1、ICS 93.060 P 28 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5153 2019 公路隧道施工监控量测技术规程 2019 - 12 - 27 发布 2020 - 01 - 28 实施 河北省 市场 监督 管理 局 发布 DB13/T 5153 2019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出。 本标准起草单位：河北省高速公路邢汾 管理 处，石家庄铁道大学。 本标准主要起草人： 郭跃东 、 马泽铭 、 刘志春 、 姜万庆 、 朱永全 、 郭海燕 、 孙红烽 、 王伟东 、 梁 玎 、 孙明磊 、 李世宁 、 张文俊 、 刘丹
2、 、 张君朝 、 胡指南、李新志、 高新强 、 贾晓云 、 王鑫淼 。 DB13/T 5153 2019 1 公路隧道施工监控量测技术规程 1 范围 本标准规定了公路隧道施工监控量测的量测项目、测点布设、量测频率、量测方法、信息反馈及 验收资料等相关要求。 本标准适用于采用矿山法施工的公路隧道，其他工法可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JTG D70 公路隧道设计规范 JTG/T D70 公路隧道设 计细则 JTG F60 公路隧道施工
3、技术规范 JTG/T F60 公路隧道施工技术细则 GB 50086 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 6722 爆破安全规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 三维空间位移 three-dimension displacement 隧道周边测点相对大地不动点的空间三维矢量位移。 3.2 非接触量测 non-contact measurement 在不接触被测目标点的情况下，获取被测点的空间位移信息的方法。 3.3 掌子 面围岩内部纵向位移 longitudinal displacement of face ground in a
4、dvance core 隧道掌子面前方一定范围内的围岩沿纵向的位移。 3.4 监控量测控制基准值 controlled value for monitoring DB13/T 5153 2019 2 为满足工程支护结构安全及环境保护要求，控制监控量测对象的状态变化，针对各监控量测项目 的数据变化量所设定的受力或变形的设计允许值的限值。 4 基本规定 4.1 监控量测应达到以下目的： a) 掌握围岩和支护结构的工作状态 ； b) 为施工安全提供预警信息 ； c) 验证支护结构 效果，为确认或调整支护参数和施工方法提供依据 ； d) 为理论分析、数据分析提供计算参数和对比指标 ； e) 为隧道工程
5、设计与施工积累资料。 4.2 施工图设计阶段应对监控量测进行设计；施工阶段应将监控量测纳入施工工序，并制定详细的监 控量测实施方案。 4.3 监控量测设计应根据围岩条件、施工方法、周边环境进行，应确定以下内容： a) 监控量测项目； b) 监控量测测点布置原则、监控量测断面及监控量测频率； c) 监控量测控制基准。 4.4 监控量测实施方案应根据设计要求及工程特点编制，内容包括： a) 监控量测项目及量测仪器； b) 监控量测断面、测点布设、监控量测频率及监控 量测控制基准； c) 人员组织； d) 数据记录格式、数据处理及预测方法； e) 信息反馈及工程对策等。 4.5 监控量测工作必须紧随
6、施工工序及时进行。 4.6 监控量测系统应可靠、稳定、耐久，量测元器件应按规定进行标定。 4.7 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。 4.8 根据测试精度要求，应减小系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。 4.9 施工与监控量测应密切配合，监控量测元件的埋设与数据采集应列入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。 4.10 可根据现场地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测项目。 4.11 监控量测过程中应定期提交监控量测结果及周 (月 )报，紧急情况下应及时提交异常情况报告， 工程完工后应提交监控量测总报告。 5 监控量测项目
7、及量测仪器 5.1 监控量测项目分为必测项目和选测项目。 DB13/T 5153 2019 3 5.2 条件允许的情况下应尽量选用测试精度高的量测仪器和元器件，元器件应具有良好的防震、防水 和防腐性能。 5.3 必测项目及常用量测仪器见表 1。 表 1 必测项目 及常用量测仪器 序号 监控量测项目 常用量测仪器和元器件 仪器 精度 1 洞内、外观察 现场观察、数码相机、罗盘仪 - 2 拱顶下沉 水准仪、钢挂尺或全站仪 0.5 mm 1 mm 3 净空收敛 收敛计、全站仪 0.5 mm 1 mm 4 地表沉降 水准仪、铟钢尺或全站仪 0.5 mm 1 mm 注： 表中地表沉降项目在隧道洞口、偏压
8、段及浅埋段布设。 5.4 选测项目及常用量测仪器见表 2。 5.5 分离式隧道监控量测项目规划可参照表 3。 5.6 小净距隧道量测项目规划可参照表 4。 5.7 连拱隧道量测项目规划可参照表 5。 表 2 选测项目 及常用量测仪器 序号 监控量测项目 常用量测仪器和元器件 仪器 精度 1 初期支护围岩压力 压力盒、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.5 % F.S. 2 初期支护钢架应力 钢 筋计、应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5 % F.S. 压缩 1.0 % F.S. 3 初期支护喷混凝土应力 埋入式混凝土应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.
