围岩监控量测作业指导书 隧道分册
9.4 监控量测控制基准
⑴ 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、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。
⑵ 隧道初期支护极限相对位移可参照表9和表10选用。
表9 跨度B≤7m隧道初期支护极限相对位移
隧道埋深H0（m） 围岩级别 H0≤50 50＜H0≤300 拱脚水平相对净空变化（%） Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 0.10～0.50 0.20～0.70 0.30～1.00 0.40～0.70 0.50～2.60 0.80-3.50 拱脚相对下沉（%） Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 0.01～0.04 0.03～0.07 0.060.12 0.01～0.05 0.03～0.11 0.06～0.15 0.10～0.60 0.04～0.08 0.10～0.25 0.10～0.60 0.50～1.20 0.20～0.60 0.60～1.50 2.40～3.50 3.00～5.00 300＜H0≤500 注：1.本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。
2.拱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减去
隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。
3.墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.2～1.3后采用。
表10 跨度7m 隧道埋深H0（m） 围岩级别 H0≤50 50＜H0≤300 拱脚水平相对净空变化（%） Ⅱ Ⅲ Ⅳ 0.03～0.10 0.10～0.30 0.01～0.03 0.08～0.40 0.20～0.80 0.01～0.08 0.30～0.60 0.70～1.20 300＜H0≤500 第 9 页 共 17 页 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 Ⅴ 0.20～0.50 0.40～2.00 拱脚相对下沉（%） 1.80～3.00 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 0.03～0.06 0.06～0.10 0.08～0.16 0.03～0.06 0.04～0.15 0.08～0.40 0.14～1.10 0.05～0.12 0.12～0.30 0.30～0.80 0.80～1.40 注：1. 本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。 2. 拱脚水平相对净空变化指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减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。 3. 初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.1～1.2后采用。 ⑶ 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表11要求确定。 表11 位移控制基准 类别 允许值 距开挖面1B（U1B） 65%U0 距开挖面2B（U2B） 90%U0 距开挖面较远 100%U0 注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。 ⑷ 围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按以下方法进行。 ①?? 根据位移控制基准，可按表12分为三个管理等级。 表12 位移管理等级 管理等级 Ⅲ 距开挖断面1B U＜U1B/3 距开挖断面2B U＜U2B/3 应对措施 正常施工 综合评价设计施工措施加强监测Ⅱ U1B/3≤U≤2 U1B/3 U2B/3≤U≤2 U2B/3 必要时采取相应工程措施 暂停施工，采取相应工程措施，Ⅰ U＞2 U1B/3 U＞2 U2B/3 如补强支护等 注:U为实测位移值。 ② 根据位移变化速度判别 净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。 水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。 在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。 第 10 页 共 17 页 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 ③ 根据位移时态曲线的形态来判别 当围岩位移速率不断下降时（du/dt＜0），围岩趋于稳定状态； 当围岩位移速率保持不变时（du/dt=0），围岩不稳定，应加强支护； 当围岩位移速率不断上升时（du/dt＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。 地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周围建(构)筑物的安全要求分别确定，取最小值。钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力(换算成内力)、初期支护与二次衬砌间接触压力(换算成内力)、锚杆轴力控制基准应满足《铁路隧道设计规范》的相关规定。采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的相互影响。围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。 围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。 ⑸ 一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行: ①隧道周边变形速率明显趋于减缓。 ②水平收敛速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d。 ③对浅埋与围岩破碎、松散等情况，二次衬砌应尽早施做。 9.5 测试仪器精度要求 仪器精度必须满足表13、14量测项目测试精度的要求。 表13 监控量测必测项目测试精度 序号 1 2 3 监测项目 拱顶下沉 净空收敛 地表沉降 测试精度 0.5～1mm 0.5～1mm 0.5～1mm 2 22 22 2 表14 监控量测必测项目测试精度 序号 1 2 3 4 监控量测项目 围岩与初期支护接触压力 喷射混凝土应变 钢架应力 初期支护与二次衬砌间接触压力 测试精度 ≤0.5%F.S ±0.1%E.S 拉伸≤0.5%F.S，压缩≤1.0%F.S ≤0.5%F.S 第 11 页 共 17 页 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 5 6 7 8 二次衬砌内应力 围岩内部位移 隧底隆起 爆破振动 ±0.1%E.S 0.1mm 0.5～1mm 1mm/s ( 注：E.S是否是F.S的误写） 9.6监控量测方法 现场监控量测应根据设计文件的要求进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。现场测点读数应读三次，取其算术平均值，并详细记录。 9.6.1 洞内、外观察 施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。观察后应绘制开挖工作面略图（地质素描），填写工作面状况记录表及围岩级别判定卡。在观察中发现地质条件恶化，应立即通知施工负责人采取应急措施。对已施工区段的观察每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架状况。及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建(构)筑物进行观察。 9.6.2 变形监控量测 变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。测点应埋设在测线两端。 9.6.2.1 隧道净空收敛量测 ⑴ 采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。 ⑵ 采用全站仪量测时，测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。 9.6.2.2 拱顶下沉量测 采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时，测点及量测方法同第9.6.2.1条第⑵款。 9.6.2.3 地表沉降监控量测 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。测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。 第 12 页 共 17 页 围岩监控量测作业指导书 隧道分册 9.6.2.4 测量仪器的选用 当隧道采用全断面或台阶法开挖施工时，隧道净空收敛量测、拱顶下沉量测建议采用全站仪，佩带断面程序，此程序可以清晰将每一个量测断面进行扫描，准确判断出整个断面收敛变形情况。隧道开挖采用CD或CRD法施工时各种数据采用接触法进行量测。 9.6.3 数据采集 拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在3～6h内完成，其他量测应在每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严禁爆破损坏。 隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。 各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周后结束。对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。 9.7 量测数据处理与应用 9.7.1 监控量测资料的分析处理 首先应对监控量测数据进行校核，对监控量测数据必须进行可靠性分析，排除仪器、读数等操作过程中的误差，剔除和识别各种粗大、偶然和系统性误差，避免漏测和错测，切实保证监控量测数据的可靠性和完整性；其次，要对监控量测数据进行整理，包括各种物理量计算、图表制作，如物理量的时间和时间速率曲线和空间分布图的绘制等；最后是数据分析，分析通常采用比较法、作图法和数值计算等，分析各监控量测物理量值大小、变化规律、发展趋势。在现场的监控量测过程中，应加强数据的准确性，观测后应在现场及时计算、校核，如果有异常现象，必须重新进行观测、校核，直至取得可靠数据。 9.7.2 绘制相关图表 每次观测后应立即对数据进行计算、整理，打印相关监控量测报表，根据监控量测数据绘制时间－位移散点图和距离－位移散点图。在这些图表中应在对应位置标出相应的施工工况，以便分析时间效应和空间效应的影响。 9.7.3 回归分析方法 目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。首先根据监控量测数据绘制时间－位移散点图和距离－位移散点图，然后根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构的工作状态。如果位移曲线正常，说明围 第 13 页 共 17 页