毕业论文：隧道监控量测技术的现场应用

为了适应公路隧道大规模建设发展的需要，提高公路隧道设计施工水平，确保安全运营，给今后隧道工程的建设积累经验，在韶关市郊民丰号隧道中进行施工期的监控量测。

检测依据及目的为保证公路隧道施工质量，及时发现施工中存在的缺陷，尽早进行缺陷处理，开展本项检测。

施工质量检测依据公路工程质量检验评定标准土建工程公路隧道设计规范公路隧道施工技术规范锚杆喷射混凝土支护技术规范公路隧道工程施工图设计资料施工质量检测目的探测隧道衬砌质量，查明隧道锚杆长度锚固情况，隧道衬砌背后的回填情况是否符合设计要求，了解隧道衬砌的潜在隐患，作为隧道竣工验收以及隧道结构状态评估和病害整治设计的重要依据。

隧道施工监控量测内容监控量测要求隧道监控量测是新奥法的重要组成部分，新奥法中量测工作是监视设计施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，始终伴随着施工的全过程。

因此有如下要求能快速埋设测点每次量测数据所需时间应尽可能短测试数据应准确可靠测试元件应具有良好的防震防冲击波能力测试数据直观，不必复杂计算即可直接应用测试元件埋设手能长期有效工作测试元件应满有足够的精度。

监控量测项目监测的项目和具体内容按现行公路隧道施工技术规范规定及绍诸高速公路全线各隧道的特殊要求所拟定。

监测项目包含如下内容必测项目洞内围岩和支护状况观察周边位移监测拱顶下沉监测④地表沉降监控量测频率监控量测项目的选择遵循严守施工规范，服务隧道施工，紧贴隧道实际，保证经济安全的原则，保证必测项目及时准确地实施，并根据工程实际揭露的围岩条件和隧道施工情况，合理开展有针对性的有代表性的选测项目。

表隧道现场监控量测项目及量测方法序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间个月个月大于个月地质和支护状况观察岩性结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行。

每次爆破后进行周边位移各种类型收敛计每个断面，每断面对测点。

次天次天次周次月拱顶下沉水平仪水准尺钢尺或测杆每个断面。

次天次天次周次月地表下沉水平仪水准尺每个断面，每个断面至少个测点，每隧道至少个断面。

中线每个测点。

开挖面距量测断面前后时，次天。

开挖面距量测断面前后时，次天。

开挖面距量测断面前后时，次周。

监控量测的注意事项监控量测的主要目的是保证隧道施工安全，因此，应按设计或规范要求及时进行信息反馈，以便及时采取工程应对措施。

监控量测资料已作为竣工文件之，因此，施工过程中应根据业主要求，加强资料收集整理工作。

监控量测数据必须按照规定的频率连续不间断采集。

为提高观测数据的准确性，减少误差，监测务必做到四固定固定观测与录入人员固定监测仪器固定测量方式与线路固定测量水准基点和工作基点，使监测工作在基本相同的情况下完成。

监控量测时与录入人员应有高度的责任感，实事求是开展工作，严禁弄虚作假，确保数据的真实性。

对监控量测的数据要按四及时的原则进行分析和处理，即观测数据及时录入监测及时预分析对异常数据应及时查找原因对异常监测点及时复测。

监控量测点布设要求布点原则针对该高速公路隧道地质围岩及结构特点，并根据隧道监控量测以往类似工程的监控量测经验和各类量测项目的作用意义，在相关隧道规范指导下进行量测断面的布置设计。

根据不良地质突水洞口浅埋等及有特殊要求的停车通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面。

应重点监测围岩质量差或局部不稳定块体节理或地下水发育地段，以及特殊工程部位如洞口处。

监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面，以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。

选测项目的布设结合隧道自身特点，重点突出。

测点埋设时间测点埋设时间，应根据地质条件量测项目和施工方法等确定。

测点应距开挖面的范围内尽快安设，并应保证爆破后内或下次爆破前测读初次读数。

必测项目的监控量测方法收集隧道详细地勘资料和设计资料进行隧道地面地质调查和掌子面观察收集隧址所在区域地质资料地质分析准备进行区域地质分析隧道总体地质分析隧道地表和掌子面地质分析宏观预报综合分析图地质分析的流程图隧道现场调查现场调查目的应用超前地质预报的地质理论分析并判定隧道点在每次量测时测站位置应大致相同。

测量数据观测前，对全站仪进行调校，使仪器处于最佳状态。

观测时，打开仪器的角度改正及补偿器功能，并对仪器进行气压和温度的气象改正。

观测采用记录测量模式，所有观测数据均存储在模块内。

观测时以反射靶标中心小孔为照准点，采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法，即每测站上分别用两个盘位连续重复照准三次目标点，然后取平均值作为次设站观测的结果。