9、1 % F.S. 4 初期支护与二次衬砌间接触压力 压力盒、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.5% F.S. 5 二次衬砌混凝土应力 埋入式混凝土应变计、表面应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.1% F.S. 6 二次衬砌钢筋应力 钢筋计、应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5% F.S. 压缩 1.0% F.S. 7 锚杆轴力 锚杆轴力计、钢筋计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5% F.S. 压缩 1.0% F.S. 8 围岩内部位移 多点位移计、百分表、频率接收仪 0.1 mm 9 隧底隆起 水准仪、铟钢尺或全站仪 0.5 mm
10、1 mm 10 混凝土裂缝 测缝计 0.1% F.S. 11 爆破振动 振动传感器、记录仪 1 mm/s 12 渗水压力 水压计 0.5% F.S. 13 水流量 三角堰、流量计 - 14 三维空间位移 全站仪 0.5 mm 1 mm 15 掌子面 围岩内部 纵向位移 滑动测微计 0.1 mm 16 围岩弹性波速度 声波测试仪 - 注： 表中 F.S.为元器件满量程。 DB13/T 5153 2019 4 表 3 分离式隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 、 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架
11、 应 力 初 期 支 护 喷 混 凝 土 应 力 初 期 支 护 与 二 次 衬 砌 间 接 触 压 力 二 次 衬 砌 混 凝 土 应 力 二 次 衬 砌 钢 筋 应 力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗水 压 力 、 水 流量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周 围 建 筑 物 要 求 较 高 时 必 测 洞 内 出 水 量 较 大 时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注： 为必测项目， 为宜量测
12、的项目， 为必要时量测的项目， /为不需要 量测的项目。 表 4 小净距 隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 、 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架 应 力 初 期 支 护 喷 混 凝 土 应 力 初 期 支 护 与 二 次 衬 砌 间 接 触 压 力 二 次 衬 砌 混 凝 土 应 力 二 次 衬 砌 钢 筋 应 力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗水 压 力、 水 流量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向
13、 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周 围 建 筑 物 要 求 较 高 时 必 测 洞内 出 水量 较 大时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注： 为必测项目， 为宜量测的项目， 为必要时量测的项目， /为不需要量测的项目。 增加必测项目： 后行洞爆破振动速度；中岩墙土压力。 DB13/T 5153 2019 5 表 5 连拱隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架 应 力 初 期 支 护 喷
14、 混 凝 土 应 力 初期 支 护与 二 次衬 砌 间接 触 压力 二次 衬 砌混 凝 土应 力 二次 衬 砌钢 筋 应力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗 水 压 力 水 流 量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周围 建 筑物 要 求较 高 时必 测 洞内 出 水量 较 大时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注： 为必测项目， 为宜量测的项目， 为必要时量测的项目， /为不需要量测的项目。 增加必测
15、项目：先行洞与后行洞的对比量测，中隔墙的倾斜度、内应力、表面应力及裂缝。 6 监控量测断面及测点布设 6.1 监控量测断面及测点应根据围岩条件、施工方法、周边环境等进行布设，断面应具有代表性， 测 点应牢固可靠、易于识别，并注意 保护，严防损坏。 6.2 同一地段的不同量测项目应布设在同一断面，不同量测项目测点应布设在相同部位，测点应对称 布设，以便数据的相互验证。 6.3 隧道覆盖层厚度小于 2.5 倍 隧道开挖宽度时，洞顶上方应在隧道开挖前布设 地表沉降测点。一般 条件下， 断面 纵向间距应按表 6 的要求布设。 表 6 地表沉降断面 纵向 间距 隧道覆盖层厚度与开挖宽度 断面纵向间距 (
