主要內容ZhuYaoNeiRong隧道監測目的與任務隧道監測內容與方法監測項目的實施與其原理隧道監測方案設計監測數據整理與分析第10章隧道變形監測10.1隧道監測目的與任務監控量測是信息化設計與施工的重要內容，是新奧法（少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉）構筑隧道中十分重要的部分。通過施工現場的監控量測，為判斷圍巖穩定性，支護、襯砌可靠性，二次襯砌合理施作時間以及修改施工方法、調整圍巖級別、變更支護設計提供依據，指導日常施工管理，確保施工安全和質量。10.1.1隧道監測的目的（1）確保安全：通過監控量測，掌握圍巖和支護的應力狀態，進行動態管理，根據量測信息，科學施工。（2）指導施工：量測數據經過分析處理，預測和確認隧道圍巖最終穩定時間，指導施工順序和確定二次襯砌的施作時間。（3）修正設計：根據隧道開挖后所獲得的量測信息，進行綜合分析，檢驗和修正施工預設計。（4）積累資料：已有工程的量測結果可以間接地應用到其它類似工程中，作為設計和施工的參考資料。10.1隧道監測目的與任務10.1.2隧道監測的任務（1）通過對圍巖與支護的觀察和動態量測，以達到合理安排隧道施工程序、日常施工管理、確保施工安全、修改設計參數和積累資料。（2）通過對圍巖與支護的應變、應力量測、掌握圍巖和支護的動態信息并及時反饋、修改支護系統設計，指導施工作業和管理。（3）經量測數據的分析處理與必要的計算和判斷后，進行預測和反饋，以保證施工安全和隧道圍巖及支護襯砌結構的穩定。（4）對已有隧道工程的量測結果可以分析和應用到其它類似的工程中，作為指導復合式襯砌設計和施工的重要依據。復合式襯砌的設計，通常以工程類比法為主，并以現場監控量測進行工程實際檢驗和修正。監控的過程可分為現場量測-數據處理-信息反饋。10.1隧道監測目的與任務

隧道的現場監控量測根據圍巖條件、隧道工程規模、支護類型和施工方法來選擇監測項目?，F場監控量測項目分為必測項目和選測項目兩大類。10.2隧道監測內容與方法序號項目名稱方法及工具

布置量測間隔時間1~15d16d~1m1m~3m>3m1洞內、外觀察現場觀測、地質羅盤等開挖及初期支護后進行每次爆破后進行2周邊位移收斂儀每5~50m一個斷面，每斷面2~3個對測點1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m3拱頂下沉水準測量的方法，水準儀、鋼尺等每5~50m一個斷面1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m4地表下沉水準測量的方法，水準儀、鋼尺等洞口段、淺埋段（h≤2b）開挖面距量測斷面前后<2b，1~2次/d；開挖面距量測斷面前后<5b，1次/2~3d；開挖面距量測斷面前后>5b，1次/3~7d；隧道現場監控量測必測項目隧道現場監控量測選測項目序號項目名稱方法及工具布置量測間隔時間1~15d16d~1m1m~3m>3m1鋼架內力及外力支柱壓力計或測力計每代表性地段1～2個斷面，每斷面鋼支撐內力3～7個測點，或外力1對測力計1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m2圍巖體內位移(洞內設點)洞內鉆孔中安設單點、多點桿式或鋼絲式位移計每代表性地段1~2個斷面，每個斷面3～7個鉆孔1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m3圍巖體內位移（地表設點）地面鉆孔中安設各類位移計每代表性地段1~2個斷面，每個斷面3～5個鉆孔

同地表下沉要求4圍巖壓力各種類型壓力盒每代表性地段1～2個斷面，每斷面3～7個測點1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m5兩層支護間壓力壓力盒每代表性地段1～2個斷面，每斷面3～7個測點1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m10.2隧道監測內容與方法序號項目名稱方法及工具布置量測間隔時間1~15d16d~1m1m~3m>3m6錨桿軸力鋼筋計、錨桿測力計每代表性地段1～2個斷面、每斷面3～7錨桿（索），每根錨桿2～4測點1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m7支護、襯砌內應力各類混凝土內應變計及表面應力解除法每代表性地段1～2斷面、每斷面3～7個測點1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m8圍巖彈性波測試各種聲波儀及配套探頭在有代表性地段設置9爆破震動測振及配套傳感器臨近建（構）筑物隨爆破進行10滲水壓力、水流量滲壓計、流量計11地表下沉準測量的方法，水準儀、銦鋼尺等洞口段、淺埋段（h＞2b）開挖面距量測斷面前后<2b，1~2次/d；開挖面距量測斷面前后<5b，1次/2~3d；開挖面距量測斷面前后>5b，1次/3~7d；隧道現場監控量測選測項目10.2隧道監測內容與方法10.3.1洞內、外觀察

