隧道监控量测培训资料课件.ppt

1、 隧道监控量测培训隧道监控量测培训 一、编制依据一、编制依据n1.1.铁路隧道监控量测技术规程铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-TB10121-20072007）n2.2.高速铁路工程测量规范高速铁路工程测量规范（TB10601-2009TB10601-2009）n3.3.宝兰客专施隧参宝兰客专施隧参210210防排水、监控量测及耐久性防排水、监控量测及耐久性设计参考图设计参考图二、监控量测的目的二、监控量测的目的n1.1.确保施工安全及结构的长期稳定性确保施工安全及结构的长期稳定性; ;n2.2.验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性

2、或为调整支护参数和施工方法提供依据；的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；n3.3.确定二次衬砌施工时间；确定二次衬砌施工时间；n4.4.监控工程对周围环境影响；监控工程对周围环境影响；n5.5.积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。三、监控量测项目三、监控量测项目n监控量测项目分为必测项目和选测项目监控量测项目分为必测项目和选测项目n1.1.必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。具体监控量测项目见下表目。具体监控量测项目见下表1 1 监控量测必测项目监控量测必测项目序号序号监控量测项目监控量测项

3、目常用测量仪器常用测量仪器适用情况适用情况1 1洞内、外观察洞内、外观察现场观察现场观察初支完成后观察喷初支完成后观察喷层表面裂隙及其发层表面裂隙及其发展、渗水、变形等展、渗水、变形等2 2拱顶下沉拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪水准仪、钢挂尺或全站仪3 3净空变化净空变化收敛仪、全站仪收敛仪、全站仪4 4地表沉降地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段隧道浅埋段n2.2.选测项目是为了满足隧道设计与施工的特殊选测项目是为了满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项目，具体监控量测项目要求进行的监控量测项目，具体监控量测项目见下表见下表2 2 监控量测选测项目监控量测选测

4、项目序号序号监控量测项目监控量测项目常用测量仪器常用测量仪器适用情况适用情况1 1围岩内部位移围岩内部位移多点位移计多点位移计软岩变形段软岩变形段2 2隧道隆起隧道隆起水准仪、钢挂尺或全站仪水准仪、钢挂尺或全站仪膨胀性围岩段膨胀性围岩段3 3爆破震动爆破震动震动传感器、记录仪震动传感器、记录仪滑坡、下穿段或临近建滑坡、下穿段或临近建筑物筑物4 4孔隙水压力孔隙水压力水压计水压计饱和黄土段饱和黄土段5 5水量水量三角堰、流量计三角堰、流量计可能出现涌水段可能出现涌水段四、监控量测断面及布点要求四、监控量测断面及布点要求n1. .浅埋及下穿建筑物隧道应在隧道开挖前布设浅埋及下穿建筑物隧道应在隧道开

5、挖前布设地表沉降观测点。地表沉降观测点和隧道内测地表沉降观测点。地表沉降观测点和隧道内测点应布置在同一里程断面，地表沉降观测点纵点应布置在同一里程断面，地表沉降观测点纵向间间距应符合表向间间距应符合表3 3 地表沉降观测点纵向间距地表沉降观测点纵向间距注：注：H0-H0-隧道埋深；隧道埋深；B-B-隧道最大开挖宽度隧道最大开挖宽度 2.2.地表沉降测点横向间距为地表沉降测点横向间距为2 25 5米，在隧道中米，在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于围不应小于H0+B,H0+B,地表有控制性建筑物时，量测地表有控制性建筑物时，量测范围应

6、适当加宽。范围应适当加宽。埋深与开挖宽度埋深与开挖宽度纵向测点间距（纵向测点间距（m m）2B2BH02.5BH02.5B20 20 5050B BH02BH02B10 10 2020H0BH0B5 5 1010n测点布置图如下图所示。测点布置图如下图所示。 地表沉降横向测点布置示意地表沉降横向测点布置示意B45H0基准点量测范围2米n3.3.拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上，监控量测断面按表面上，监控量测断面按表4 4的要求布置；拱顶下沉的要求布置；拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较

