隧道监测

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一、编制依据

1、《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007

2、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002

3、《铁路隧道设计规范》TB1000-2005

4、《铁路隧道施工规范》TB10204-2002

5、《工程测量规范》GB50026-93

6、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91

7、施工设计图纸和沿线地质调查资料

二、编制目的

通过本计划指导本项目部隧道施工监控量测工作，在隧道施工过程中，通过

对围岩、地表变形以及支护结构应力、围岩与支护结构、支护与支护之间接触压

力等量测，了解围岩稳定状态和支护结构、衬砌的可靠程度。

1、确保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、确定二次衬砌施作时间；

4、监控工程对周围环境的影响；

5、积累测量数据为信息化设计与施工提供依据；

三、适用范围

适用于采用喷锚构筑法修建的隧道及浅埋隧道施工中的监控量测工序，使其

处于受控状态，本计划适用于我项目部所有的隧道监控量测施工。

四、职责：

物资部负责量测仪器设备的采购。

工程部负责提供仪器设备采购计划，编制监控量测设计。

技术主管负责量测计划安排、量测资料的整理，并根据量测结果及时向施工

负责人汇报洞内围岩的稳定状态，指导现场施工。

量测组在技术人员的指导下，负责测点的埋设和日常的量测工作，并作好量

测记录。

五、工程概况

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新建向塘至莆田铁路位于赣东和闽中地区，西起江西省南昌市，自乐化东站

（不含）引出，经江西抚州、南城、南丰，福建建宁、泰宁、将乐、沙县、尤溪

至永泰分岔，同时引入到外福铁路福州站和福厦铁路莆田站。

我项目部管段内有音头隧道、后洋隧道、大坪隧道三座隧道，其中音头隧道

最长，起止里程DK387+437~DK390+043，全长2606m,在线路前进方向右侧，与

线路交点里程DK389+800处设置一斜井，斜井采用无轨运输，为双车道断面，斜

井长235米；后洋隧道起止里程DK390+430~DK391+380，全长950m,大坪隧道长

190m。线路设计时速200km,预留250km，为双线电气化铁路有碴轨道隧道。

四、监控量测

1、监控量测流程图见附图

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2、监控量测的主要项目

本标段隧道以洞内外观察、净空水平收敛量测、拱顶下沉量测及地表下沉量

测等四项为施工监测项目。必要时，隧道施工中遇断层带增设隧底上鼓量测项目。

1）洞内、洞外观察

隧道内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察在

每次开挖后进行，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底

板是否隆起等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次。观察后绘制开挖工

作面地质素描图。

制定监控量测计划

分析研究地质勘察资料

施工

施工方法变

更支护减弱

监控量测

施工方法变

更支护加强

已施工区域

的支护加强

数据收集处理开挖工作面观测

否

否

安全否

经济否

施工完成否

结束

否

是

监控量测流程图

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对已施工区段的观察每天至少一次，观察的内容包括喷射混凝土、锚杆、钢

架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。

在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，立即通知施工

负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。

洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的

观察。

2）净空水平收敛量测及拱项下沉量测

（1）测点布设

净空水平收敛量测及拱项下沉量测在同一断面进行，拱顶下沉点设置在拱顶

轴线附近，具体结合开挖工法设置。拱顶下沉及周边收敛量测测点布置见下图。

拱顶下沉及周边收敛测点布置示意图

（2）量测断面间距及量测频率

根据《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007要求，结合本标段隧道

具体情况，普通单线地段各级围岩量测断面间距如下表。

拱顶下沉及水平收敛量测断面间距表

围岩级别量测断面间距（m）

Ⅱ50

Ⅲ30

Ⅳ20

Ⅴ10

在各级围岩起始地段增设量测断面，用来掌握各级围岩位移变化规律。

净空水平收敛量测与拱顶下沉量测采用相同的量测频率。如位移出现异常情

况，则加大量测频率。拱顶下沉及周边收敛量测频率见下表。

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按位移速度确定的监控量测频率

变形速度（mm/d）测点距开挖面的距离量测频率

≥5（0～1）B2次/d

1～5（1～2）B1次/d

0.2～1（2～5）B1次/2d

＜0.2＞5B1次/周

注：B表示隧道开挖宽度。

3）地表下沉量测

地表下沉量测在隧道洞口浅埋地段进行，在隧道开挖前布设，其测点的布

置与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内，地表下沉量测在开挖面前方

（h+隧道开挖高度）m处开始（h为隧道埋深），直到衬砌结构封闭，下沉基本

停止时为止。其量测频率同拱顶下沉和水平净空变化的量测频率。地表下沉量测

点布置见下图：

注：图中β为预计破裂角，其值应根据不同的围岩类别计算确定，n值根据

h及β值计算确定。

地表下沉量测断面间距见下表：

洞口段及浅埋段地表下沉量测断面间距表

隧道埋深H（m）量测断面间距（m）

H＞2B20～50

B＜H＜2B10～20

H＜B10

4）沉降监测

2~5m范围

量测范围

B

4

5°

H

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在隧道洞口里程、不良地质、围岩变化处和变形缝处进行沉降观测，Ⅱ、Ⅲ