16、m) 2B H0 2.5B 20 30 B H02 B 10 20 H0 B 5 10 注： H0为隧道覆盖层厚度， B 为隧道开挖宽度。 地表沉降测点横向间距为 2 m 5 m，在中线附近 应适当加密。横向量测范围不应小于 2H0+2H +B， 地表有控制性建 (构 )筑物时量测范围应适当加宽。地表沉降量测范围及测点布设如图 1所示。 DB13/T 5153 2019 6 B 量测范围 不动点 45 25m H 0 不动点 H 注： 图中 B为开挖宽度， H为开挖高度， H0为覆盖层厚度 图 1 地面沉降 量测范围及 测点布设示意 6.4 拱顶下沉 及 净空收敛断面 纵向 间距按表 7 的要
17、求布设。 表 7 拱顶下沉及净空收敛断面 纵向 间距 围岩级别 断面纵向间距 (m) 5 10 10 30 30 50 注： 级围岩视具体情况确定间距。 6.5 拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近 ， 采用分部开挖工法时，设置在各分 部拱顶附近。净空 收敛量测，一般地段仅设水平测线，特殊地段增设斜测线，并结合施工方法 确定 测线数量。 全断面法 净空收敛测点设在边墙中部位置，分部开挖法净空收敛测点设在台阶节点以上 0.5 m 1.0 m 范围内。 三维空间位移测点与拱顶下沉及净空收敛测点布设 在 相同 部位 。可参照表 8、图 2、图 3 布设。 表 8 变形 (位移 )量测测点及测线数量
18、开挖方法 拱顶下沉测点 净空收敛测线 三维空间 位移测点 一般地段 特殊地段 全断面法 1 个 1 条水平测线 1 条水平测线， 2 条斜测线 3 个测点 台阶法 1 个 每台阶 1 条水平 测线 每台阶 1 条水平测线， 2 条斜测线 两台阶法 5 个测点，三台阶法 7 个测点 分部开挖法 CD、 CRD 法 2 个，双侧壁导坑法 3 个 每分部 1 条水平 测线 CD 或 CRD 法上部、双侧壁导坑法左 右侧上部，每分部 1 条水平测线， 2 条斜测线；其余分部 1 条水平测线 CD、 CRD 法 10 个测点，双 侧壁导坑法 11 个测点 DB13/T 5153 2019 7 图 2 一
19、般地段变形 (位移 )量测测点与测线布设图 (e) CRD 法 (f) 双侧壁导坑法 (c) 三台阶法 (d) CD 法 GD1 BQ1 GD2 GJ1 GJ2 BQ2 ZQ1 ZQ3 ZQ2 ZQ4 (a) 全断面法 (b) 两台阶法 DB13/T 5153 2019 8 图 3 特殊 地段变形 (位移 )量测测点与测线布设图 6.6 非接触量测后视点与测点安设实施要求： a) 当二次衬砌距离监测断面较近，自由设站能满足精度要求时，可将后视点布设在二次衬砌周 边，并确保后视点与测点间通视 ； b) 当二次衬砌距离监测断面较远，自由设站无法满足精度要求时，可将后视点布设在初期支护 周边，并须埋
20、设在已稳定的初期支护上，以确保后视点稳定 ； c) 在预埋 件上安装 反射膜片作为后视点，测点安设后应注意保护，确保测点无损、表面清洁 ； d) 量测期间应防止测点和后视点被扰动或破坏，禁止在预埋件上悬挂物品 ； e) 不同开挖工法预埋件埋设数量 按图 2 和图 3 确定。 6.7 分部开挖法施工的隧道，当临时支撑拆除时及拆除后，应进行变形监测，确保拆除后初期支护的 稳定，测点布设形式参照图 2 所示全断面法或台阶法。 (e) CRD 法 (f) 双侧壁导坑法 (c) 三台阶法 (d) CD 法 (a) 全断面法 (b) 两台阶法 DB13/T 5153 2019 9 6.8 选测项目量测断面
21、及测点布设应考虑围岩 条件 、施工方法及支护参数的变化，选择代表性断面布 设。选测项目断面及测点 数量 参照表 9 布设。 表 9 选测项目断面及测点 数量 序号 量测项目 断面及测点数量布设 1 围岩压力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 2 钢架应力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 3 喷混凝土应力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 4 初期支护与二次衬砌间接触压 力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 5 二次衬砌混凝土应力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 6 二次衬砌钢筋应力