为提高测量精度，每次监测时，应在同位置三次重复设站。

数据处理和分析将每次测量记录按要求输入装有相应后处理程序的计算机，计算机将自动分析量测数据，并相应输出量测成果，并打印报表。

非接触量测的频率按第四节的要求进行，量测数据的应用按第五节的要求进行。

免棱镜非接触量测免棱镜非接触量测就是非接触量测时不需要棱镜即反射靶标，其方法和原理与前述非接触量测的方法和原理相同，不同点有所使用的全站仪功能不同。

免棱镜非接触量测必须是具用系列全站仪，如常用的徕卡系列全站仪或日本宾得系列全站仪，具有免棱镜测量功能。

免棱镜非接触量测可以不用反射靶标，可选取围岩检测断面上的锚杆接头或钢筋作为直接反射部位，或按有关要求将在隧道内进行的布点位置处用砂浆抹平，做好照准标记，每次量测照准同位置即可。

数据处理可采用可编程计算器如卡西欧或等进行编程计算，不需用专门的数据处理模块。

监控量测数据的应用监控量控制基准极限相对位移控制基准极限相对位移值是指拱顶下沉的最大值相对隧道高度的百分比或水平净空变化最大值相对隧道开挖宽度的百分比。

极限相对位移值是个经验统计值，结合变化速率，主要用于判断量测数据的可靠性确定初期支护的稳定性判断监控量测的结束时间等。

跨度隧道初期支护极限相对位移围岩级别埋深拱脚水平相对净空变化值ⅤⅣⅢⅡ拱顶相对下沉ⅤⅣⅢⅡ注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。

拱脚水平相对净空变化指两侧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。

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值乘以后采用。

表跨度隧道初期支护极限相对位移围岩级别埋深拱脚水平相对净空变化值ⅤⅣⅢⅡ拱顶相对下沉ⅤⅣⅢⅡ注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。

拱脚水平相对净空变化指两侧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。

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值乘以后采用。

表表是目前国内统计公路隧道设计规范的跨度小于的不同埋深的安全极限相对位移，对于跨度大于对的隧道，目前还没有统的位移判定基准，可在施工中通过实测资料积累经验。

根据锚杆喷混凝土支护技术规范隧道周边允许位移相对值的判定基准如表表隧道周边允许位移相对值围岩级别埋深拱脚水平相对净空变化值ⅢⅣⅤ注周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点距离之比，两测点的位移值也称为变化值。

脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。

本表适用于高跨比为的下列地下工程Ⅲ级围岩跨度不大于Ⅳ级围岩跨度不大于Ⅴ级围岩跨度不大于④对于级围岩和表中以外级围岩地下工程，应根据实测数据的综合分析或工程类比方法确定允许值。

实施过程中，在表中查取极限相对位移的百分比值，然后乘上隧道开挖宽度，即得该处的隧道极限位移值，比如，有隧道开挖宽度为，在Ⅲ级围岩地段的安全极限位移为实施过程中，实测最大位移值或回归预测最大位移值不应大于此值，否则，应仔细分析量测数据的可靠性，或对施工现场采取必要的预防措施。

测点距开挖面距离的控制基准经研究，初期支护极限相对位移距开挖面的距离有表的关系。

表位移控制基准类别距开挖面距开挖面距开挖面较远允许值注为隧道开挖宽度，。

为极限相对位移值。

变化速率变化速率是指在定时间内量测数据发生的变化值，用表示。

变化速率越快，说明围岩变形越快，当变化速率趋近于时，说明变形也基本稳定。

变形等级管理监控量测的主要目的就是保证施工安全，因此，对监控量测实施三级管理。

三级管理可通过极限位移值位移速度位移速度变化率等综合考虑，无论哪种方法，旦达到级管理状态，必须立即停止掌子面掘进施工。

通过极限位移值管理主要根据测点的累计位移值测点距开挖面的距离来判定，如表所示。

表位移管理等级等级管理距开挖面距开挖面采取措施可减少监测频率，继续施工加强监测频率，加强支护措施加强监测频率，暂停掘进施工注为实测位移值通过位移速度管理级净空变化速度小于，拱顶下沉速度小于，围岩基本达到稳定。

可正常施工。

级净空变化速度在之间，应加强监控量测频率。

加强支护措施。

级净空变速度持续大于时，围岩处于急剧变形状态，应加强监控量测频率。

应加强支护措施。

通过位移速度变化率来管理级当围岩位移速速度不断下降时，围岩趋于稳定状态级当围岩位移速度保持不变时，围岩不稳定，应加强支护级当围岩位移速度不断上升时，围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

二衬施作时间及量测结束时间的确定二衬施作时间各测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定各项位移已达到预计位移量的预计位移量可通过回归分析得到位移速度小于时，可施作二衬。

在膨胀性围岩和地应力大的围岩中初期支护变化时间长，必要时，可提前施作衬砌砼，但监控量测在二衬施作后应继续进行。

监控量测结束时间只有下列条件同时满足时，方可结束断面的监控量测测点距开挖面距离小大于当净空变化速度小于拱顶下沉速度小于且持续时间不少于天总结由于隧道工程的特殊性复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量