1.5倍开挖循环进尺的断面上较为适宜。初次读数应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读。
　　测点埋设时，在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩（测桩埋设深度约15cm，钻孔直径约20cm，用早强锚固剂固定，测桩设置保护罩），并进行初始读数。监测仪器采用隧道收敛计（SGS-1）。监测方法采用精度较高的水平基线测试方法，并进行温度修正。
　　（2）初期支护拱顶下沉监测
　　拱顶下沉测点与收敛变形测点布置在同一断面上。
　　测点埋设时，在隧道拱顶部位埋设1个带挂钩的测桩（测桩埋设深度约15cm，钻孔直径约20cm，用早强锚固剂固定），并进行初始读数。监测仪器采用水准仪和水准尺。监测方法采用水准抄平方法，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30m，监测误差控制在1.0mm以内（高程误差0.7mm），必要时采用冗余观测方法来提高监测精度。
　　在隧道所处陆域段，与隧道拱顶下沉及收敛变形测试断面相应的里程上，要尽可能布置地表下沉测试断面。
　　4.5.2监测警报
　　监测中，当监测数据异常，超出预警值或时态曲线出现不稳定征兆时，在监测完成后24小时内发出监测预警报告，及时报告现场业主代表、驻地监理、施工单位和设计代表。当出现特别紧急的情况时，马上口头或电话通知业主代表、驻地监理、施工单位和设计代表。
　　5、监控量测质量保证措施
　　在隧道工程监测项目的实施工程中，将充分利用资源优势，合理配置技术力量，投入先进的技术设备，保证优质、高效地完成好监测工作。
　　保证监测所需仪器设备在标定有效期内，在仪器设备使用前进行检查、调试，保证进场测试数据的科学性和准确性，保证仪器在数据采集期间有足够的电能。
　　4、人员相对固定
　　要求负责监控量测的技术人员能吃苦耐劳,对工作认真负责,仪器操作熟悉,资料采集和数据处理及时,发现问题及时向领导反映。
　　6、监控量测进度保证措施
　　1、根据隧道工程的要求，按技规的相关规定和《监测方案》的内容，及时开展现场监测工作，合理选择监测断面，适时埋设测点并采集数据。每日量测数据当天进行整理和分析。
　　2、配备充足的仪器、设备，并保证测试所需仪器设备在标定有效期内，在仪器设备使用前进行检查，保证仪器能正常工作。
　　3、要求监测人员每日对监测数据及时输入为电子文档并进行备份，防止因数据丢失造成的报告不及时。
　　7、监控量测安全保证措施
　　安全目标：不出现任何安全事故。
　　1、人员安全
　　在现场，有关安全事宜应听从安全监督人员的指挥，遇有险情，必须撤离现场。遇到监测数据出现异常时，首先进行初步的安全判断，在确定安全情况下再继续进行相应的工作。
　　2、仪器设备安全
　　仪器设备的安全是现场监测工作的基础。严格按技规要求对仪器设备的保护措施进行操作和维护。
　　3、数据安全
　　监测原始数据应妥善保管，不能丢失。对于采用计算机储存的监测数据，要及时做好备份并做好储存位置的说明，避免数据丢失和混乱。
　　4、财物安全
　　妥善保管财物、避免丢失。
　　5、交通安全
　　监控量测人员驾车进入隧道必须注意行车安全，减速慢行，避免发生交通事故。
　　8、监控量测人员安排
　　应安排有经验的监控量测人员开展工作，可根据隧道工程的工作量安排人员数量。

《隧道工程监控量测方案》

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