一、总则 (3)
二、总体要求 (3)
三、施工监控量 (4)
1、监控量测目的 (4)
2、监控量测内容 (5)
3、监控量测流程 (6)
4、各监测项目的具体量测方法 (6)
4.1洞内外观察 (6)
4.2 周边收敛 (8)
4.3 拱顶下沉 (11)
4.4 地表下沉 (11)
5、数据分析与信息反馈 (13)
5.1 要求 (13)
5.2 数据采集要求 (14)
5.3 量测数据分析 (15)
5.4 信息反馈与监控 (16)
5.5 信息预报与报警 (18)
5.6 成果提交 (19)
四、超前地质预报 (20)
1、超前地质预报技术要求 (20)
2、超前地质预报的重点 (21)
3、隧道超前地质预报工作流程 (21)
4、隧道超前地质预报方案 (22)
5、数据分析与信息反馈 (25)
五、现场监控流程 (25)
1、事前控制 (26)
2、事中控制 (26)
3、事后控制 (27)
监控量测和超前地质预报管理制度
一、总则
监控量测与超前地质预报将紧密配合工程进展，实时、动态地掌握隧道开挖地质情况、围岩的变形等，及时发现设计与施工中出现的技术问题，指导隧道工程的顺利施工，不仅保证工程的顺利进行与圆满完成，而且确保科技成果的转化，达到技术与经济的最优化。
根据上述指导思想应遵循以下原则：
（1）严格遵守项目部的安全生产管理办法。
（2）保证监控质量，及时进行信息反馈及预测预报。
（3）积极量配合施工，尽量做到不妨碍工期。
（4）积极进行进管理创新、技术创新，实现新工艺、新技术的突破。
具体地来讲，要以整个工程为依托，依靠管理创新和技术创新，规范化地推进隧道的监控量测与超前地质预报工作，进一步提高隧道设计、施工、监控的一体化，充分实现本标段隧道的监控工作合理化。
二、总体要求
为确保工作的顺利开展，保质保量、及时完成工作，特作出以下要求：（1）参加本项目的项目负责人和技术负责人以及现场监测、数据分析人员均为监测经验丰富、对监测项目流程熟悉的专业人员，满足本项目的需求。
（2）投入本项目的监测及预报设备使用性能良好，量测精度较高，满足本项目要求。
（3）根据隧道围岩条件、支护类型和参数、施工方法等制定依托工程监控量测及超前地质预报计划，并根据现场实际情况调整。
（4）监测工作紧跟施工步伐，数据及时有效，可准确了解施工现场情况。
（5）以地质为中枢，加强隧道地质工作，将地质综合分析贯穿到长期、中期、短期、临兆超前地质预报四个阶段中，优化超前预报组合方案，综合应用，确保隧道安全、快速、优质施工，不留后患。
（6）现场监测人员固定，监测设备保证良好运行。
（7）及时向项目部提交监控量测速报；出现变形较大或者地质异常情况，应24小时内向现场施工技术负责人和工程部提交预警报告和监控速报。
（8）监测报告突出反映监测工作重点关注的问题，综合反映监测工作的开展情况和现场情况；在监测数据变化异常，并经认真分析后，及时出具预警报告，避免出现施工事故。
（9）现场监测小组及时掌握施工进展情况，及时布设测点和监测仪器设备。数据分析人员对监测数据认真分析，及时反馈，报告编写人员在数据分析人员的配合下完成报告的编写，并及时送达施工现场和工程部。
（10）对于隧道施工中遇到的困难，可组织隧道领域相关专家参与技术支持与服务。
三、施工监控量
1、监控量测目的
由于隧道属于地下工程，我们对隧址区地质状况的勘探技术与认识有限，因此如果隧道设计与施工不当，极易造成围岩失稳，甚至可能引发大规模塌方，给工程带来不可弥补的经济损失以及不良的社会影响。另外，公路隧道开挖断面较大，结构受力复杂，且施工工序较多，因此对结构设计和施工都提出了很高的要求。这就要求对隧道的施工全过程进行新奥法施工监测。
当金山隧道地质构造及地层岩性较为复杂，隧道在施工过程中存在一定的安全隐患，需要及时掌握围岩和支护的动态信息，以保证隧道施工的顺利
进行，因此有必要对隧道施工过程进行全面、系统的监控量测。
实时监控量测不但可以及时提供隧道拱顶下沉、周边收敛、围岩内部位移等信息，用于判断设计参数的合理性及施工的可行性，并给出相应的隧道施工建议。因此实施隧道信息化动态施工控制，既能达到安全快速施工，又能达到节省工程造价的目的。
2、监控量测内容
隧道施工监测旨在收集施工过程中围岩的动态信息，判定隧道围岩支护体系的稳定状态，以及支护结构参数和施工方法的合理性。现场监控量测根据其量测目的、量测手段等不同，在实际工作中，常将量测项目分为必测项目和选测项目两大类。
当金山隧道必测项目包括洞内外观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉具体下表所示。
隧道施工监控量测的必测项目
序号项目名称方法及工具布置
测试
精度
量测频率
1～15d
16d～1个
月
l～3个月
大于3个
月
1 洞内、外
观察
现场观测、地
质罗盘等
开挖及初期
支护后进行
——
2 周边位移各种类型
收敛计
每5～50m一
个断面，每
断面2～3对
测点