22、 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 5 10 个测点 7 锚杆轴力 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 3 5 根锚杆 (索 )，每根 3 5 个测点 8 围岩内部位移 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 3 5 个钻孔，每孔 3 5 个测点 9 隧底隆起 每代表性地段 1 2 个断面，每断面 1 3 个测点 10 混凝土裂缝 开裂部位布设 11 爆破振动 临近建 (构 )筑物 12 渗水压力 突涌水部位布设 13 水流量 涌水量大时排水沟处布设 14 三维空间位移 根据施工需要与必测变形项目同步布设，或代替必测变形项目，量测断面 及测点数量同必测变形项目 15 掌子面 围岩内部 纵向
23、位移 在有代表性地段设置 1 2 个断面，根据施工分部布设测点 16 围岩弹性波速度 在有 代表性地段设置 1 2 个断面 6.9 围岩压力、接触压力、钢架应力、钢筋应力、混凝土应力测点应结合施工方法，在拱顶、拱腰、 拱脚、墙腰、墙脚、仰拱等部位布设。测点数量可选择 5、 7、 10 测点，可参照图 4 布设。 图 4 围岩压力及结构应力测点布设图 6.10 锚杆轴力及围岩内部位移量测的测孔数量可选择 3、 5 测孔，每测孔 3 5 个测点，测点间距 0.8 m 1.2 m，可参照图 5 布设。 (a) 5 测点 (b) 7 测点 (c) 10 测点 DB13/T 5153 2019 10 图
24、 5 锚杆轴力及围岩内部位移测点布设图 6.11 掌子面围岩 内部纵向位移量测测孔应沿掌子面前方纵向水平布设，测孔长度 20 m 30 m，测点 间距 0.5 m 1.0 m。测孔数量应 根据 施工方法 确定 ，台阶法可采用 1、 2、 3、 5 测孔， CD 法 、 CRD 法 、 双侧壁导坑法可采用 2、 4、 6 测孔。 7 监控量测频率 7.1 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 )筑物的描述应增加频率。 7.2 必测项目的监控量测频率应按测点距开挖面的距离、位移速率和测点埋设时间三种方法确定 ，参 照表 10
25、。不同方法确定的监控量测频率取最高值作为监控量测频率。 表 10 必测项目监控量测频率 按测点距开挖面距离确定监控量测频率 按位移速率确定监控量测频率 按测点埋设时间确定监控量测频率 测点距开挖面距离 (m) 监控量测频率 位移速率 (mm/d) 监控量测频率 测点埋设时间 (d) 监控量测频率 (0 1)B 2 次 /d 5 2 次 /d 1 15 (1 2)次 /d (1 2)B 1 次 /d 1 5 1 次 /d 16 30 1 次 /2d (2 5)B 1 次 /(2 3)d 0.5 1 1 次 /(2 3)d 31 90 (1 2)次 /7d 5B 1 次 /7d 0.2 0.5 1
26、 次 /3d 90 (1 3)次 /30d 0.2 1 次 /7d 注： B 为隧道开挖宽度。 7.3 选测项目的监控量测频率应按测点距开挖面距离和测点埋设时间两种方法 确定，参照 表 10 和表 11。不同方法确定的监控量测频率取最高值作为监控量测频率。 表 11 选测项目按测点埋设时间确定的监控量测频率 序号 量测项目 测点埋设时间 1 15d 16d 1 个月 1 3 个月 3 个月以上 1 围岩压力 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 2 钢架应力 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 3 喷混凝土应力 1 2 次 /d
27、 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 4 接触压力 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 (a) 3 测孔 (b) 5 测孔 DB13/T 5153 2019 11 表 11 选 测项目按测点埋设时间确定的监控量测频率 （ 续 ） 序号 量测项目 测点埋设时间 1 15d 16d 1 个月 1 3 个月 3 个月以上 5 二次衬砌混凝土应力 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 6 二次衬砌钢筋应力 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 7 锚杆轴力 1 2 次 /d 1 次 /2d
28、 1 2 次 /周 1 3 次 /月 8 围岩内部位移 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 9 隧底隆起 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 10 混凝土裂缝 必要时 11 爆破振动 随爆破进行 12 渗水压力 必要时 13 水量 必要时 14 三维空间位移 1 2 次 /d 1 次 /2d 1 2 次 /周 1 3 次 /月 15 掌子面 围岩内部 纵向位移 每次开挖后 16 围岩弹性波速度 必要时 7.4 不良地质地段 ， 或施工状况发生变化时，或出现异常情况时，必测项目和选测项目均应增加监控 量测频率。 8 监控量测方法