级围岩每400米一个断面，Ⅳ级围岩每300米一个断面，Ⅴ级围岩每200米一个

断面。

在遂底填充或底板施工完成后，每个观测断面设置2个沉降观测点，分别布

置在隧道中线两侧各4.6米处，变形缝处每个观测断面设置4个观测点，分别设

置在隧道中线两侧各4.6米和变形缝前后0.5米。

在遂底施工完成后至少一周测一次，直至沉降稳定以后可以停止观测。

5）量测工具及测点设置要求

（1）拱顶下沉采用精密水准仪、和铟钢挂尺或全站仪等进行量测，测点与

隧道外监控量测基准点进行联测。

（2）周边收敛采用收敛计或全站仪进行量测。其测点的安设应能保证在开

挖后12小时（最迟不超过24小时）内和下一循环开挖前测到初次读数，并安设

在距开挖面2m范围内。

（3）地表下沉和沉降监测采用精密水平仪进行量测，其测点采用地表钻孔

埋设，测点四周用水泥砂浆固定，基点设置在预计破裂面以外30m左右设。

（4）测点应牢固可靠、易于识别，观测期间对测点进行有效地保护，防止

施工机械碰撞人为因素破坏。初期支护有拱架必须焊接在拱架上，无拱架按照锚

杆施工要求进行钻孔预埋，埋设的粘结力大于测量拉力的10倍且长度不少于

30cm，混凝土喷射后露出混凝土面，并用油漆做好标记。

3、监控量测项目的管理基准

1）监测项目位移管理等级

监测项目位移管理等级见下表

位移管理等级

管理等级管理位移施工状态

ⅢU0＜Un/3可正常施工

Ⅱ(UN/3)≤U0≤(2Un/3)应加强支护

ⅠU0＞2Un/3应采取特殊措施

注：UO-实测位移值；Un-允许位移值

根据既有成功经验，拟采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》的三级监测管

理并配合位移速率作为监测管理基准。即将允许值的三分之二作为警告值，允许

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值的三分之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此

范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值

和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明围岩是稳定的。

2）监测资料的反馈

具体监测资料的反馈程序见下图：

监测资料的反馈程序图

现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般Ⅲ级管

理阶段监测频率可放宽些；Ⅱ级管理阶段则注意加密监测次数；Ⅰ级管理阶段则

应加强监测，通常监测频率为1-2次/天或更多。

3）量测数据的处理及应用

（1）施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：

每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报

告；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。

（2）根据现场量测数据绘制位移——时间曲线或散点图，在位移——时间

曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当最终收

敛值大于允许收敛值的80％且无明显减缓趋势，或当位移——时间曲线出现反

弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及

时加强支护,必要时应停止掘进，采取必要的安全措施；

（3）根据位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于10～20mm/d

不安全

安全

监测结果

位移是否超Ⅲ级

继续施工

位移是否超Ⅰ级

位移是否超Ⅱ级

综合判断

暂停施工

采

取

特

殊

措

施

否

否

否

是

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时，需加强支护系统；当变化速率小于0.2mm/d时，认为围岩达到基本稳定；

（4）衬砌（混凝土）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0.10～0.2mm/天；

（5）测量过程中如发现异常现象或与设计不符时，及时提出，以便修改支

护参数；

（6）测点埋设情况和量测资料纳入竣工文件，以备运营中查考或继续观察。

4）量测数据发生突变的处理对策

（1）立即停止开挖掘进，对掘进面采取加强支护措施；

（2）立即上报项目部，由项目总工组织技术人员进行分析，制定相关措施，

并将情况及时上报业主和监理、设计单位。

（3）对突变发生地表道路和建筑物等实施24小时监控。

（4）如涉及地表安全，立即请相关部门协助，采取疏解交通等有效措施。

（5）请业主组织设计、施工、监理等部门共同制定应对措施。

六、监控量测管理体系及保证措施

1、成立监控量测小组

针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，组成监控量测小组，成员由

工程技术部和测量站人员组成。设组长一名，由具有丰富施工经验和较高结构分

析和计算能力的技术人员担任，负责监测工作的组织计划、外协工作以及监测资

料的质量审核。具体监测小组如下:

组长:李雷明

副组长:骆洪斌、卜世万

组员:张亮、王后强、李磊、秦涛、于文涛、马法强

音头隧道出口负责人：王厚强、秦涛

后洋隧道和大坪隧道负责人：卜世万、李磊

2、质量保证措施：

○1监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，

并提供有关切实可靠的数据记录。

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○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中。

