隧道监控量测管理细则

第一章 总 则

第一条 监控测量工作是隧道新奥法施工的重要环节，通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，为隧道的动态设计和信息化施工提供依据，以确保施工安全。

第二条 拱顶下沉量测与水平净空相对变化宜用相同的量测频率，量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离进行确定，宜选取较高的一个量测频率。

第三条 应布置在围岩内，且应牢固可靠，易于识别、妥善保护。 第四条 各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1～3周。

第二章目的与适用范围

第五条 通过现场监控量测主要达到以下几个目的：

1.通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态，判断围岩的稳定性、支护、衬砌的可靠性，确保施工安全及结构的长期稳定性；

2.用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足，并把监测结果反馈设计，指导施工，为修改施工方法，调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为支护参数和施工方法提供依据；

3.通过监控量测对施工中可能出现的事故和险情进行预报，以便及时采取措施，防患于未然；

4.通过监控量测，判断初期支护稳定性，确定二次衬砌合理的施作时间；

5.对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控；

6.通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该施工方法本身的发展提供借鉴，依据和指导作用，积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。

第六条 本细则适用于铁路5标隧道工程。

第三章 编制依据

第七条 《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）；

第 《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）； 第九条 建设单位《隧道围岩监控量测管理细则》。

第四章 组织机构

第十条 各架子队相应成立隧道围岩监控量测管理小组，指定专人负责此项工作，开工前应将组织机构或专职人员报经理部监控量测领导小组。

第五章 主要职责

第十一条 经理部的主要职责

1.开工前编制隧道围岩监控量测管理细则，负责隧道围岩监控量测实施方案的报批。

2.负责审查各架子队提报的隧道围岩监控量测实施方案。 3.强化对隧道施工围岩监控量测实施过程的监督，检查围岩监控量测实施方案的落实执行情况，重点检查各架子队现场测量专业人员的数量及能力、设备的型号及数量、围岩监控量测技术操作的规范性、数据采集的及时性和准确性等，必要时组织人员进行复测。

4.架子队反馈监控量测反映变形异常时，组织分析采集的围岩监控量测数据，及时对架子队提出的处理方案进行审查，并上报建设单位、监理单位。

第十三条 各架子队的职责

1.根据相关规范、设计文件和隧道工程实际情况，编制隧道围岩监控量测实施方案，按程序审查和批准后负责组织实施。

2.将围岩监控量测纳入施工工序管理。

3.成立现场监控量测小组，建立相应的质量保证体系，按照批准的围岩监控量测实施方案实施，负责及时将监控量测信息反馈于施工和设计，并对围岩监控量测成果及数据的真实性负责。

4.建立健全围岩监控量测资料台账，工程竣工后将监控量测资料整理归档并纳入竣工文件中。

第六章 监控量测的主要内容

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。量测项目一般分为必测项目和选测项目两大类。

第十四条 必测项目包括主要包括： ①洞内、外观察；②净空

变化； ③拱顶下沉；④地表下沉（浅埋隧道必测，H0≤2.5B时）。

表1 监控量测必测项目 序号 监测项目 测试方法和仪表 现场观察、地质罗盘、数码相机 隧道净空变化测定仪（收敛计、全站仪） 测试精度 0.1mm 一般进行水平收敛量测 备注 1 洞内、外观察 2 3 4 衬砌前、后净空变化量测 拱顶下沉 地表沉降 水准测量的方法，精密水准仪、钢挂尺或全站仪 1mm 水准测量的方法，精密水准仪、铟钢尺或全站仪 1mm 隧道浅埋段 注：H0—隧道埋深；B—隧道最大开挖宽度。 第十五条 选测项目包括：①隧底隆起；②围岩压力；③钢架内力；④喷射混凝土内力；⑤二次衬砌内力；⑥初期支护与二次衬砌间接触压力；⑦锚杆轴力；⑧围岩内部位移；⑨爆破振动；⑩围岩弹性

11孔隙水压力；○12水量；○13纵向位移。 波速度；○

表2 监控量测选测项目 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 监控量测项目 隧底隆起 围岩内部位移 围岩压力 二次衬砌接触压力 钢架受力 喷混凝土内力 锚杆轴力 二次衬砌内力 爆破振动 围岩弹性波速度 孔隙水压力 水量 纵向位移 测试方法和仪表 水准测量的方法，水准仪、铟钢尺或全站仪 多点位移计 压力盒 压力盒 钢筋计、应变计 混凝土应变计 钢筋计 混凝土应变计、钢筋计 振动传感器、记录仪 弹性波测试仪 水压计 三角堰、流量计 多点位移计、全站仪 测试精度 1mm 0.1mm 0.001MPa 0.001MPa 0.1MPa 10με 0.1MPa 0.1MPa 11 备注 临近建筑物 注：H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。 第七章 必测项目的测点布置

