鐵路隧道工程監(jiān)控量測(cè)施工方法及工藝監(jiān)控量測(cè)的目的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)是在隧道施工過(guò)程中，對(duì)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為噴錨支護(hù)和二次襯砌的設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，確定二襯和仰拱的施作時(shí)間，把量測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)整理和分析得到信息及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)和施工，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工的目的。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)了解圍巖、支護(hù)變形情況，以便及時(shí)調(diào)整和修正支護(hù)參數(shù)，保證圍巖穩(wěn)定和施工安全；提供判斷圍巖和支護(hù)系統(tǒng)基本穩(wěn)定的依據(jù)，確定二次混凝土襯砌施作時(shí)間；依據(jù)量測(cè)資料采取相應(yīng)措施，在保證施工安全的前提下加快施工進(jìn)度；積累量測(cè)數(shù)據(jù)資料，提高施工技術(shù)水平。監(jiān)控量測(cè)管理流程監(jiān)控量測(cè)管理流程見(jiàn)圖2-2.3-30。量測(cè)內(nèi)容監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃根據(jù)隧道的規(guī)模、地形地質(zhì)條件、支護(hù)類型和參數(shù)、開(kāi)挖方式等制定。監(jiān)控量測(cè)計(jì)劃的內(nèi)容主要包括量測(cè)項(xiàng)目及方法、量測(cè)儀器的選擇、測(cè)點(diǎn)布置、量測(cè)頻率、數(shù)據(jù)處理及量測(cè)人員的組織等。監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目分必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)深?。我們將按設(shè)計(jì)要求開(kāi)展監(jiān)控量測(cè)工作。監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目見(jiàn)表2-2.3-7，監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目見(jiàn)表2-2.3-8。監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目制定監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目制定管理基準(zhǔn)的設(shè)定隧道開(kāi)挖測(cè)點(diǎn)埋設(shè)量測(cè)數(shù)據(jù)采集施工建議監(jiān)測(cè)總結(jié)安全分析不滿足人員儀器準(zhǔn)備已施工段支護(hù)加強(qiáng)措施結(jié)束量測(cè)數(shù)據(jù)分析修改支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)修改管理基準(zhǔn)值滿足圖2-2.3-30監(jiān)控量測(cè)管理工作流程圖表2-2.3-7監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)量測(cè)主要項(xiàng)目量測(cè)儀器主要內(nèi)容1洞內(nèi)外觀察目測(cè)數(shù)碼相機(jī)開(kāi)挖面圍巖自穩(wěn)性；巖質(zhì)破碎帶、褶皺節(jié)理等情況；核對(duì)圍巖類別及風(fēng)化變質(zhì)情況；地下水情況；支護(hù)變形開(kāi)裂情況；淺埋地段地表下沉情況。2水平相對(duì)凈空變化量測(cè)收斂計(jì)根據(jù)收斂情況判斷：圍巖穩(wěn)定性；支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方法的合理性；模筑混凝土襯砌。3拱頂相對(duì)下沉量測(cè)水平儀掛鉤式鋼尺水準(zhǔn)尺監(jiān)視拱頂下沉值，了解斷面變化情況，判斷拱頂?shù)姆€(wěn)定性，防止坍方。4淺埋地段地表下沉量測(cè)經(jīng)緯儀水準(zhǔn)儀監(jiān)控淺埋地段地表沉降情況，判斷洞口及仰坡穩(wěn)定。表2-2.3-8監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表測(cè)試精度備注1鋼架內(nèi)力量測(cè)鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)最小讀數(shù)≤700kPa/0.01%；最小讀數(shù)(×10-6/0.01%)≤32滲水壓力量測(cè)滲壓計(jì)，頻率接收儀0.01Mpa3圍巖壓力量測(cè)壓力盒、頻率接收儀0.01Mpa4鋼筋受力量測(cè)鋼筋計(jì)、頻率接收儀0.01Mpa5錨桿桿體應(yīng)力量測(cè)鋼筋計(jì)、頻率接收儀0.01Mpa6爆破振動(dòng)量測(cè)爆破測(cè)振儀監(jiān)控量測(cè)作業(yè)⑴洞內(nèi)外觀察①洞內(nèi)外觀察分開(kāi)挖工作面觀察、已施工區(qū)段觀察以及地表觀察，開(kāi)挖工作面觀察應(yīng)在每次開(kāi)挖后進(jìn)行一次，內(nèi)容包括節(jié)理裂隙發(fā)育情況，工作面穩(wěn)定情況、圍巖變形等，當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況基本無(wú)變化時(shí)，可每天進(jìn)行一次，觀察后應(yīng)繪制開(kāi)挖工作面略圖并做好地質(zhì)素描，填寫(xiě)工作面狀態(tài)記錄表及圍巖級(jí)別判定卡。②對(duì)已施工區(qū)段的觀測(cè)每天至少一次，觀測(cè)內(nèi)容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的狀態(tài)，以及施工質(zhì)量是否符合規(guī)定的要求。③洞外觀察包括洞口地表的情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩(wěn)定、地表水滲透的觀察。