10.5.7 监控量测作业
1.洞内外观察
（1）洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定情况、围岩变形等。当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并做好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。
（2）对已施工区段的观测每天至少一次，观测内容包括喷射混凝土、锚杆与钢架的状态，以及施工质量是否符合规定的要求。
（3）洞外观察包括洞口地表的情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。
（4）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，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人不间断观察。
2.拱顶下沉及水平净空变化量测
（1）拱顶下沉及水平净空变化量测应在同一断面进行量测，并采用相同的量测频率。如位移出现异常应加大量测频率。量测频率见表10.13。
表10.13 量测频率表
注：B表示隧道开挖宽度。
（2）净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定，Ⅴ级围岩地段为5m，Ⅳ级围岩地段为10m，Ⅲ级围岩地段为30m，施工中可根据实际情况进行加密。
（3）净空变形量测应在每次开挖后进行，初读数在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前必须完成读数。
（4）测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护，拱顶量测观测点必须埋设在稳定的岩面上，并和洞内水准点建立联系。
（5）量测应选择精度适当，性能可靠，使用及携带方便的仪器，仪器使用前必须经过严格标定。
（6）水平相对净空变化量测点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。
（7）拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一断面内进行，可采用水准仪等仪器测量下沉量。当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉和基底隆起量。
（8）拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测的频率相同，应从表10.13中根据变形速度和距开挖面距离选择较高的一个量测频率。当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取措施。
3.地表下沉量测
（1）地表沉降监测适用于隧道浅埋段，测点在隧道开挖前布设，地表沉降观测点和隧道内测点布置在同一断面里程进行沉降观测，地表沉降观测点纵向间距按《铁路隧道监控量测技术规程》（Q/CR9218—2015）要求布置。
地表下沉量测应根据隧道埋置深度、下穿沟谷地段、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表下沉量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测测点布置在同一个横断面内，地表下沉量测测点纵向间距见表10.14。
表10.14 地表下沉量测测点纵向间距表
注：H0表示隧道埋深，无地表建筑物时取表内上限值。
（2）横断面方向地表下沉量测的测点应取2～5m，在一个量测断面内应设7～11个点，隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不小于H0+B，地表有建筑物时量测范围适当加宽，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。
（3）地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
（4）地表下沉的量测频率和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。
（5）各量测作业面应持续到变形基本稳定后1～3周。
（6）锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测，开始时应和同一断面的变形量测频率相同，当量测值变化不大时，可降低量测频率，从每周一次到每月一次，直到无变化为止。
4.地表位移量测
1）监测内容
隧道洞身下穿滑坡段地表位移实施量测，参照路基边坡地表位移量测方法通过对观测桩进行数据分析，确定隧道结构在该段的稳定性，确保施工和运营安全。
2）测试方案
（1）地表位移监测。
观测桩：建立射线网法观测网。滑坡段沿隧道纵向每隔10～20m设置监测断面，每个断面分别于隧道中线、隧道开挖两侧边线、隧道两侧边线外5m及10 m处设置观测桩。各工点分别于滑坡体可能影响的范围外30m设基准点和置镜点。采用经纬仪测量，监测隧道所通过滑坡体区域的地表状态，指导施工。(https://www.daowen.com)
位移计：选择代表性工点，特别是在滑坡体界面线与隧道洞身施工面相交存在安全隐患的地方进行；该滑坡沿隧道纵向每隔10～20m设置监测断面，分别于隧道两侧的开挖边界、隧道中线上方的滑坡分界面设置多点位移计，隧道施工掘进临近滑坡体30m左右时钻孔成孔埋置。每个工点不少于2个监测断面，每个断面2个监测点。
（2）监测频率。
自隧道掘进到滑坡体观察开始，每天监测一次，在沉降量突变的情况下，每天应观测2～3次，当隧道施工间隔时间较长时应保证不少于3d观测一次。隧道在该段洞身全部施工结束后1个月内至少每周观测一次，第2、3个月后每2周监测一次，雨后加密监测，3个月后每月观测一次，一直观测到铺轨验交结束。轨道铺设后至试运营期间每月监测一次。同时根据监测数据的变化情况，调整监测频率。
（3）地表水平位移监测技术要求应符合《高速铁路工程测量规范》（TB10601—2009）中规定的技术指标要求。
5.监控量测管理
（1）变形管理等级。
根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，制定本工程监控量测变形管理等级，见表10.15，据此指导施工。
表10.15 变形管理等级表
注：U为实测位移值。
观察及量测发现异常时，应及时修改支护参数。一般正常状态须同时满足以下条件：净空变化速度小于0.2mm/d时，喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝，围岩基本稳定；位移速度除在最初1～2d允许有加速外，应逐渐减少。
（2）监控量测体系。
施工监测管理程序见图10.31。
图10.31 施工监测管理程序图
工程施工前，根据现场实际情况及施工进度，编制详细的监测实施计划，并确定监测技术标准，报监理工程师及建设单位批准。为了真实反映监测结果，本标段施工监测由工程管理部组成专门监测小组，具体负责各项监测工作，积极配合监理做好对监测工作的检查、监督和指导，工程完成后，根据监测资料整理出本标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。
拱顶下沉、收敛量测初读数应在3～6h内完成，其他量测应在每次开挖后12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下循环开挖前必须完成。
测量前检查仪表设备是否完好，发现故障及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，当测点状态良好时方可进行测试工作。测量中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值；每次测量都要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。
测量完毕后及时进行资料整理及信息反馈。
将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来实施，并保证监测有确定的时间和空间。
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。
施工监测紧密结合施工步骤，监控每一个施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。
（3）量测数据分析。
量测后将量测数据进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。一般情况会出现如下两种时间-位移特征曲线，见图10.32。
图10.32 时间-位移特征曲线图
当时间-位移曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析，推算最终位移并掌握位移变化规律。
当时间-位移曲线出现反弯点时，表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应增加量测频率、密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。
隧道周边任意点的相对位移值或回归分析推算的总相对位移值均小于允许相对位移表所列数值。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近表列数值，或喷层表面出现明显裂缝时，立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。
二次衬砌施作在满足下列要求时进行：各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定；已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%～90%；周边位移速率小于0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.15mm/d。
（4）监控量测信息反馈。
信息反馈是监控量测过程中非常重要的一环，信息反馈以位移反馈为主，主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、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。监控量测信息反馈程序见图10.33。
图10.33 监控量测信息反馈程序图