主要是采用目測方法，掌握隧道圍巖的巖性、不連續面、褶皺、變質帶性質等及支護結構變形情況。

對于工作面，觀察其巖性、結構面產狀、節理裂隙發育程度、斷層的性質、產狀，工作面面自穩情況，涌水等。

對于洞外，重點應在洞口段和洞身淺埋段，地表是否開裂、變形、地表水滲漏情況等，同時還應對地面建(構)筑物進行觀察。10.3監測項目的實施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測拱頂的下沉量及下沉速度的監測，可用來確定圍巖的穩定性，判斷支護效果，指導施工工序，預防拱頂崩塌，以保證施工質量和安全，工具主要利用水準儀、全站儀、鋼尺、水準尺等，見圖。10.3監測項目的實施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測10.3監測項目的實施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測周邊位移是隧道圍巖應力狀態變化最直觀的反映，通過周邊位移量測可以判斷隧道空間的穩定性。另外，根據周邊圍巖變化速度確定圍巖穩定程度和二次襯砌施作的合理時機，以指導現場的施工。

圍巖的收斂用收斂儀進行量測，見圖。10.3監測項目的實施與其原理在測線的布置上，全斷面法設置1條水平測線，臺階法每個臺階設置1條測線，分部開挖法每部設置1條水平測線，偏壓隧道或者小凈距隧道可加設斜向測線。具體布置見圖。10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測10.3監測項目的實施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測10.3監測項目的實施與其原理小凈距隧道：隧道中的中間巖墻厚度小于分離式獨立雙洞的最小凈距的特殊隧道布置形式。偏壓隧道：由于地形不對稱或者地質巖層因素，造成隧道結構兩面荷載不對稱的隧道。

二次襯砌施做在圍巖和初期支護變形基本穩定并具備下列條件后施做。10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測隧道周邊位移速率有明顯減小趨勢水平收斂（拱腳邊墻中部）小于0.2mm/d施做二次襯砌前的位移值已達總位移值的80%以上

判定圍巖穩定的依據：10.3監測項目的實施與其原理全斷面法臺階法10.3監測項目的實施與其原理中隔壁法（CD法）環形開挖留核心土法10.3監測項目的實施與其原理交叉中隔壁法（CRD法）雙側壁導坑法10.3監測項目的實施與其原理

對于淺埋隧道、洞口段或者有特殊要求應進行地表下沉監測。主要利用水準儀、水準尺等工具監測隧道淺埋段地表、洞口的穩定性。10.3.3地表下沉量測10.3監測項目的實施與其原理鄭西客專函谷關隧道洞頂公路路面、服務區下沉及開裂情況最大下沉529mm10.3監測項目的實施與其原理對鋼支撐的應力量測，可了解鋼支撐的實際工作狀態，掌握在壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數，以確定是否需要采用加固措施。拱架內力可采用鋼筋計或表面應變計進行量測，在每代表性地段設置1～2個監測斷面，每一監測斷面宜布置3～7個量測位置，應布置在拱頂中央、拱腰及邊墻處。對于型鋼拱架，應變計應在拱架內外緣成對布設。對于格柵拱架，應選擇格柵主筋直徑相同的鋼筋計，且盡量使鋼筋計與鋼筋軸線重合。10.3.4鋼支撐內力量測10.3監測項目的實施與其原理鋼支撐內力的測量10.3監測項目的實施與其原理圍巖內部各點的位移是圍巖動態的表現，它不僅反映了圍巖內部的松弛程度，而且更能反映圍巖松弛范圍的大小。一般情況下用多點位移計量測松動區、彈性區的范圍，根據實測結果優化錨桿參數。多點位移計10.3.5圍巖體內位移量測10.3監測項目的實施與其原理

