隧道监控量测技术规程

1、监控量测的管理必须科学合理，设计单位应进行监控量 测设计，施工单位应编制监控量测实行细则，施工中应按细则实 施，工程竣工后应将监控量测资料整理归档并纳人竣工文献中。 2、监控量测设计应涉及以下内容: （1）拟定监控量测项目;

（2）拟定测点布置原则、监控量测断面及监控量测频率; （3）拟定监控量测控制基准。

3、施工单位应拥有专业的监控量测人员和设备，掌握成熟、可靠的测试数据解决与分析技术。

4、施工单位应成立现场监控量测小组，建立相应的质量保证体系，负责及时将监控量测信息反馈于施工和设计。监控量测人员规定相对稳定，以保证监控量测工作的连续性。 5、现场监控量测工作应涉及以下重要内容: （1）现场情况的初始调查; （2）编制实行细则;

（3）布设测点并取得初始监测值; （4）现场监控量测及分析; （5）提交监控量测成果。

6、监控量测实行细则应报监理、业主，经批准后实行，并作为现场作业、检查验收的依据。监控量测变更必须经项目技术负责人审核，报监理工程师批准。

7、监控量测系统应可靠、稳定、耐久，在服务期内运转正常。仪器设备应按规定进行检查、校对和率定，并出具相关证明。

8、测点应牢固可靠、易于辨认，并注意保护，严防损坏。

9、施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。监控量测数据应运用计算机系统进行管理，由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采用补救措施，并具体做出记录。

10、根据监控量测精度规定，应减小系统误差，控制偶尔误差，避免人为错误。应经常采用相关方法对误差进行检查分析。

11、施工与监控量测应密切配合，监控量测元件的埋设与监控量测应列人工程施工进度控制计划中，监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。

二、监控量测技术规定

1、监控量测应达成下列目的:

（1）保证施工安全及结构的长期稳定性;

（2）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调整支护参数和施工方法提供依据; （3）拟定二次衬砌施做时间; （4）监控工程对周边环境影响;

（5）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。

2、监控量测设计应根据围岩条件、支护参数、施工方法、周边环境及监控量测目的进行。

3、监控量测实行细则应根据设计规定及工程特点编制，内容应涉及: （1）监控量测项目; （2）人员组织; （3）元器件及设备

（4）监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准; （5）数据记录格式; （6）数据解决及预测方法; （7）信息反馈及对策等。

4、监控量测工作必须随施工工序及时进行，尽快读取初始读数，并根据现场情况及时调整监控量测的项目和内容。

三、监控量测项目

1、监控量测项目分为必测项目和选测项目。

2、必测项目是隧道工程应进行的平常监控量测项目。具体监控量测项目见表3.1。

表3.1监控量测必测项目

序号 1 2 3 4 3、选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊规定进行的监控量测项目。具体监控量测项目按表3.2选择。

表 3.2监控量测选测项目

序号 1

监控量测项目 围岩压力

常用量测仪器 压力盒

监控量测项目 洞内、外观测 拱顶下沉 净空变化 地表沉降 常用量测仪器 现场观测、数码相机、罗盘仪 水准仪、钢挂尺或全站仪 收敛计、全站仪 水准仪、铟钢尺或全站仪 备注 隧道浅埋段 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 钢架内力 喷混凝土内力 二次衬砌内力 初期支护与二次衬砌间接触压力 锚杆轴力 围岩内部位移 隧底隆起 爆破振动 孔隙水压力 水量 纵向位移 钢筋计、应变计 混凝土应变计 混凝土应变计、钢筋计 压力盒 钢筋计 多点位移计 水准仪、锢钢尺或全站仪 振动传感器、记录仪 水压计 三角堰、流量计 多点位移计、全站仪 4、隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学实验。 5、初期支护完毕后应进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观测和记录。

四、监控量测断面及测点布置原则

1、浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按表4.1的规定布置。

表4.1地表沉降测点纵向间距

隧道埋深与开挖宽度 2B地表沉降测点横向间距为2—5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho + B，地表有控制性建(构)筑物时.量测范围应活当加宽。其测点布置如图

纵向测点间距(m) 20一50 10一20 5一10 4. 1所示。

2、拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。监控量测断面按表4. 2的规定布置。拱顶下沉测点原则上设立在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点，参照图4.2布置。 3、净空变化量测测线数，可参照表4.3、图4.2布置。

表4.2必测项目监控量测断面间距

围岩级别 V一VI Ⅳ Ⅲ 注:Ⅱ级围岩视具体情况拟定间距。

表4.3净空变化量测测线数

断面间距(m) 5~10 10 – 30 30~50 地段 开挖方法 全断面法 台阶法 一般地段 一条水平测线 每台阶一条水平测线 特殊地段 ——— 每台阶一条水平测线，两条斜测线 CD或CRD法上部、双侧壁分部开挖法 每分部一条水平测线 导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线