○3量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。

○4量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。

○5量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。

○6各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

○7量测数据均要经现场检查，复核后方可上报。

○8量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。

○9各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

○10针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指

导施工。

七、质料记录

1、开挖工作面地质状况记录表

2、隧道净空变化量测记录表

3、拱顶下沉量测记录表

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隧道净空收敛及拱顶下沉测点布置表

隧道名称测点里程围岩级别开挖施工方法备注

音头隧道

DK387+437Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+457Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+477Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+497Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+517Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+530Ⅲ台阶法

DK387+560Ⅲ台阶法

DK387+590Ⅱ全断面法

DK387+640Ⅱ全断面法

DK387+690Ⅱ全断面法

DK387+740Ⅱ全断面法

DK387+790Ⅱ全断面法

DK387+830Ⅱ全断面法

DK387+850Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+870Ⅳ三台阶七步开挖法

DK387+890Ⅱ全断面法

DK387+940Ⅱ全断面法

DK387+990Ⅱ全断面法

DK388+040Ⅱ全断面法

DK388+090Ⅱ全断面法

DK388+140Ⅱ全断面法

DK388+190Ⅱ全断面法

DK388+240Ⅱ全断面法

DK388+290Ⅱ全断面法

DK388+325Ⅱ全断面法

DK388+345Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+365Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+385Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+405Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+425Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+445Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+465Ⅳ三台阶七步开挖法

DK388+495Ⅲ台阶法

DK389+025Ⅲ台阶法

DK389+055Ⅲ台阶法

DK389+085Ⅲ台阶法

DK389+115Ⅲ台阶法

DK389+145Ⅲ台阶法

DK389+175Ⅲ台阶法

DK389+205Ⅲ台阶法

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隧道净空收敛及拱顶下沉测点布置表

隧道名称测点里程围岩级别开挖施工方法备注

DK389+235Ⅲ台阶法

DK389+265Ⅲ台阶法

DK389+295Ⅲ台阶法

DK389+325Ⅲ台阶法

DK389+355Ⅲ台阶法

DK389+385Ⅲ台阶法

DK389+415Ⅲ台阶法

DK389+445Ⅲ台阶法

DK389+475Ⅲ台阶法

DK389+505Ⅲ台阶法

DK389+535Ⅲ台阶法

DK389+565Ⅲ台阶法

DK389+600Ⅲ台阶法

DK389+620Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+640Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+660Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+680Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+700Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+720Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+740Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+760Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+770Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+800Ⅲ台阶法

DK389+830Ⅲ台阶法

DK389+860Ⅲ台阶法

DK389+890Ⅲ台阶法

DK389+920Ⅲ台阶法

DK389+940Ⅲ台阶法

DK389+960Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+980Ⅳ三台阶七步开挖法

DK389+990Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+000Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+010Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+020Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+030Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+043Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+340Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+330Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+320Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+310Ⅴ双侧壁导坑法

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隧道净空收敛及拱顶下沉测点布置表

隧道名称测点里程围岩级别开挖施工方法备注

后洋隧道DK391+300Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+290Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+280Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+270Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+260Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+250Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+240Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+230Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+220Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+210Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+200Ⅴ双侧壁导坑法

DK391+196Ⅳ三台阶七步开挖法

DK391+176Ⅳ三台阶七步开挖法

DK391+156Ⅳ三台阶七步开挖法

DK391+136Ⅲ台阶法

DK391+105Ⅲ台阶法

DK391+085Ⅳ三台阶七步开挖法

DK391+055Ⅲ台阶法

DK391+025Ⅲ台阶法

DK390+995Ⅲ台阶法

DK390+965Ⅲ台阶法

DK390+935Ⅲ台阶法

DK390+905Ⅲ台阶法

DK390+875Ⅲ台阶法

DK390+845Ⅲ台阶法

DK390+815Ⅲ台阶法

DK390+785Ⅲ台阶法

DK390+755Ⅲ台阶法

DK390+725Ⅲ台阶法

DK390+713Ⅲ台阶法

DK390+663Ⅱ全断面法

DK390+613Ⅱ全断面法

DK390+588Ⅱ全断面法

DK390+568Ⅳ三台阶七步开挖法

DK390+545Ⅳ三台阶七步开挖法

DK390+520Ⅱ全断面法

DK390+505Ⅲ台阶法

DK390+497Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+487Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+477Ⅴ双侧壁导坑法

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隧道净空收敛及拱顶下沉测点布置表

隧道名称测点里程围岩级别开挖施工方法备注

DK390+467Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+457Ⅴ双侧壁导坑法

DK390+447Ⅴ双侧壁导坑法

大坪隧道

DK392+208Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+198Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+188Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+178Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+168Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+160Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+145Ⅳ三台阶七步开挖法

DK392+115Ⅲ台阶法

DK392+085Ⅲ台阶法

DK392+070Ⅳ三台阶七步开挖法

DK392+060Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+050Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+040Ⅴ双侧壁导坑法

DK392+030Ⅴ双侧壁导坑法