一、       圍岩監控量測

圍岩監（jiān）控量測是實現（xiàn）上（shàng）述目（mù）標的關鍵，目前鐵道部所發行的與圍岩監控量測有（yǒu）關的文件（jiàn）有：

《鐵路隧（suì）道（dào）設計規範》

《鐵路隧道監控（kòng）量測技術規程》

《鐵路隧道鑽爆法施工工（gōng）序及作業（yè）指南》

《鐵路隧道噴錨構（gòu）築法技術（shù）規範》

因為（wéi）這些規範均存在不完善的缺陷，所以實際應用中（zhōng）應綜（zōng）合使用。下麵按照施工程序分別解讀。

1.       監測項目

監測項目（mù）分為必測項目和選測項目，滿足施工需要的是必測項目，包括：

（1）洞內（nèi）、外觀察

洞內觀察圍岩吊塊（kuài）規模、頻率，節理、裂隙發展變化以（yǐ）及噴射混凝土開裂情（qíng）況，其中特別注意縱向裂縫和斜交（jiāo）裂縫，除了眼觀之外，應配合儀器（qì）測量，裂縫（féng）隻有發展狀態（tài）的才（cái）是（shì）不安（ān）全的；

（2）拱頂下沉

拱頂下沉量（liàng）由兩部分組成：一是拱部支護整體下（xià）沉，而是（shì）拱部局部變形下（xià）沉，要區分（fèn）兩種數據，須結合拱腳的量（liàng）測結果；

（3）淨空變化

對淨空變化的量測，傳統隻測水平位移，這主要受（shòu）到接觸式量測儀器的限製，不能全麵、真實地反映（yìng）實際圍岩變化，全站儀測量具備測量水平以及豎向位移（yí）的條件，結合拱頂下稱（chēng），可（kě）區分局部變形和整體下沉兩種情況；

（4）地表沉降

地表下沉監測項目在淺埋地段以及由於隧道施工（gōng）造成地下水位變化而可能引發的地麵建築物沉降地段（duàn）開展，在山嶺，若地麵沒有建（jiàn）築（zhù）物，則以洞內監測為主。

2.  測量儀器

《鐵路隧道監控量測技術規（guī）程》之4.2.2及《鐵路（lù）隧（suì）道鑽爆法施工工（gōng）序及作業指南》之10.2.1明確可采用接觸（chù）式和非（fēi）接觸式量測，非接觸式量（liàng）測儀器為全站儀，由（yóu）於目前隧道開（kāi）挖均采取大斷麵，所（suǒ）以，接觸式量測受到很大限製，故采用非接觸式。

3.  量測斷（duàn）麵間距

《鐵路隧道監控量測技術規（guī）程》之4.3.2規定必測項目監（jiān）控（kòng）量測斷麵間距（jù）

表4.3.2           規定必測項目監控（kòng）量測斷麵間距

Ⅱ級圍岩視具體情況（kuàng）確定間距。

實（shí）踐證明，對（duì）於Ⅳ～Ⅵ級圍岩，其90%以（yǐ）上的變形發生在1B      （B為隧道開挖寬度），對於單（dān）線隧道，開挖寬度約為（wéi）7m，對於雙線隧道開挖寬度約為14m，所以，按（àn）照（zhào）5～10m的間距布置斷麵，就有可能（néng）在某1B     範（fàn）圍無測點，所（suǒ）以，實際實施應按照隧道進尺來確定，危險地段，每一循環必（bì）須布（bù）置測點（diǎn）；一般情況按照進尺的2～3倍布置測點。

4.  操作要點

《鐵路隧（suì）道（dào）鑽爆（bào）法（fǎ）施工工序及作業指南》之10.3.4對初測的（de）規（guī）定：

（1）各測點應距開挖麵2m的範（fàn）圍內盡（jìn）快完成；

（2）開挖後（hòu）12h內取得初讀數；

（3）必須在下一循環開挖前完成。

5.  監控量測頻率

《鐵路隧道監控（kòng）量測（cè）技術規（guī）程》之（zhī）4.4.1規定

必測項目的（de）監控量測頻率應根（gēn）據  測點距開挖麵的距離（lí） 及 位移速度分別按表4.4.4-1和表4.4.4-2確定。由位移（yí）速度（dù）決定的監控量測頻率和由距開挖麵（miàn）的距（jù）離決（jué）定的（de）監控（kòng）量測頻率之中，原則上采用較高（gāo）的頻率值。出現異常情況（kuàng）或不良地質時，應增大監控量測頻率。