隧道開挖后，圍巖要向凈空方向變形，而支護結構要阻止這種變形，這樣就會產生圍巖作用于支護結構上的圍巖壓力。圍巖壓力量測，通常情況下是指圍巖與支護或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試，以了解圍巖壓力的量值及分布狀態；判斷圍巖和支護的穩定性，分析二次襯砌的安全程度。接觸壓力量測可采用壓力盒進行量測。接觸壓力量測每斷面應有3至7個測點，布置在拱頂中央、拱腰及邊墻處。壓力盒埋設要求接觸面緊密牢固，注意不要損壞壓力盒和引線。另外，圍巖與初期支護間壓力盒應在距開挖面1m左右的范圍內安設，并在工作面開挖后24h內或下次開挖前測取初讀數。兩層支護間壓力盒應在澆注混凝土前埋設，并在澆注后及時測取初讀數。10.3.6圍巖壓力及兩層支護間壓力10.3監測項目的實施與其原理壓力盒10.3監測項目的實施與其原理

錨桿對隧道圍巖起到加固補強作用。對其軸力的量測，來了解錨桿實際工作狀態及軸向力，結合位移量測判斷圍巖發展趨勢，分析圍巖內強度下降區的界限，評價錨桿支護效果。錨桿軸力可采用鋼筋計、錨桿測力計進行測試。錨桿軸力量測宜在每代表性地段設置1～2個監測斷面，每一監測斷面布置3～8根量測錨桿，通常布置在拱頂中央，拱腰及邊墻處，每一量測錨桿根據其長度及測量需要設3～6個測點。量測錨桿的安裝及鉆孔應按照設計錨桿的同等要求進行，鉆孔軸線與設計方向一致，誤差不超過5°，孔徑比量測錨桿桿體直徑大15mm，鉆孔深度不應小于設計錨桿桿體長度。量測錨桿埋設后應經過48h才可進行第一次觀測。10.3.7錨桿軸力監測10.3監測項目的實施與其原理錨桿拉拔10.3監測項目的實施與其原理

其目的是了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應力狀態；掌握噴層所受應力的大小，判斷噴射混凝土層的穩定狀況；判斷支護結構長期使用的可靠性以及安全程度；檢驗二次襯砌設計的合理性。圍巖彈性波速度測量是利用彈性波通過巖體傳遞后，其波速、波幅、波頻均發生改變，因此，彈性波在巖體中的傳播特征就反映了巖體的物理力學性質，如動彈性模量、巖體強度、完整性或破碎程度、密實度等。利用這個性質可以判別圍巖的工程性質、巖體的結構特征、掌握松動圈范圍、節理裂隙分布、變質程度、強度等。10.3.8支護襯砌內應力監測10.3.9圍巖彈性波測試10.3監測項目的實施與其原理10.4隧道施工監測方案設計

監測方案設計的內容根據不同的工程項目、不同的地質情況有所不同，主要包含以下幾方面：（1）工程項目概況主要介紹工程項目的基本情況和施工區域的地質情況。（2）監測方案的編寫依據。包括各種規范、規程及工程勘察報告等。（3）監測的目的和意義。詳細闡述監測對安全施工、保障生命財產的重要性及進行各項科學

研究的重要意義。（4）監測的具體內容。根據具體工程項目和地質的具體情況，確定監測的具體項目內容。（5）監測點的布置根據收集的資料和踏勘的實際情況，確定監測點的數量和位置，繪

制監測點位分布圖。（6）監測方法針對每一項監測內容，提出采取何種監測方法及如何

實施監測工

作，使用何種監測儀器，并詳細闡述使用方法的實際效果。（7）監測頻率和報警值的確定根據規范結合實際情況確定每一項監測項目的監測頻律和預警值。（8）監測成果確定提交的監測報告內容和最終監測報告內容、提交時間等。10.4隧道施工監測方案設計量測數據整理、分析與反饋應符合下列要求：1.每次量測后應及時進行數據整理，并繪制量測數據時態曲線。2.選擇回歸曲線，對初期的時態曲線應進行回歸分析，預測可能出現的最大值和變化速度。3.對支護及圍巖狀態、工法、工序進行評價。4.數據異常時，應根據具體情況及時采取增加臨時支撐、加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。10.4隧道施工監測方案設計當發現隧道穩定出現問題時，應對隧道施工方法進行調整，一般包括以下幾個方面：

⑴

采取穩定開挖工作面的措施；

⑵

斷面的早期閉合；

⑶

開挖進尺的改變；