1、監控量測在不良地質隧道中的應用項君1概述1.1 隧道開挖后，對已開挖裸露的圍巖及時進行初期支護，對初期支護的受力進行監控量測。通過觀測拱頂沉降與周邊位移變化情況，掌握圍巖和支護的變化信息并對量測數據運用概率論與數理統計學原理，通過數學公式計算進行分析評估，并預測出圍巖以后的發展趨勢，以達到以下目的：了解隧道圍巖、支護變形情況，以便及時調整支護形式，保證開挖的穩定。依據量測數據的分析資料采取相應的支護措施和應急措施，保證施工安全。為二次襯砌施工提供依據 。2量測項目 監控量測可分為必測項目和選測項目兩類。監測的主要范圍是：區間結構物中線外緣兩側30m范圍內的地下、地面建（構）筑物管線、地面及道路

2、。各項觀測數據相互驗證，確保監測結果的可靠性，為合理確定各項施工參數提供依據，達到反饋指導施工的目的，真正做到信息化施工。序號監控量測項目常用量測儀器備注1洞內、外觀察現場觀察、數碼相機2拱頂下沉水準儀或全站儀3凈空變化收斂計、全站儀4地表沉降水準儀或全站儀隧道淺埋段3.必測項目量測方法3.1 隧道的凈空變化和拱頂下沉量測3.1.1 凈空變化和拱頂下沉量測的方法主要分為有尺量測和無尺量測。有尺量測收斂值主要使用收斂計，通過量取隧道兩側預埋件之間的距離差來取得收斂值。拱頂下沉主要使用自動安平水準儀，通過量取隧道頂部的預埋件的高程差來取得拱頂下沉值。3.1.2 無尺量測主要是使用高精度帶反射片測距

3、的全站儀，在需要觀測的斷面位置布置粘貼有反射片的預埋件。通過對拱頂位置反射片的觀測，取得反射片中心位置的絕對高程，對比相鄰兩次觀測值，得出隧道該斷面位置的拱頂下沉值。使用儀器的對邊測量程序，測出隧道兩側布設的反射片之間的距離，對比相鄰兩次觀測值，得出隧道該斷面位置的凈空收斂值。3.2 隧道的凈空變化和拱頂下沉測點布置3.2.1水平凈空變化測線布置方法：當采用全斷面開挖方式時,可設一條測線；當采用臺階法開挖時，可在拱腰和邊墻部位各設一條測線。見圖3.2.13.2.2水平凈空變化、拱頂下沉量測必須在每次開挖后8h內且在下一循環開挖前讀取初讀數，最遲不得超過12h。3.2.3拱頂下沉量測應與水平凈空

4、變化量測在同一量測斷面內進行。當地質條件復雜,下沉量或偏壓明顯時,除量測拱頂下沉外,尚應量測拱腰下沉及基底隆起量。3.2.4在避免被爆破作業破壞的前提下，測點應盡可能靠近工作面埋設，一般距離為0.52m，并且應牢固可靠，易于保護、識別，量測斷面用紅油漆標識。拱頂下沉量測后視點必須埋設在穩定巖面上,并和洞、內外水準點建立聯系。圖3.2.13.2.5 觀測頻率見表3.2.5表3.2.5 量測頻率表位移速度（mm/d）量測斷面距開挖工作面的距離量測頻率51B2次/d15（12）B1次/d0.51（25）B1次/23d0.20.5（25）B1次/3d0.25B1次/7d注：B表示隧道開挖寬度3.3地表

5、下沉量測3.3.1地表下沉采用水準儀、塔尺量測。3.3.2測試精度1mm。3.3.3地表下沉量測必須在隧道開挖之前進行。3.3.4淺埋隧道（H02b，H0隧道埋深，b隧道最大開挖寬度）斷面布置與洞內水平凈空變化、拱頂下沉在同一橫斷面內；當地表有建筑物時，應在建筑物周圍增設下沉測點。3.3.4測點按普通水準點埋設，橫斷面方向在隧道中心及兩側間距離25m施設下沉測點，每斷面施設711個測點，監測范圍在隧道開挖影響范圍以外。（隧道開挖影響范圍計算公式：D=B+2htan(45-/2)，D 開挖影響范圍；B隧道開挖寬度；h隧道開挖高度；圍巖內摩擦角）；3.3.5地表下沉量測在開挖面前方隧道埋置深度與隧