29、 8.1 一般规定 8.1.1 现场监控量测应根据监控量测实施 方案 进行测点埋设、日常量测和数据处理，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 实施方案 。 8.1.2 现场监控量测方法应简单、可靠、经济、实用。 8.2 洞内、外观察 8.2.1 洞内观察分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。 洞内开挖工作面观察应在每次开挖后及时进行，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 (见附录 A)，并与勘查资料进行对比。 洞内已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架和二次衬砌等的工作状态。 8.2.2 洞外观察应在 洞口段和浅埋段，记录地
30、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。 8.2.3 观察中发现洞内围岩条件恶化、初期支护开裂掉块、钢架扭曲及洞外地表开裂、边坡失稳等现 象时，应立即上报并及时采取相应处理措施。 8.3 变形监控量测 8.3.1 变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。 8.3.2 隧道净空收敛量测可采用收敛计或全站仪进行。 DB13/T 5153 2019 12 a) 采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋 ； b) 采用全站仪量测时，测点应采用反射膜片作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。一般采用全 站仪自由设站法量测 ； c) 隧道内粉尘 浓度
31、应控制在 2 mg/m3以下，减小粉尘浓度以提高可视距离 ； d) 全站仪测站设置一般应满足如下要求： 1) 测 站距反射膜片的距离应控制在 100 m 以内 ； 2) 同一测试断面 设站次数可控制在 2 次以内 ； 3) 一 次设站无法量测时，可转站量测，但转站次数不能超过 3 次。 e) 自动搜索无法精确照准测点中心时，应采用人工照准。 8.3.3 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。 a) 采用精密水准仪和铟钢挂尺量测时，测点采用焊接或钻孔预埋 ； b) 采用全站仪量测时，测点安设及量测方法要求同第 8.3.2 条。 8.3.4 三维空间位移量测时，应建立独立局部三维坐标
32、系，一 般 Z 轴为竖直方向， X， Y 轴平行于隧 道轴线和垂直于隧道轴线，局部三维坐标系可参照图 6。 测点 测点 后视点 后视点 测点 全站仪 方向 方向 方向 图 6 局部三维坐标系建立示意图 8.3.5 地表沉降监控量测可采用精密水准仪、铟钢尺进行，基准点应设置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。 8.3.6 围岩内部位移量测可采用多点位移计。多点位移计应钻孔埋设，通过专用 仪器 读数。 8.4 应力、应变监控量测 8.4.1 应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。 8.4.2 振弦式
33、 传感器通过频率接收仪获得频率读数，依据频率量测参数率定曲线换算出相应量测参 量值。 8.4.3 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。 DB13/T 5153 2019 13 8.4.4 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， 并应满足下列要求： a) 采用振弦式钢筋计进行型钢钢架应力、应变量测时，应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置 ； b) 采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力、应变量测时，应把钢筋计对焊在截断的格栅主筋相应 位置 ； c) 采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力、应变量测时，应把光纤光栅传感器焊接 (氢弧