图4.2

4、选测项目量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。监控量测断面应在相应段落施工初期优先设立，并及时开展量测工作。

5、不同断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的互相验证。

五、监控量测频率

1、必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表5.1和表5.2拟定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。

表5.1按距开挖面距离拟定的监控量测频率

监控量测断面距开挖面距离(m) (0一1)B (1一2)B (2一5)B >5B 注:B为隧道开挖宽度。

监控量测频率 2次/d 1次/d 1次/2一3d 1次/7d

表5.2按位移速度拟定的监控量测频率 位移速度(mm/d) ≥5 1~5 0. 5一1 0. 2一0. 5 <0.2 监控量测频率 2次/d 1次/d 1次/2一3d 1次/3d 1次/7d 2、开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建(构)筑物的描述应每施工循环记录一次。必要时.影响范围内的建(构)筑物的描述频率应加大。

3、选测项目监控量测频率应根据设计和施工规定以及必测项目反馈信息的结果拟定。

六、监控量测控制基准

1、监控量测控制基准涉及隧道内位移、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，以及周边建(构)筑物特点和重要性等因素制定。

2、隧道初期支护极限相对位移可参照表6.1和表6.2选用。

表6.1跨度B≤7m隧道初期支护极限相对位移

围岩级别 h≤50 隧道埋深h (m) 50注：①本表合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 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1.2一1.3后采用。

表6.2跨度7m注:①本表合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。

3、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6.3规定拟定。

表6.3位移控制基准

类别 距开挖面(U,B) 允许值 65% Uo 1B 距开挖面( U2B ) 90% Uo 100% Uo 2B 距开挖面较远 0. 03~0. 06 0. 04一0. 15 0. 08一0. 40 0. 14~1. 10 0. 05 - 0. 12 0. 12 - 0. 30 0. 30 - 0. 80 0. 80一1. 40 注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。 4、根据位移控制基准，可按表6.4分为三个管理等级。

5、地表沉降控制基准应根据地层稳定性、周边建(构)筑物的安全规定分别拟定，取最 小值。

表6.4位移管理等级

管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ

注:U为实测位移值。

6、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》( TB 10003-2023 )的相关规定。 7、爆破振动控制基准应按表6.5的规定拟定。

表6.5爆破振动安全允许振速

安全允许振速(cm/s) 序号 1 2 3 4 5 6 7 保护对象类别 <10 Hz 土窑洞、土坯房、毛石房屋 . 5一1. 0 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 钢筋混凝土结构房屋 一般古建筑与古迹 水工隧道 交通隧道 矿山巷道 10一50 Hz 50一100 Hz 0. 7一1. 2 1. 1一1. 5 距开挖面1B UU1B/3 U1B/3U2U2B/3 U2U1B/3 距开挖面2B UU2B/3 U2B/3U2U2B/3 U2U2B/3 2. 0一2. 5 2. 3—2. 8 2. 7一3. 0 0. 0一4. 0 3. 5一4. 5 4. 2一5. 0 0. 1一0. 3 0. 2一0. 4 0. 3一0. 5 7一15 10一20 15一30 8 水电站及发电厂中心控制室设备

新浇大体积混凝土

0. 5 2. 0一3. 0 3. 0一7. 0 7. 0一12

9

龄期:初凝一3d 龄期:3一7d 龄期:7一28 d

注:表列频率为主振频率，系指最大振幅所相应波的频率。

②频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参考下列数据:深孔爆破10一60 Hz;浅孔爆破40一100 Hz.

3有特殊规定的根据现场具体情况拟定。 8、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互相影响。

9、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。

10、一般情况下，二次衬砌的施做应在满足下列规定期进行: （1）隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降; （2）隧道位移相对值已达成总相对位移量的90%以上。

对浅埋、软弱围岩等特殊地段，应视现场具体情况拟定二次衬砌施做时间。

七、监控量测系统及元器件的技术规定

1、监控量测系统的测试精度应满足设计规定。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0. 5一1 mm ,围岩内部位移测试精度为0. 1 mm，爆破振动速度测试精度为1 mm/s。其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度拟定。

2、元器件的精度应满足表7.1的规定，元器件的量程应满足设计规

定，并具有良好的防震、防水、防腐性能。

表7.1元器件的精度

序号 1 2 3 元器件 压力盒 应变计 钢筋计 测试精度 ≤0.5%F.S. 士0. 1 % F. S. 拉伸,0. 5% F. S.，压缩,1.0%F.S. 注:F. S.为元器件满量程。

八、监控量测方法

8.1一般规定

1、现场监控量测应由施工单位负责组织实行。

2、现场监控量测应根据已批准的监控量测实行细则进行测点埋设、平常量测和数据解决，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。