7、大时，应结合施工方法在拱部增设测点。大时，应结合施工方法在拱部增设测点。 必测项目监控量测断面间距必测项目监控量测断面间距n. .净空变化量测测线数据，可参照表净空变化量测测线数据，可参照表5 5和下图布和下图布置置围岩级别围岩级别量测断面间距（量测断面间距（m m）5 5101030305050拱顶下沉量测和净空变化量测布置示例拱顶下沉量测和净空变化量测布置示例n5.5.选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表选测项目量测断面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。监性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。监控量测断面应在相应段落施工初期优先设置，并控量测断面应在相应

8、段落施工初期优先设置，并及时开展测量工作。及时开展测量工作。n6.6.不同断面的测点应布置在相同位置，测点应尽不同断面的测点应布置在相同位置，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证。量对称布置，以便数据的相互验证。n7.7.协作队伍应安排专人负责量测点位的安装与管协作队伍应安排专人负责量测点位的安装与管理，加强日常保护工作，确保数据的连续性和可理，加强日常保护工作，确保数据的连续性和可靠性。靠性。n8.8.目前量测均采用无尺量测的方法，量测点采用目前量测均采用无尺量测的方法，量测点采用反光贴片，为保证量测点安装牢靠，采用不小于反光贴片，为保证量测点安装牢靠，采用不小于20mm20mm钢筋一端焊

9、接钢筋一端焊接4cm4cm4cm4cm角铁，将反光贴片粘角铁，将反光贴片粘贴在角铁面上。贴在角铁面上。n9.9.量测点位安装必须牢固可靠，易于识别并妥善量测点位安装必须牢固可靠，易于识别并妥善保护，监控量测点必须埋设在围岩内，严禁直接保护，监控量测点必须埋设在围岩内，严禁直接焊接在钢架上，量测点露出初支表面焊接在钢架上，量测点露出初支表面5cm5cm左右，以左右，以方便量测和保护为准，测点旁边用反光标识牌注方便量测和保护为准，测点旁边用反光标识牌注明测点里程、围岩级别、埋设日期等。明测点里程、围岩级别、埋设日期等。五、监控量测频率五、监控量测频率n1.必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面必

10、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确定，由位移速度决定的监控的距离及位移速度确定，由位移速度决定的监控量测频率和由距离决定的监控量测频率之中，原量测频率和由距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常或不良地质时，则上采用较高的频率值。出现异常或不良地质时，应增大监控量测频率应增大监控量测频率。n2.2.开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。必要（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。必要时，影响范围内的建（构）筑物的描述频率应加时，影响范围内的建（构）筑物的描述频率应加大。大。n

11、3.3.选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息的结果确定。以及必测项目反馈信息的结果确定。六、监控量测控制基准六、监控量测控制基准n1.1.监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、爆破振动等，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。特点和重要性等因素制定。n2.2.隧道初期支护极限相对位移可参照下表选用。隧道初期支护极限相对位移可参照下表选用。n上

12、表适用于复合衬砌的初期支护，硬质围岩隧道上表适用于复合衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中最小值，软弱围岩隧道取表中最大值。拱取表中最小值，软弱围岩隧道取表中最大值。拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变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。减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。n在隧道开挖过程中，如果实测最大位移值超过极在隧道开挖过程中，如果实测最大位移值超过极限位移值，隧道很可能发生失稳破坏。事实上，限位移值，隧道很可能发生失稳破坏。事实上，由于隧道工程地质

13、条件、开挖方式、支护形式复由于隧道工程地质条件、开挖方式、支护形式复杂多变，很难精确地确定极限位移，一般情况下，杂多变，很难精确地确定极限位移，一般情况下，设计图纸给出了隧道初期支护的预留变形量，为设计图纸给出了隧道初期支护的预留变形量，为了确保初期支护不侵入二次衬砌，可将隧道预留了确保初期支护不侵入二次衬砌，可将隧道预留变形量作为极限位移控制，同时，设计预留变形变形量作为极限位移控制，同时，设计预留变形量应根据前期量测成果，在施工过程中不断修正。量应根据前期量测成果，在施工过程中不断修正。n3.3.位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由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