34、 焊 )或 粘贴在相应测点位置。 8.4.5 混凝土及喷射混凝土应力、应变量测时，传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置，传感 器安设方向应与混凝土受力主方向一致。 8.5 围岩压力 监控 量测 8.5.1 围岩压力 监控 量测包括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。 8.5.2 围岩压力 监控 量测可采用振弦式传感器。传感器应安装在稳定的基面上，并与接触面紧密接触。 8.6 爆破振动监控量测 8.6.1 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。 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，
35、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 8.7.1 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，采取措施确保水 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。 8.7.2 水量监控量测可采用三角堰、流量计进行。 9 数据分析及信息反馈 9.1 一般规定 9.1.1 采集数据后，应及时进行校核和整理，同时应注明监测时的开挖方法、施工工序及开挖面距测 点距离等信息。 9.1.2 数据分析一般采用散点图和回归分析方法。 9.1.3 信息反馈应以位移反馈为主，主要依据位移量、位移速率及位移加速度 (位移时态曲线形态 ) 对
36、围岩稳定性、 支护结构的工作状态、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。 9.2 数据分析处理 9.2.1 数据分析处理应包括数据校核、数据整理及数据分析。 9.2.2 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。 DB13/T 5153 2019 14 9.2.3 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。 9.2.4 监控量测数据的分析应包括以下主要内容： a) 根据量测值进行计算分析，包括以下内容： 1) 变形 (位移 )量测，应绘制时态曲线 ； 2) 围岩压力量测，应绘制时态曲线和断面压力分布图 ； 3) 应力、应变量
37、测，应绘制时态曲线，反算结构内力并绘制内力分布图 ； 4) 地表 沉降量测，应绘制横向和纵向时态曲线 ； 5) 锚杆轴力、围岩内部位移量测，应绘制时态曲线和断面分布图 ； 6) 孔隙水压力值，应绘制孔隙水压力的时态曲线及与深度的关系曲线 ； 7) 爆破振动速度，应绘制振动速度与测点至震源距离关系曲线 ； b) 选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较； c) 对支护、结构及围岩状态、工法、工序进行评价； d) 及时反馈设计、施工，并提出相应工程对策建议。 9.2.5 监控量测曲线可采用对数函数、指数函数、双曲函数等进行回归分析，最终选用相关系数最大 的函数形式，并预测最终值。 a) 对数
38、函数，例如： ( ) lg(1 )u t a t (1) ( ) / lg(1 )u t a b t (2) b) 指数函数，例如： /() btu t ae (3) ( ) (1 )btu t a e (4) c) 双曲函数，例如： ( ) /( )u t t a bt (5) 2( ) 1 1 1u t a b t (6) 9.2.6 三维空间位移量测在获得测点三维大地坐标 x 、 y 、 z 后，可采用公式 (7)计算测点三维 局部坐标 x、 y、 z，再通过公式 (8)计算测点三维位移量 x、 y、 z，根据三维位移值即可判断围 岩和支护结构的稳定性。 cos sin sin cos
39、x x y y x y zz (7) 1 ,1 1 ,1 1 ,1 kk k k i i kk k k i i kk k k i i x x x y y y z z z (8) 式中 ： x、 y、 z-测点三维大地坐标； x、 y、 z-测点三维局部坐标； k -观测期数； i -测点编号； DB13/T 5153 2019 15 x -测点在位移 (mm)； y -测点在 Y轴方向的位移 (mm)； z -表示隧道测点的竖直位移 (mm)，如果测点在隧道拱顶处，则表示拱顶下沉值。 9.2.7 当采用位移速率进行安全性判定时，可按式 (9)计算。 nin ni uuuv t t t (9)
40、式中 ： vn -tn时刻位移速率 (mm/d)； tn， ti -均为量测时间 (d)； un， ui - tn， ti时刻位移累计值 (mm)。 9.2.8 当采用位移加速度 (位移时态曲线形态 )进行安全性判定时，可按式 (10)计算。 nin ni vvva t t t (10) 式中 ： an -tn时刻位移加速度 (mm/d2)； tn， ti -均为量测时间 (d)； vn， vi -tn， ti时刻位移速率 (mm/d)。 9.2.9 爆破振动安全允许距离，按 GB 6722 规定的方法进 行计算。 9.3 监控 量测控制基准 9.3.1 施工前必须设定具体工程的各项监控量测控