6、道開挖高度之和處開始，直到襯砌結構封閉、下沉基本停止時為止。3.3.6地表下沉量測頻率與拱頂下沉和凈空變化的量測頻率相同4.量測結束標準各項量測作業均應持續到變形基本穩定后，在以1次/7d的量測頻率測2-3周后結束，對凈空收斂和拱頂下沉變形基本穩定時變形速率0.2mm/d。對于膨脹性圍巖和擠壓性圍巖，位移長期沒有減緩趨勢時，應適當延長量測時間，當位移速率1 mm/d時方可結束。5監控分析結果反饋與應用5.1圍巖的穩定性應根據量測結果綜合判定：(1)根據位移值確定,初期支護達到基本穩定的條件:實測最大位移值或回歸預測最大位移值應不大于表5.2、表5.3所列極限相對位移值的2/3，并按表5.1進行

7、變形管理。（2）根據位移變化速度確定。當凈空變化速度持續大于1.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態，應加強初期支護系統；當隧道凈空收斂值的速度明顯下降，收斂量已達總收斂量的80%90%，且凈空變化速度小于0.2mm/d時(隧道經驗認為水平收斂速度小于0.2mm/d或拱頂位移速度小于0.15mm/d)時，圍巖達到基本穩定，此時可進行二次襯砌；在淺埋地段，及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應采用其它指標判別。（3）根據圍巖位移時態曲線的形態來判別：當圍巖位移速度不斷下降時（du2/d2t0），圍巖進入危險狀態，必須立即停止掘進，加強支護。（4）監控量測的分析結果和建議必須第一時間反饋給項目分部總工程師

8、，以便及時指導施工，當量測表明存在塌方、突水突泥等可能時，應及時報項目部總工程師。表5.1 變形管理等級管理等級管理位移（mm）施工狀態UU0/3應采取特殊措施注：U實測位移值；U0最大允許位移值。表5.2 單線隧道初期支護極限相對位移(%)圍巖級別埋深（m）5050-300300-500拱腳水平相對凈空變化值0.200.600.100.500.400.700.601.500.200.700.502.602.403.500.301.000.803.503.005.00拱頂相對下沉0.010.050.040.080.010.040.030.110.100.250.030.070.060.150.

9、100.600.060.120.100.600.501.20注：1.硬巖取較小值，軟巖取較大值；2.拱腳水平相對凈空變化指兩拱腳測點間水平凈空變化值與其距離之比；拱頂相對下沉是指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比；3.墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化極限值乘以1.21.3后采用。表5.3 雙線隧道初期支護極限相對位移（%）圍巖級別埋深（m）5050-300300-500拱腳水平相對凈空變化值0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.001.803.0

10、0拱頂相對下沉0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40注：1.硬巖取較小值，軟巖取較大值；2.拱腳水平相對凈空變化指兩拱腳測點間水平凈空變化值與其距離之比；拱頂相對下沉是指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比；3.墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化極限值乘以1.11.2后采用。6.小結（1）不良地質隧道工程施工難度較大，對于管線及周邊樓房等重要建（構）筑物右一定影響。因此，須有針對性地對監測重點進行及時觀測，及時反饋，同步甚至超前指導施工，起到施工監測與施工的互動，并預測施工對環境的影響。（2）施工監測是隧道施工的眼睛，在整個工程中舉足輕重，施工安全極為重要。應當在施工、監測過程中汲取其他標段的經驗，避免不必要的施工盲點。（3）施工過程中根據施工現場揭露的地層條件，及前期監測的資料進行理論計算也是施工監測過程