第十六条 地表沉降

地表沉降量测在隧道浅埋（H0≤2.5B）地段为必测项目，其他地段根据设计要求进行。其测点的横向布置范围在隧道中线两侧不小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，应适当加宽；布置间距2～5m，当地表有控制性建（构）筑物时，应适当加密。布置应与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内。测点布置见下图。

测点埋设时，在地表钻（或挖）20～50cm深的孔，竖直放入φ22mm左右的钢筋，钢筋和孔壁之间可填充水泥砂浆，钢筋头打磨圆滑，露出地面1cm左右，并用红油漆标记，作为测点。

地表沉降横向观测范围示意图

注：图中H0-隧道埋深，B-隧道最大开挖宽度。

地表沉降点应在开挖前布设在与洞内量测点相同的里程断面上，纵向距离按下表控制。

表3 地表沉降测点纵向间距

隧道埋深 H（m） 2B拱顶下沉的量测目的是：监视隧道拱顶的绝对下沉量，掌握断面的变行动态，判断支护结构的稳定性。净空变化量测的目的是：根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态，判断围岩的稳定性、支护的设计（施工）是否妥当，确定衬砌的浇注 时间。

拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一里程断面上。断面间距按下表布置。

表4 必测项目量测断面间距 围岩级别 ～VI Ⅳ Ⅲ 注：① 洞口及浅埋地段断面间距取小值； ② 各选测项目量测断面的数量，宜在每级围岩内选有代表性的1～2个； ③ 软岩隧道的观测断面适当加密。 断面间距（m） 5 10 30 测点应根据施工情况进行合理布置，并能反映围岩、支护稳定状态，以指导施工。

水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定，见下图。拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近，当跨度较大或拱部采用采用分部开挖时，应在拱部增设测点。

拱顶下沉量测及净空变化量测测线布置示意图

第八章 必测项目的量测频率及数据分析

第十 量测频率

拱顶下沉量测与水平净空相对变化宜用相同的量测频率，各项量测项目的量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按表5、表6确定，两者取大值作为实施的量测频率。

表5 量测频率（按距开挖面距离） 量测断面距开挖面距离（m） （0～1）b （1～2）b （2～5）b ＞5b 注：b—隧道开挖宽度。 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/7d 表6 量测频率（按位移速度） 位移速度（mm/d） ≥5 1～5 0.5～1 0.2～0.5 ＜0.2 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/3d 1次/7d 第十九条 数据整理、分析 1.数据分析、处理的主要内容

①根据量测值绘制时态曲线；②选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；③对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；④及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。

2.数据分析、处理的方法

量测数据分析、处理主要采用回归分析法，回归分析主要采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段经验公式等。由于地下工程(隧道)开挖过程中地表纵向沉降、拱顶下沉及净空变化等位移受开挖工

作面的时空效应的影响，多采用指数函数进行回归分析。具体方法见《铁路隧道监控量测技术规程》（TB 10121-2007）的条文说明部分。目前，对量测取得的数据，均采用专用软件分析。

3.数据分析、处理的实施步骤

数据整理：①监控量测数据取得后，应及时进行分析校对和整理，并注明量测开始时间、开挖方法、各部施工工序特别是开挖牚子面距量测点的距离等信息。②每次观测后，应立即对数据进行校核，发现异常，应及时补测。③每次观测后应及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。

4.数据的曲线拟合。在取得一定监测数据后，应绘制位移或应力时态变化曲线图，如图所示。然后寻找一种能够较好反映数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段的监测数据进行预测，防患于未然。 位移（应力）基准值时间（T） 时态回归曲线示意图 5.插值法。通过已测数据的分析，预测未来某天的量测数据。 6.计算沉降及收敛变形的速度、加速度曲线，进行稳定性判断，确定管理等级。 第九章 量测数据的应用 第二十条 监控量控制基准 1.极限相对位移控制基准

极限相对位移值（U0）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。极限相对位移值是一个经验统计值，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。

表7 跨度7m围 岩 级 别 埋 深h （m） h＜50 0.20～0.50 0.10～0.30 0.03～0.10 0.08～0.16 0.06～0.10 0.03～0.06 50表8 隧道周边允许位移相对值（%）

