浅谈隧道监控量测

2024年3月30日发(作者：按捺)

浅谈隧道监控量测

内容摘要： 摘要：在忻保高速公路TS2(L14)合同段芦芽

山隧道施工过程中，该项目部认真进行隧道量控监测，并进行

了大量的总结工作。文章主要从量测方法、目的、管理基准、

地质超前预报和组织机构等几方面阐述了隧道在施工中怎样做

好量测监控工作。

关键词：隧道；监控；量测

芦芽山特长隧道(忻保高速公路TS2(L14)合同段)，左线

起讫桩号LZK85+805～LZK87+000，全长1195m；右线起讫桩号

K85+757～K87+000。全长1243m；单洞总长2438m。隧道净高

7.03m，净宽10.86m，进口为削竹式。衬砌类型有MD(明

洞)35m；QM5(V级浅埋)128m；SM5(V级深埋)485m；SM4(Ⅳ级

深埋)1020m；SM3(Ⅲ级深埋)690m；JJ4(紧急停车带Ⅳ

级)80m。

1 工程地质

(1)隧道地层主要有第四系上更新统和寒武系上统、中统张夏

组、徐庄组。表层岩性主要为碎石土、块石土等，下层岩性主

要以灰岩、白云质灰岩、白云岩为主。

(2)断层：在分水岭一带形成了区域性断裂构造，断层性质为

逆断层，与路线大角度交于路线ZK86+740和YK86+660两处。

(3)地震：基本烈度Ⅶ-Ⅷ度区。

2 水文情况

隧道区址地表水主要为大气降水，地下水为碳酸盐类裂隙

岩溶水，含水介质为岩溶、构造、节理裂隙，直接接受大气降

水的渗透补给，径流受构造、节理裂隙的发育方向控制，在隧

道中线沿线有泉水涌出，流量不大。

根据芦芽山隧道勘探结果，芦芽山隧道富水性较弱，地下

水数量较弱，透水性强。

3 围岩监控量测的目的

隧道现场监控量测，包括隧道施工阶段与营运阶段的监控

量测。控制量测的主要目的是：检查隧道施工阶段或竣工验收

后的隧道中线和净空断面的位置与尺寸是否符合设计要求；监

控量测解决的问题是在隧道施工阶段，使用全站仪、水平仪、

收敛仪等对围岩变化情况(如地表下沉、拱顶下沉、周边位移

等)及支护结构的工作状态进行量测，及时提供围岩稳定程度

和支护结构可靠性的安全信息，预见事故和险情，作为调整和

修改支护设计的依据，并在复合式衬砌中，依据测量结果确定

二衬施工的时间，以达到监控隧道围岩的支护结构的变位预应

力不超过设计标准。通过现场测量获得围岩力学动态和支护状

态的有关数据，再通过对这些数据的数理和力学分析来判断围

岩和支护结构体系的稳定性及工作状态，从而选择和修正支护

参数以及指导施工。

4 成立围岩监控量测小组

该标段承建TS2(L14)合同段的芦芽山隧道，在接到施工

图纸后，认真会审图纸，了解围岩类别，围岩走向、水文、地

质情况，并对主要技术人员进行了技术交底，同时项目部组织

成立了围岩量测小组。

5 隧道围岩监控量测的方法和选项

该项目部根据施工围岩类别分类和现场围岩监控量测围岩

条件、隧道工程规模、支护类型和施工方法等来选择了测试项

目。现场监控量测项目分为必测项目(A类量测)和选择项目(B

类量测)两大类。

6 隧道现场监控量测项目及量测方法

隧道以地质超前预报、地质及支护状态观察、周边位移、

拱顶下沉和仰拱隆起为应测项目，根据地质情况的不同，在隧

道浅埋V级及浅埋Ⅳ级围岩段地表下沉应作必测项目。施工初

期阶段位移及下沉量大或地质变化显著时，量测断面间距可取

较小值。应适当增加量测频率。

6.1 地质及支护状态观察

隧道洞内、洞外观察：隧道洞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。

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。

6.2 净空水平收敛量测及拱项下沉量测

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，拱顶下沉及周边收敛量测。

6.3 地表下沉量测

地表下沉量测仅在隧道浅埋V级及浅埋Ⅳ级地段进行，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+8)m处开始(h为隧道埋深)，直

到开挖面后方40—65m下沉基本停止时为止。其量测频率原则

上采用1次/日一2次/日的频率。

6.4 监控量测项目的管理基准

采用《公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2／3作为警

告值，允许值的1/3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。

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次，天一2次，天或更多。

6.5 量测数据的处理及应用

根据现场量测数据利用计算机Exel统计绘图功能，绘制

位移一时间曲线或散点图，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。

根据位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于

10mm/天～20mm/天时，需加强支护系统；当变化速率小于

0.2mm／天时，认为围岩达到基本稳定。

衬砌(混凝土)施作时间，选择在各测试项目显示位移速度

明显减缓并已基本稳定。其判断标准为：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0.15mm／天；在膨胀性围岩和地应力大的围岩中初

期支护变亿时间长，必要时，可提前施作衬砌混凝土。

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。

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。

6.6 锚杆轴力量测

锚杆轴力量测每1％做一个断面进行测试，每个断面不少

于3根。

7 争空位移、拱顶下沉的测点间距

拱顶下沉、周边位移量测，测点应布设在同一断面，其测

试断面间距与隧道长度、围岩条件、施工方法等多种因素有

关。