3、现场监控量测方法应简朴、可靠、经济、实用。

8.2洞内、外观测

1、施工过程中应进行洞内、外观测。洞内观测可分开挖工作面观测和已施工地段观测两部分。

2、开挖工作面观测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登记表，并与勘查资料

进行对比。

已施工地段观测，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。

3、洞外观测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)筑物进行观测。

8.3变形监控量测

1、变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。

2、隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。测点应埋设在表4.3.3规定的测线两端。

（1）采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。 （2）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。量测方法涉及自由设站和固定设站两种。

3、拱顶下沉量测可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，测点及量测方法同上。 4、地表沉降监控量测可采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设立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。 5、围岩内变形量测可采用多点位移计。多点位移计应钻孔埋设，通过专用设备读数。

8.4应力、应变监控量测

1、应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。

2、振弦式传感器通过频率接受仪获得频率读数，依据频率－量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。

3、光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数，换算出相应量测参量值。

4、钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。传感器应成对埋设在钢架的内、外侧。

采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时，应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。

采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力量测时，应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。

采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时，应把光纤光栅传感器焊接(氢弧焊)或粘贴在相应测点位置。

5、混凝土、喷混凝土应变量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器，传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。

8.5接触压力量测

1、接触压力量测涉及围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。

2、接触压力量测可采用振弦式传感器。传感器与接触面规定紧密接触，传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。

8.6爆破振动监控量测

1、爆破振动速度和加速度监控量测可采用振动速度和加速度传感器，以及相应的数据采集设备。

2、传感器应固定在预埋件上，通过爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度，分析振动波形和振动衰减规律。

8.7孔隙水压与水量监控量测

1、孔隙水压监控量测可采用孔隙水压计进行。

水压计应埋入带刻槽的测点位置，采用措施保证水压计直接与水接触。通过数据采集设备获得各测点读数，并换算出相应孔隙水压力值。

2、水量监控量测可采用三角堰、流量计进行。

九、监控量测数据分析及信息反馈

9. 1一般规定

1、监控量测数据取得后，应及时进行校对和整理，同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。 2、监控量测数据分析一般采用散点图和回归分析方法。

3、信息反馈应以位移反馈为主，重要依据时态曲线的形态对围岩稳

定性、支护结构的工作状态、对周边环境的影响限度进行鉴定，验证和优化设计参数，指导施工。

4、应保证监控量测信息传递渠道畅通、反馈及时有效。

9.2 监控量测数据分析解决

1、监控量测数据的分析解决应涉及数据校核、数据整理及数据分析。 2、每次观测后应立即对观测数据进行校核，如有异常应及时补测。 3、每次观测后应及时对观测数据进行整理，涉及观测数据计算、填表制图、误差解决等。

4、监控量测数据的分析应涉及以下重要内容: （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。

5、监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数经验公式等进行分析，并预测最终值。

6、爆破振动安全允许距离，可根据爆破振动速度按下式计算。

KR()•QV

1a13

式中R———爆破振动安全允许距离(m);

Q————炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量(kg);

V————保护对象所在地质点振动安全允许速度(cm/s ) ;

K,α———与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表9.1选取，或通过现场实验拟定。

表9.1爆破区不同岩性的K.α值

岩性 坚硬岩石 中硬岩石 软岩石 k 50~150 150 – 250 250~350

9.3监控量测信息反馈及工程对策

1、监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议。

2、监控量测信息反馈可按图6.3.2规定的程序进行。 3、施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。 （1）实时分析:天天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析因素并提交异常报告;

（2）阶段分析:按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。 4、工程安全性评价应根据分三级进行，并采用相应的工程对策。工程安全性评价流程见图9.1。

α 1.3~1. 5 1. 5~1. 8 1. 8~2. 0

表9.2工程安全性评价分级及相应应对措施

管理等级 Ⅲ Ⅱ 应对措施 正常施工 综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采用相应工程对策 I

暂停施工，采用相应工程对策

5、根据工程安全性评价的结果，需要变更设计时，应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行设计变更。 6、工程对策重要应涉及下列内容: （1）一般措施

①稳定开挖工作面措施; ②调整开挖方法;

③调整初期支护强度和刚度并及时支护; ④减少爆破振动影响;

⑤围岩与支护结构间回填注浆。 （2）辅助施工措施

①地层预解决，涉及注浆加固、降水、冻结等方法;

②超前支护，涉及超前锚杆(管)、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。

十、监控量测验收资料

1、监控量测验收资料应涉及以下内容:

（1）.监控量测设计;

（2）监控量测实行细则及批复; （3）监控量测结果及周(月)报; （4）监控量测数据汇总表及观测资料; （5）监控量测工作总结报告。

本技术规程用词说明

执行本技术规程条文时，对于规定严格限度的用词说明如下，以便在执行中区别对待。

(1)表达很严格，非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。

(2)表达严格，在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应”;

反面词采用“不应”或“不得”。

(3)表达允许稍有选择，在条件许可时一方面应这样做的用词： 正面词采用“宜”; 反面词采用“不宜”。

表达有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。