围 岩 级 别 埋 深h （m） h＜50 0.10～0.30 0.15～0.50 0.20～0.80 502.测点距开挖面距离的控制基准

初期支护极限相对位移距开挖面的距离如下表。

表9 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。 3.变化速率

变化速率是指在一定时间内量测数据发生的变化值，用mm/d表示。变化速率越快，说明围岩变形越快，当变化速率趋近于0时，说明变形也基本稳定。

第二十一条 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，一旦达到I级管理状态，必须立即停止掌子面掘进施工。

1.通过极限位移值管理

主要根据测点的累计位移值U、测点距开挖面的距离来判定，如下表所示。

表10 位移管理等级

等级管理 III II I 距开挖面1B U＜U1B/3 U1B/3≤U≤2U1B/3 U≥2U1B/3 距开挖面2B U＜U2B/3 U2B/3≤U≤2U2B/3 U≥2U2B/3 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：U为实测位移值

2.通过位移速度管理

III级：净空变化速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。可正常施工。

II级：净空变化速度在0.2mm/d～5.0mm/d之间，应加强监控量测频率。加强支护措施。

I级：净空变速度持续大于5.0mm/d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。

3.通过位移速度变化率来管理

III级：当围岩位移速速度不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；

II级：当围岩位移速度保持不变时（du2/d2t＝0），围岩不稳定，应加强支护；

I级：当围岩位移速度不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

第二十二条 二衬施作时间及量测结束时间的确定 1.二衬施作时间

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80～90％（预计位移量可通过回归分析得到）、位移速度小于0.1～0.2mm/d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。

2.监控量测结束时间

只有下列条件同时满足时，方可结束某一断面的监控量测： 3.测点距开挖面距离大于5B；

4.当净空变化速度小于0.2mm/d、拱顶下沉速度小于0.15mm/d且持续时间不少于15天；

5.位移累计值达到预计最大位移量（可通过回归分析预测）的90%以上；

第二十三条 监控量测注意事项

1.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。

2.监控量测资料已作为竣工文件之一，因此，施工过程中应根据业主要求，加强资料收集、整理工作。

3.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。

4.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。

5. 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”。

第十章 工作程序

第二十四条 开工后7天内各架子队应成立现场监控量测小组，编制围岩监控量测实施方案，并按程序报批。实施方案要明确隧道围岩监控量测的项目、布点布线方法、量测断面间距、量测频次、拟投入的仪器设备和人员、操作要求和实施计划等。

第二十五条 各架子队按照批准的监控量测实施方案开展工作，应包括：洞内、外观察，布设测点并取得初始监测值，现场监控量测及分析，提交监控量测成果。

第二十六条 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，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，并于勘察资料进行对比。已施工地段观察应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。洞外观察重点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。

第二十七条 现场监控量测后应及时进行数据整理分析，并绘制量测数据时态曲线图和距开挖面关系图，对初期的时态曲线进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度，建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制。数据异常时，尽快提交经理部工程部、总工程师决策，以便及时更改施工方案，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施并反馈情况。

第二十 架子队接到项目部反馈监控量测异常时，组织分析采集的围岩监控量测数据，及时对项目部提出的处理方案进行审查，制定针对性的措施。

第十一章 其他

第二十九条 隧道监控量测应按现行《铁路隧道监控量测技术规

程》（TB10121-2007）的规定监理等级管理、信息反馈和报告制度，并纳入围岩监控量测实施方案中。

第三十条 隧道监控量测应作为关键工序纳入现场施工组织。监控量测必须设置专职人员并经培训后上岗，对周边建筑物可能产生严重影响的城市铁路隧道，应实施第三方监测。

第三十一条 隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：Ⅳ级围岩不得大于10m，Ⅴ级围岩不得大于5m。

第三十二条 隧道浅埋、下穿建筑物地段，地表必须设置监测网点并实施监测。

第三十三条 当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停绝掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

第三十四条 当采用接触量测时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。

第十二章 检查考核

第三十五条 经理部实行工程管理部每月检查、考核、综合评价的检查考核形式，对施工现场监控量测工作进行检查考核。详见附表《隧道监控量测检查表》。

第三十六条 资料上报与归档 1.每月底向经理部上报监控量测台帐。

2.监控量测频率变化前、监控量测停止前、二衬施工前必须分析一次，并填写成果表、打印存档。

3.监控量测点停止观察后，应将该点量测记录、回归分析、成果表等单独进行归档完善。

第十三 附则

第三十七条 本细则未详之处按照《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）、《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）和铁道部相关文件、设计文件要求，以及建设单位《隧道围岩监控量测管理细则》相关规定执行。

第三十 本细则自印发之日起执行，由5标工程项目部负责解释，在执行过程中存在问题和意见请及时向经理部反馈，以便修订完善。