16监控量测作业指导书(199-208)概论
围岩监控量测作业指导书
1 适用范围
适用于新建赤峰至京沈高铁喀左站铁路CFSG-1标隧道围岩监控量测。
2 作业准备
（1）确定监控量测的工作内容、方法；
（2）根据不同的工作内容准备相关监控量测仪器设备；
（3）做好监测元件的预埋和布设。
3 技术要求
施工中满足以下规范标准及设计文件：
(1)《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR 9218-2015）；
(2)《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；
(3)《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2010】241号；
(4)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424—2010）；
(5)《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009；
(6)《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR 9604-2015；
(7)《新建赤峰至京沈客专喀左站铁路工程隧道设计图》及相关设计文件。
4工艺流程与施工方法
4.1 工艺流程
施工工艺流程见图4-1
4.2量测项目
隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测项目和选测项目两大类。选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他要求，有选择地进行。监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设测点，并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。
根据本线隧道的特点，必测项目包括：
5.3 量测方法和要求
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。
基底处理完毕经检测符合各项指标后，在仰拱回填顶面横断面上设3个测点，纵向每10m设一排，采用精密水准仪进行沉降观测。观测周期及观测时间根据现场实际情况确定。观测计划及观测方案应征得监理批准，观测结果异常时应立即报设计单位拿出处理意见，情况紧急时，应果断采取措施，确保施工安全。
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。
测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值；每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。
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。
(1)测点布置
全断面法测点断面布置见图1。
台阶法测点布置见图2。
图1 图2 （2）监控量测断面间距
必测项目监控量测断面间距如表1
表1 必测项目监控量测断面间距
围岩级别断面间距（m）
Ⅴ5～10
Ⅳ10～30
Ⅲ30～50
5.4监测资料整理、数据分析及反馈
现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，其中包含着测量误差。因此，应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相
互印证，以确定量测数据的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和初期支护系统稳定状态。
在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。
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。具体方法如下：
①将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，见图4。
u u
t (d)
t (d)
正常
反常曲
线
a
图3 位移u-时间t的关系曲线图
②若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。
③当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
④各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。
(5)监控量测管理
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按变形管理等级指导施工，见表2。
表2 变形管理等级
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。
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（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；
当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；
当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。
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。
6.劳动力组织
项目部成立量测管理小组，各工区成立量测小组，负责管段内监控量测工作。工区量测小组人员为3人，内业组一人负责对量测资料的分析整理及上报，外业组二人，负责对量测数据的整理归档及量测桩点的埋设。
7.材料要求
7.1 测点的构造加工要求
根据收敛仪挂钩的要求，水平收敛和拱顶下沉量测点采用φ8的光圆钢筋加工成三角焊于φ20螺纹钢筋端头，三角形为4cm的等边三角形，φ20钢筋长为30cm。对测点要采取保护措施（如用塑料袋包裹，以防喷浆时沾上水泥浆而引起量测误差）并做上标记。
量测点构造示意图：
φ20钢筋
φ8钢筋
30cm
4cm
衬砌断面测点可采用与初支相同的构造方法并采用电钻打入φ10mm的膨胀螺栓进行埋设，深度15cm并焊接量测点。
φ8钢筋
φ10膨胀螺栓
15cm5cm
7.2 测点的标识及保护
测点布设在量测组的指导下，由开挖班协助完成，做到牢固可靠。为易于识别，并有利于保护测点，量测组在测点形成之后，立即用油漆标示出明显的红“△”，并标有此测点断面的编号（YAS001、YBS001、YCS001…，ZAX001、ZBX002、 ZCX001…，其中Y代表右线，Z代表左线，A代表拱顶点，B代表起拱线上1m的基点，C代表内轨顶面上1m的基点，S代表上行方向，X代表下行方向）。在布点时让量测桩露出初期支护面尽可能短，严防意外损坏。
拱顶下沉和洞内水准基点建立联系。在正洞内，量测基点必须保证其稳固和不动性，为此要做到科学选位，在选定位置上用风钻竖直
向下打1m深的眼，注入砂浆，插入一根1m长经过处理钢筋棍（顶端打磨成圆凸形，底端焊盘条成十字叉以利于稳固基点），并对量测基点作明显标志。
8.设备机具配置
净空变化量测采用收敛计和温度计采用、拱顶下沉量测采用铟钢尺和精密水准仪。地质观察采用地质罗盘。
9.质量控制及检验
(1)质量验收应满足设计及以下规范：
(1)《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR 9218-2015）；
（2）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；
(2)监控量测质量保证措施
①将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。
②制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。
③施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。
④积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
⑤量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。
⑥测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作，及时进行资料整理及信息反馈。
10. 安全及环保要求
量测人员进入现场采集数据及埋设桩点前必须在安检人员巡视完掌子面并确保不会出现危险，并停止掌子面对量测产生干扰的作业。