⑵拱頂下沉及水平凈空變化量測(cè)①拱頂下沉及水平凈空變化量測(cè)應(yīng)在同一斷面進(jìn)行量測(cè)，并采用相同的量測(cè)頻率。如位移出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)加大量測(cè)頻率。②觀測(cè)點(diǎn)布置:凈空變形量測(cè)斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性等確定，宜為10～50m。測(cè)點(diǎn)布置示意圖2-2.3-31③凈空變形量測(cè)斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性等確定，宜為10～50m。圖2-2.3-31隧道測(cè)點(diǎn)布置示意圖④凈空變形量測(cè)應(yīng)在每次開(kāi)挖后進(jìn)行，初讀數(shù)應(yīng)該開(kāi)挖后12h內(nèi)讀取，最遲不得大于24h，而且在下一循環(huán)開(kāi)挖前、必須完成讀數(shù)。⑤測(cè)點(diǎn)應(yīng)牢固可靠，易于識(shí)別并妥為保護(hù)，拱頂量測(cè)觀測(cè)點(diǎn)必須埋設(shè)在穩(wěn)定的巖面上，并和洞內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)建立聯(lián)系。⑥量測(cè)應(yīng)選擇精度適當(dāng)，性能可靠，使用及攜帶方便的儀器，變形量測(cè)可阻式和電感式儀器，儀器使用前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格標(biāo)定。⑦水平相對(duì)凈空變化量測(cè)線的布置應(yīng)根據(jù)施工方法，地質(zhì)條件，量測(cè)斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。⑧拱頂下沉測(cè)量應(yīng)與水平相對(duì)凈空量測(cè)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行，可采用水準(zhǔn)儀等測(cè)量下沉量。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜，下沉量大或偏壓明顯時(shí)，除量測(cè)拱頂下沉外，尚應(yīng)量測(cè)拱腰下沉和基底隆起量。⑨拱頂下沉量測(cè)與水平凈空相對(duì)變化量測(cè)的頻率相同，應(yīng)從表2-2.3-9中根據(jù)變形速度和距開(kāi)挖面距離選擇較高的一個(gè)量測(cè)頻率。表2-2.3-9量測(cè)頻率變形速度（mm/d）量測(cè)斷面距開(kāi)挖工作面的距離（m）量測(cè)頻率1～5（1～2）B1次/d0.5～1（1～2）B1次/（2～3）d0.2～0.5（2～5）B1次/2d<0.2>5B1次/周⑶地表下沉量測(cè)①地表下沉量測(cè)根據(jù)隧道埋置深度、地質(zhì)條件、地表有無(wú)建筑物、所采用的開(kāi)挖方式等因素確定。地表下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)與水平凈空相對(duì)變化和拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置在同一個(gè)橫斷面內(nèi)，地表下沉量測(cè)斷面的間距見(jiàn)表2-2.3-10。表2-2.3-10地表下沉量測(cè)斷面間距表隧道埋深H（m）量測(cè)斷面距（m）H>2B20～502B>H>B10～20H<B10注：無(wú)地表建筑物時(shí)取表內(nèi)上限值，B表示隧道開(kāi)挖寬度。②橫斷面方向地表下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)取2～5m，在一個(gè)量測(cè)斷面內(nèi)應(yīng)設(shè)7～11個(gè)點(diǎn)。③地表下沉量測(cè)應(yīng)在開(kāi)挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開(kāi)始、直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止為止。④地表量測(cè)作業(yè)面應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后1～3周。⑸圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸力、圍巖壓力、襯砌應(yīng)力、鋼架應(yīng)力等的量測(cè)。對(duì)于一般地段開(kāi)始時(shí)應(yīng)和同一斷面的變形量測(cè)頻率相同，當(dāng)量測(cè)值變化不大時(shí)，可降低量測(cè)頻率，從每周一次到每月一次，直到無(wú)變化為止。監(jiān)控量測(cè)管理變形管理等級(jí)根據(jù)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程、設(shè)計(jì)資料及類似工程經(jīng)驗(yàn)，制定本工程監(jiān)控量測(cè)變形管理等級(jí)見(jiàn)表2-2.3-11，據(jù)此指導(dǎo)施工。觀察及量測(cè)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)。一般正常狀態(tài)須同時(shí)滿足以下條件：凈空變化速度小于0.2mm/d時(shí)，噴射混凝土表面無(wú)裂縫或僅有少量微裂縫，圍巖基本穩(wěn)定；位移速度除在最初1～2天允許有加速外，應(yīng)逐漸減少；凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d或位移累計(jì)達(dá)到100mm時(shí)，應(yīng)暫停掘進(jìn)，并及時(shí)分析原因。表2-2.3-11變形管理等級(jí)表管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)ⅢU<U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)ⅠU>2U0/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實(shí)測(cè)位移值；U0為最大允許位移值。監(jiān)控量測(cè)體系施工監(jiān)測(cè)管理程序見(jiàn)圖2-2.3-32。