41、制基准。监控量测控制基准包括隧道内位移 (含位 移量、位移速率和位移加速度 )、地表沉降、支护结构应力、压力、爆破振动等的控制值。 9.3.2 可采用类比分析、量测数据资料统计分析、回归分析与数值分析相结合的综合方法建立适合具 体工程的监控量测控制基准值。随施工的进展情况，应根据量测数据与围岩稳定性、支护效果的判断 适当修正监控量测控制基准值。 9.3.3 当采用位移速率 v 判定时，应根据 9.3.2 方法建立具体工程的位移速率控制基准值。当缺乏资 料时，可按位移时态曲线的三个阶段进行判定。 a) 急剧 增长阶段： v 1.0 mm/d； b) 缓慢增长阶段： 0.2 mm/d v 1.0
42、mm/d； c) 基本稳定阶段： v 0.2 mm/d。 9.3.4 当采用位移加速度 a (位移时态曲线形态 )判定时，可按岩体破坏前位移曲线三个阶段进行判 别。 a) 基本稳定区： a 0 时，位移速率逐渐下降，围岩趋于稳定； b) 过渡区： a 0 时，位移速率保持不变，围岩向不稳定状态发展； c) 破坏区： a 0 时，位移速率逐渐增大，围岩已进入危险状态。 9.3.5 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由 位移控制基准值 按表 12 要求确定。 DB13/T 5153 2019 16 表 12 位移控制基准 类别 距开挖面 1B(U1B) 距开挖面 2B(U2B) 距开挖面较远
43、允许值 65%U0 90%U0 100%U0 注： B 为隧道开挖宽度， U0为 位移控制基准 值 (根据 9.3.2 方法取值 )。 9.3.6 根据位移控制基准，可按表 13 分为三个管理等级。 表 13 位移管理等级 管理等级 距开挖面 1B 距开挖面 2B 应对措施 U U1B/3 U U2B/3 正常施工 U1B/3 U2 U1B/3 U2B/3 U2 U2B/3 综合评价设计施工措施，加强监控量测，必要时采取相应工程对策 U 2U1B/3 U 2U2B/3 暂停施工，采取相应工 程对策 注： U 为实测位移值， U1B、 U2B按表 12 确定的位移值。 9.3.7 地表沉降控制基
44、准应根据地层稳定性 和 周围建 (构 )筑物的安全要求分别确定，取最小值 ； 周围 建 (构 )筑物 的安全要求应按 GB 50007 取值 。在无特定要求情况下的浅埋地段，或洞口偏压地段，可 将 最大累计沉降值 300 mm，异常增大沉降值 100 mm 作为 控制 值。 9.3.8 钢架应力、喷混凝土应力、二次衬砌混凝土应力、钢筋应力的控制基准值为材料允许应力的 80 %，锚杆轴力的控制基准值为设计最大轴力的 80 %，围岩压力的控制基准值为按 JTG D70 计算的围 岩松动压 力值，初期支护与二次衬砌间接触压力的控制基准值为计算松动压力值乘以设计二次衬砌分 担围岩压力比例所得压力值。
45、当压力、应力量测值超过控制基准值时，应采取工程对策。 对明显的可见喷射混凝土开裂、掉块，钢架扭曲，锚杆松弛或垫板变形，可作为隧道围岩与支护 稳定性的危险信息。 9.3.9 爆破振动速度控制基准应按 GB 6722 取值。 9.3.10 一般情况下，二次衬砌的施作时机应满足下列要求： a) 隧道水平净空收敛速率及拱顶下沉速率明显下降 ； b) 隧道位移值已达到 位移控制基准值 的 90 %以上。 对浅埋、挤压性围岩、膨胀性围岩等特殊地段，应视现场具体情况 确定二次衬砌施作时机。 9.4 监控量测信息反馈 9.4.1 监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果，对隧道的支护参数、辅助施工措施、施工
46、开 挖方法、预留变形量、施工工艺及各工序的施作时机等，进行信息反馈修正。 9.4.2 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。 a) 实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，包括数据校核、数据整理和数据分析，发 现安全隐患应分析原因并提交异常报告 ； b) 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。 DB13/T 5153 2019 17 9.4.3 信息反馈应包括以下内容： a) 围岩分级 及其物理力学参数的修正 ； b) 初期支护及二次衬砌参数的调整 ； c) 施工开挖方法及施工工序的调整 ； d) 辅助施工措施及施工工艺的调整 ； e) 临时支护的形式、强度及施作时机的调整 ； f) 预留变形量的调整 ； g) 监控量测内容与 控制基准 的调整 ； h) 超前地质预报的内容、方法的调整。 10 监控量测资料 10.1 监控量测资料应包括以下内容： a) 监控量测实施方案； b) 监控量测结果及周 (月 )报； c) 监控量测数据汇总表及观察资料； d) 监控量测工作总结报告。 DB13/T 5153 2019 18 A A 附 录 A （规范性附录） 开挖工作面地质状况记录表 表 A.1 开挖工作面地质状况记录表 隧道名称 开挖工作面里程 覆 盖层厚度 (m)