14、相对位移按下表要求确定。初期支护、极限相对位移按下表要求确定。n4.4.根据位移控制基准，可按下表分为三个管理等根据位移控制基准，可按下表分为三个管理等级。级。n5.5.地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建筑物的安全要求分别确定，取最小值。筑物的安全要求分别确定，取最小值。n6.6.钢架内力、喷射混凝土内力、二次衬砌内力、钢架内力、喷射混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力、初期支护与二衬间接触压力、锚杆轴围岩压力、初期支护与二衬间接触压力、锚杆轴力控制基准应满足力控制基准应满足铁路隧道设计规范铁路隧道设计规范的相关的相关规定。规定。n7.7.爆破振动控

15、制基准应按照下表要求确定。爆破振动控制基准应按照下表要求确定。n8.8.对于软弱围岩及不良地质铁路隧道，当拱顶下对于软弱围岩及不良地质铁路隧道，当拱顶下沉、水平收敛速率达沉、水平收敛速率达5mm/d5mm/d或位移累计达或位移累计达100mm100mm时，时，应停止掘进，并及时分析原因，采取处理措施。应停止掘进，并及时分析原因，采取处理措施。n9.9.一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行：求时进行：n隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降，水平收敛度明显下降，水平收敛:7d:7d平均值小

16、于平均值小于0.2mm/d,0.2mm/d,拱拱顶下沉小于顶下沉小于0.15mm/d.0.15mm/d.n隧道位移相对值已达到总相对位移量的隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%90%以上。以上。n对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应及时施作二次对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应及时施作二次衬砌。衬砌。七、监控量测系统及元器件的技术要求七、监控量测系统及元器件的技术要求n1.1.监控量测系统的测试精度应满足设计要求。拱监控量测系统的测试精度应满足设计要求。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为隆起测试精度为0.5mm0.5mm1mm1mm，

17、围岩内部位移测试，围岩内部位移测试精度为精度为0.1mm0.1mm，爆破振动速度测试精度为，爆破振动速度测试精度为1mm/s.1mm/s.其其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。定。n2.2.元器件的量程应满足设计要求，并具有良好的元器件的量程应满足设计要求，并具有良好的防震、防水、防腐性能。防震、防水、防腐性能。n3.3.当采用接触测量时，测点挂钩应做成闭合三角当采用接触测量时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。形，保证牢固不变形。八、监控量测方法八、监控量测方法n1.1.洞内外观察：洞内外观察：n洞内外观察分开挖工作面观察、已施工

18、区段观察洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，观测后应绘制开挖工作稳定状态、围岩变形等，观测后应绘制开挖工作面略图并做好地质素描，填写工作面状态记录表面略图并做好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。及围岩级别判定卡。n对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、，锚杆、钢架等状况，以及施工括喷射混凝土、，锚杆、钢架等状况，以及施工质量是否

19、符合规定的要求。质量是否符合规定的要求。n洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透情况等，同时还应对地仰坡的稳定、地表水渗透情况等，同时还应对地面建筑物进行观察。面建筑物进行观察。n2.2.变形监控量测：变形监控量测：n变形量测可采用接触量测或非接触量测方法。变形量测可采用接触量测或非接触量测方法。n净空变形量测应该在每次开挖后及早进行，初始净空变形量测应该在每次开挖后及早进行，初始读数应在开挖后读数应在开挖后12h12h内读取，最迟不得大于内读取，最迟不得大于24h24h，而且在下一循环开挖前必须完成初始读数。而且在下一循环开

20、挖前必须完成初始读数。n净空变形量测可采用收敛计或全站仪进行，仪器净空变形量测可采用收敛计或全站仪进行，仪器使用前必须经过标定。使用前必须经过标定。n拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一断面拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一断面内进行，可采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进内进行，可采用精密水准仪和铟钢尺或全站仪进行，当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，行，当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。起量。n采用全站仪量测时，测点采用膜片式反光贴，粘采用全站仪量测时，测点采用膜片式反光贴，粘贴在预埋钢筋上。