監(jiān)測(cè)結(jié)果監(jiān)測(cè)結(jié)果是否超過(guò)Ⅱ級(jí)管理到達(dá)Ⅰ級(jí)管理綜合判斷是否安全，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)采取特殊措施暫停施工是否超過(guò)Ⅲ級(jí)管理繼續(xù)施工否是是否安全圖2-2.3-32施工監(jiān)測(cè)管理程序圖工程施工前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及施工進(jìn)度，編制詳細(xì)的監(jiān)測(cè)實(shí)施計(jì)劃，并確定監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)監(jiān)理工程師及建設(shè)單位批準(zhǔn)。為了真實(shí)反映監(jiān)測(cè)結(jié)果，本標(biāo)段施工監(jiān)測(cè)由工程技術(shù)部組成專門監(jiān)測(cè)小組，具體負(fù)責(zé)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作。積極配合監(jiān)理做好對(duì)監(jiān)測(cè)工作的檢查、監(jiān)督和指導(dǎo)，工程完成后，根據(jù)監(jiān)測(cè)資料整理出本標(biāo)段的監(jiān)測(cè)分析總報(bào)告納入竣工資料中。拱頂下沉、收斂量測(cè)初讀數(shù)應(yīng)在3～6h內(nèi)完成，其他量測(cè)應(yīng)在每次開(kāi)挖后12h內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下循環(huán)開(kāi)挖前必須完成。測(cè)試前檢查儀表設(shè)備是否完好，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)修理或更換；確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)或人為損壞，當(dāng)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測(cè)試工作。測(cè)試中按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，每測(cè)點(diǎn)一般測(cè)讀三次，取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值；每次測(cè)試都要認(rèn)真做好原始數(shù)據(jù)記錄，并記錄開(kāi)挖里程、支護(hù)施工情況以及環(huán)境溫度等，保持原始記錄的準(zhǔn)確性。測(cè)試完畢后及時(shí)進(jìn)行資料整理及信息反饋。將監(jiān)測(cè)管理及監(jiān)測(cè)實(shí)施計(jì)劃納入施工生產(chǎn)計(jì)劃中，作為一個(gè)重要的施工工序來(lái)抓，并保證監(jiān)測(cè)有確定的時(shí)間和空間。制定切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)實(shí)施方案和相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)埋設(shè)保護(hù)措施，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃。施工監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對(duì)周圍環(huán)境、圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。監(jiān)測(cè)組與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時(shí)向監(jiān)理工程師報(bào)告情況和問(wèn)題，并提供有關(guān)切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)記錄。各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則，量測(cè)數(shù)據(jù)均要經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查、室內(nèi)兩級(jí)復(fù)核后方可上報(bào)。針對(duì)施工各關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展相應(yīng)的QC小組活動(dòng)，及時(shí)分析、反饋信息，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。量測(cè)數(shù)據(jù)分析量測(cè)后將量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，繪制時(shí)間～位移曲線。一般情況會(huì)出現(xiàn)如下兩種時(shí)間～位移特征曲線，位移特征曲線見(jiàn)圖2-2.3-33。反常位移特征曲線圖2-2.3-34。當(dāng)位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、回歸分析，推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)增加量測(cè)頻率、密切監(jiān)視圍巖動(dòng)態(tài)，并加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開(kāi)挖。tttμ(mm)μ(mm)反常曲線正常曲線圖2-2.3-33位移特征曲線圖圖2-2.3-34反常位移特征曲線圖隧道周邊任意點(diǎn)的相對(duì)位移值或回歸分析推算的總相對(duì)位移值均小于允許相對(duì)位移表所列數(shù)值。當(dāng)位移速率無(wú)明顯下降，而此時(shí)實(shí)測(cè)位移值已接近表列數(shù)值，或噴層表面出現(xiàn)明顯裂縫時(shí)，立即采取補(bǔ)強(qiáng)措施，并調(diào)整原支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)或開(kāi)挖方法。二次襯砌施做在滿足下列要求時(shí)進(jìn)行：各測(cè)試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂、圍巖基本穩(wěn)定；已產(chǎn)生的各項(xiàng)位移已達(dá)到預(yù)計(jì)總位移量的80%～90%；周邊位移速率小于0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.15mm/d。監(jiān)控量測(cè)信息反饋信息反饋是監(jiān)控量測(cè)過(guò)程中非常重要的一環(huán)，信息反