0.1mm 1～2次/d 1次/2d
1～2次/
周
1～3次/
月
3 拱顶下沉水准测量的
方法，水准
仪、钢尺等
每5～50m一
个断面
0.1mm 1～2次/d 1次/2d
1～2次/
周
1～3次/
月
4 地表下沉水准测量的
方法，水准
仪、钢尺等
洞口段、浅
埋段（h0≤
2b）
0.5mm
开挖面距离量测断面前后＜2b 时，1～2次/d；
开挖面距离量测断面前后＜5b 时，1次/2～3d；
开挖面距离量测断面前后＞5b 时，1次/3～7d；
注：b—隧道开挖宽度；h0—隧道埋深。
3、监控量测流程
隧道监控量测流程如图：
施工图纸
制订监测计划
开挖
初期支护围岩量测数据整理分析掌子面观察、岩性判断支护状态观察
埋设测点
仪器监测
获取读数
回归曲线
回归方程
推算最终值
判断围岩稳定性和支护效果
围岩稳定支护效果好围岩不稳定支护效果差
施作二次衬砌
补强初期支护、修改设计支护参数
隧道监控量测流程图
4、各监测项目的具体量测方法
4.1洞内外观察
（1）监测目的
通过高频率地观察实际揭露的隧道掌子面地质情况，识别隧道实际围岩状态，分析隧道掌子面的稳定状态，预测前方隧道围岩情况，并提出必要的预警；通过观察隧道洞内初期支护和洞外地表岩土体的状态，及时发现各种异常现象并进行跟踪观察，评价初期支护和洞口边、仰坡的稳定性。
（2）监测内容与方法
掌子面地质观察采用目测、地质锤、罗盘、数码相机等进行观测，绘制掌子面地质素描，记录围岩的岩性、产状、节理等详细特征，断层、破碎带等不良地质特征，地下水的水量、分布、压力、类型等特征，填写掌子面地质观察记录；初期支护状态采用目测观察为主，对初期支护喷砼、钢支撑、锚杆等出现的外鼓、裂缝、剥落、扭曲等异常现象，用数码相机、塞尺、卷尺等进行跟踪观测并做好原始记录；对洞外边坡、仰坡和浅埋段地表出现的裂缝、滑移、隆起或凹陷等现象，用数码相机、塞尺、卷尺等进行跟踪观测并做好原始记录。
（3）监测频率
每次爆破后进行掌子面地质情况观察；每天至少进行一次隧道洞内初期支护和洞外地表观察。掌子面地质素描记录频度如下：Ⅴ级围岩小于10m；Ⅳ级围岩小于20m；Ⅲ围岩小于30m；Ⅱ级围岩小于40m。
（4）成果整理与分析
1）通过掌子面地质观察，分析围岩稳定状态，评估出现局部掉块、塌方、涌水等灾害出现的可能性，判断实际揭露围岩条件与设计是否相符。出现异常情况，第一时间通报施工方，及时指导施工，并将异常情况、相关建议汇报业主和监理。
2）编制隧道实际地质状况系列图册，参考前期勘察资料，预测前方围岩状态，及时向施工方预报前方围岩状况。
3）对初期支护、洞外边仰坡和浅埋段地表出现的异常情况，分析出现异常情况的原因，根据具体原因、问题的严重性向施工方、监理和业主汇报，并提出处理建议。
4）针对初期支护、洞外边仰坡和浅埋段地表出现的异常情况，开展跟踪监测，绘制空间分布图和时间发展曲线，预测发展趋势，及时预警。
4.2 周边收敛
（1）监测目的
隧道周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映，可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息。通过计算周边位移和预测最终位移值，为二次衬砌浇筑选择最佳时机；为隧道施工工艺、支护衬砌参数优化提供参考。
（2）量测方法
隧道周边位移采用数显收敛计进行量测，两次测量之差即为周壁两点在该时间间隔内收敛值。特殊情况下周边收敛也可通过全站仪测量后计算得到。
（3）测点布设与测试频率
1）测点布置：当金山隧道采用不同开挖方法时周边位移测点布置方案如下图所示。
CD法测线布置图台阶法或弧形导坑法测线布置图
全断面法测线布置图图
2）断面布置：Ⅴ级围岩小于20m；Ⅳ级围岩不大于25m；Ⅲ级及以上围岩小于40m。围岩变化处及渗水量较大时适当加密。
3）量测频率：量测频率根据位移发展速率和量测断面距离掌子面距离取最高频率。位移发展速率、量测断面距离掌子面距离与量测频率的关系如表1、表2。位移达到稳定标准后，停止观测；如发现异常情况，恢复每天观测1～2次；如位移持续大幅发展，根据工程具体情况，采用隧道位移实时监测系统实时监测。
表1 按位移速率确定周边位移和拱顶下沉的量测频率
位移速率（mm/d）量测频率
≥5 2～3次/d
1～5 1次/d
0.5～1 1次/（2～3）d
0.2～0.5 1次/3d
＜0.2 1次/（3～7）d
表2按距开挖面距离确定周边位移和拱顶下沉的量测频率
量测断面距开挖面（m）量测频率
（0～1）b 2次/d
（1～2）b 1次/d
（2～5）b 1次/（2～3）d
＞5b 1次/（3～7）d
注： b表示隧道开挖宽度。
（4）成果整理与分析
n n U U U ≤≤032n U U 320<1）每次观测后现场计算位移发展增量，出现异常情况，重新测量排除操作失误后立即报告相关部门。