21、量测方法包括自由设站和固定贴在预埋钢筋上。量测方法包括自由设站和固定设站。设站。n地表沉降监测可采用精密水准仪、铟钢尺进行，地表沉降监测可采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设置在地表沉降影响范围之外。当采用基准点应设置在地表沉降影响范围之外。当采用常规水准手段出现困难时，可采用全站仪测量。常规水准手段出现困难时，可采用全站仪测量。n3.3.其他选测项目监控量测其他选测项目监控量测n爆破振动速度和加速度监测可采用振动速度和加爆破振动速度和加速度监测可采用振动速度和加速度传感器，以及相应的数据采集设备。传感器速度传感器，以及相应的数据采集设备。传感器应固定在预埋件上，通过爆破振动记录仪自动记应固

22、定在预埋件上，通过爆破振动记录仪自动记录振动速度和加速的，分析振动波形和振动衰减录振动速度和加速的，分析振动波形和振动衰减规律，以做后期施工参考。规律，以做后期施工参考。n孔隙水压监测采用孔隙水压计进行。孔隙水压监测采用孔隙水压计进行。n水量监测采用三角堰。流量计进行。水量监测采用三角堰。流量计进行。n各项量测作业均应持续到变形基本稳定后各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1 13 3周。周。九、监控量测数据分析及信息反馈九、监控量测数据分析及信息反馈n1.1.监控量测数据测取后，应及时进行校对和整理，监控量测数据测取后，应及时进行校对和整理，同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监同时应注

23、明开挖方法和施工工序以及开挖面距监测点距离等信息。测点距离等信息。n2.2.信息反馈应以位移反馈为主，主要依据时态曲信息反馈应以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。计参数，指导施工。n3.3.每次观测后应立即对观测数据进行校核、整理，每次观测后应立即对观测数据进行校核、整理，包括观测数据计算、填表制图。误差处理等。如包括观测数据计算、填表制图。误差处理等。如有异常应及时补测有异常应及时补测n4.4.监控量测数据的分析应

24、包括以下主要内容：监控量测数据的分析应包括以下主要内容：n根据量测值绘制时态曲线；根据量测值绘制时态曲线；n选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；比较；n对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；n及时反馈评价结论，并提出相应的工程对策建议。及时反馈评价结论，并提出相应的工程对策建议。n5.5.施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。阶段分析。n实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，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

25、异常报告。阶段发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。阶段分析：按周、月进行阶段分析，总结监控量测数分析：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。分析报告，指导后续施工。n6.6.工程安全性评价应根据位移管理等级确定相应工程安全性评价应根据位移管理等级确定相应的工程对策。的工程对策。n7.7.根据工程安全性评价结果，需要变更设计时，根据工程安全性评价结果，需要变更设计时，应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。变更。n8.8.工程对策主要包括以

26、下内容：工程对策主要包括以下内容：n一般措施：稳定开挖工作面；调整开挖方法；调一般措施：稳定开挖工作面；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。动影响；围岩与支护结构间回填注浆。n辅助施工措施：地层预处理，包括注浆加固，降辅助施工措施：地层预处理，包括注浆加固，降水，冻结等方法；超前支护，包括超前锚杆水，冻结等方法；超前支护，包括超前锚杆（管）、大管棚等。（管）、大管棚等。十、监控量测验收资料十、监控量测验收资料n监控量测验收资料包括以下内容：监控量测验收资料包括以下内容：n1.1.监控量测设计；监控量测设计；n2.2.监控量测实施细则及批复；监控量测实施细则及批复；n3.3.监控量测结果及周（月）报；监控量测结果及周（月）报；n4.4.监控量测数据汇总表及观察资料；监控量测数据汇总表及观察资料；n5.5.监控量测工作总结报告。监控量测工作总结报告。谢谢 谢谢 大大 家家