2）每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算，绘制位移时间曲线和位移发展速率时间曲线，并应用回归分析和灰色预测等方法进行位移发展短、长期预测。
3）根据分析结果，判断隧道变形管理等级（如表1）、隧道允许变形量（如表2），出现非正常情况，立即向现场施工负责人和工程部报告。
4）当隧道周边收敛速度以及拱顶下沉速度明显下降，隧道周边位移收敛速度小于每天0.2mm 或拱顶下沉位移速度小于每天0.1mm ，隧道位移相对值已达到位移总量的80％以上时，向有工程部报送二次衬砌施作报告。
表1 围岩变形管理等级
管理等级
管理位移 施工状态 Ⅲ
可正常施工 Ⅱ
应加强支护 Ⅰ n U U >0
应采取特殊措施 注: 0U －实测变形值；n U －允许变形值。
表2 隧道周边允许相对收敛值(%)
埋深（m ）
围岩级别
<50 50～300 >300 Ⅲ
0.10～0.30 0.20～0.50 0.40～1.20 Ⅳ
0.15～0.50 0.40～1.20 0.80～2.00 Ⅴ 0.20～0.80 0.60～1.60 1.00～3.00
注: ①水平相对收敛值系指收敛位移累计值与两测点间距离之比；
②硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值；
③拱顶下沉允许值一般可按本表数值的0.5～1.0倍采用；
④本表所列数值在施工中可通过实测和资料积累作适当修正。
4.3 拱顶下沉
（1）监测目的
隧道拱顶下沉直观反映隧道围岩与支护结构的稳定性，通过拱顶下沉量测为隧道支护结构稳定性分析提供依据，为二次衬砌浇筑选择最佳时机；为隧道施工工艺、支护衬砌参数优化提供参考。
（2）量测方法
拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1～2mm。量测时用一把2～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。
（3）测点布设与测试频率
1）测点布置：拱顶下沉量测与周边收敛量测在同一量测断面内进行。
2）断面布置：Ⅴ级围岩小于20m；Ⅳ级围岩不大于25m；Ⅲ级及以上围岩小于40m。围岩变化处及渗水量较大时适当加密。
3）量测频率：量测频率与数据处理分析同隧道周边收敛。
4.4 地表下沉
（1）监测目的
通过量测，判断隧道开挖对洞口边仰坡、浅埋地面是否产生显著影响，分析该影响的范围、程度及其与隧道施工的时空关系，进而判断隧道施工的安全性和隧道施工对地面边仰坡的稳定性、地表建筑物的影响。
（2）监测方法
地表下沉采用精密水准仪和塔尺进行测量。测点布置如图1所示：在每
个横断面上，单洞隧道布置9～11个测点，两测点间的距离为2～5m，测点中间密，两侧稀。当隧道围岩条件特别差或者隧道上部有重要建筑物时，可根据情况加密测点。在监测范围以外3～4倍洞径处设水准基点，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测点的下沉量。
图1 地表下沉测点横断面布置示意图
（3）量测频率
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、下沉基本停止时为止。
1）量测断面间距：
地表下沉量测断面的间距
埋置深度 H 地表下沉量测断面的间距（m）
H>2B 20-50
B H 注： 1.无地表建筑物时取表内上限值；2. B表示隧道开挖宽度。 2）观测频率： 地表下沉测量频率 变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率 >10 (0-1)B 1～2次/d 10-5 (1-2)B 1次/d 5-1 (2-5)B 1次/2d <1 >5B 1次/1周 注： B表示隧道开挖宽度。 （4）成果整理与分析 1）每次观测后现场计算位移发展增量，出现异常情况，重新测量排除操作失误后立即报告相关部门。 2）每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算，绘制位移—时间曲线和位移发展速率—时间曲线，并应用函数拟合和灰色预测等方法进行位移发展短、长期预测。 3）绘制地表下沉横向分布曲线，分析隧道开挖对地表的影响范围和程度。 4）绘制地表下沉纵向分布曲线，分析隧道开挖在隧道轴线方向的影响范围及程度。 5）根据隧道开挖对地表的影响范围和程度，提出能够保证隧道施工安全的合理工艺参数、地表下沉控制措施等建议，上报有关部门。 5、数据分析与信息反馈 5.1 要求 （1）量测数据必须准确可靠 隧道开挖后其变形和应力变化较快，必须根据施工情况快速准确的进行量测，才能掌握围岩变化的第一手资料，为进一步的判断和监控提供准确的资料，高精度的仪器设备和高素质的专业技术人员是必要的保证。
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