表4.4.4-1     按距開挖麵距離確定的監控量測頻率

表4.4.4-2       按位移速度（dù）確（què）定的監控量測頻率

注：B為隧道開挖寬度

空間效應理論以及（jí）實踐證明，隧道圍岩應力釋放絕大部分在3B範圍內（nèi）完（wán）成，多次“關門”塌方證明，1B範圍內，由於掌子麵的支撐作用（yòng），即使支護質量很差（chà），也可表現為穩定狀態，最危險範圍、也是“關（guān）門”塌方的部位為2～3B，所以，應將2～3B作為監控量測（cè）的重中之重；當位移速度≥5mm/d時，尚有三（sān）種情況：

①測量誤差；

②馬口開挖或爆破等原因造成的突（tū）變（biàn）；

③圍（wéi）岩不穩定。

上述前兩種（zhǒng）情況，表現為位（wèi）移加速度時+時-，這是安（ān）全的，實際操作要點是：當發現位移速度≥5mm/d時，應在1～2h測（cè）第二組（zǔ）數據，並同時觀察圍岩、支護外觀，連續（xù）測3次以上，如果（guǒ）連續測3次後（hòu），表現為加速度≥0mm/d2,則應固定測站，按照1次/0.5～2h的頻率連續監測。

《關於進一步明確軟弱圍岩及不良地質鐵路隧道設（shè）計施工（gōng）有（yǒu）關技術規定（dìng）的通知》鐵建設【2010】120號之五、監控量測規定：

12、隧（suì）道監控量測應按（àn）現行《鐵（tiě）路隧道監控量測（cè）技術規程》（TB10121-2007）的規定建立等級管理（lǐ）、信息反（fǎn）饋和報告製度。

13、隧道監控量測應作為關鍵工序納入現場施工組織（zhī）。監控量測必須設置專職人員並經培訓後上崗。對周邊建築物可能產生嚴重影響的城市鐵路隧道，應實（shí）施第三方監測。

14、隧道拱頂下沉和淨空變化的量測斷（duàn）麵間距：Ⅳ級圍岩不得大於10m、Ⅴ級圍岩不得（dé）大於5m。

15、隧道淺埋、下穿建築物地段，地表必須設置監測網（wǎng）點並實施監（jiān）測。

16、當拱頂下沉、水平（píng）收斂速率達5mm/d或位移累計達100mm時，應暫（zàn）停掘進，並及時分析原因，采取處理措施。

17、當采（cǎi）用接觸量測時，測點掛鉤應做成閉合三角形，保證牢固不變形。

其（qí）中“16、當拱頂下沉、水（shuǐ）平收斂（liǎn）速率達5mm/d”即是根據表4.4.4-2中所規定（dìng）的最大位移速度5mm/d而（ér）定。這個規定容易造成一種理解：隻要以5mm/d的標準控製位移速度，就不會（huì）出現＞5mm/d速（sù）度的情況，實際上目前的量測手段作不到連續監測，就有可能在（zài）不知情的情況下（xià）位移速度已（yǐ）＞5mm/d；二是支護變形有突變的現象，這也有可能出現＞5mm/d情況；施工措施也不是一蹴而就的，即使從發現（xiàn）位移速度＜5mm/d時即開始處理，處理（lǐ）過程中（zhōng）位（wèi）移速度也可能＞5mm/d。所以，以5mm/d作為位移速度的控製極（jí）限是欠妥的。

其中（zhōng）“17、當采用接觸量測（cè）時，測點掛鉤應做成閉合三角形，保證牢固不變形。”也（yě）不是該文件單獨（dú）提出，而是引用《鐵路隧道監控量測技術規程》之條文說明：

“5. 3. 3拱頂下沉量測同位移變化量（liàng）測一樣，都是（shì）隧道監控量測（cè）的必測項目，最能直接反映圍岩和初期支護的工作狀（zhuàng）態。目前拱頂下沉量測大多數采用精（jīng）密水準儀和（hé）銦鋼掛尺等。拱頂下沉監控量測（cè）測點的埋設，一般（bān）在隧道拱頂軸線處設1個（gè）帶（dài）鉤（gōu）的測（cè）樁(為了保證量測精（jīng）度，常常在左右各增加一個（gè）測點，即埋設三個測點)，吊掛銦鋼掛尺，用精密水準儀量測隧道拱頂絕對下沉量。可用φ6 mm鋼（gāng）筋彎成三角形鉤，用砂漿固定在圍岩或混（hún）凝土表層。測（cè）點的大小要（yào）適中。過小，測量時不易找到;過大，爆破易被破壞。支護（hù）結構施工時要注（zhù）意保（bǎo）護測點，一旦發現測點被埋掉（diào），要盡快重新設置，以保（bǎo）證數據不中斷。拱頂下沉量測示意（yì）圖如說明圖5. 3. 3 。”

6.  監控量（liàng）測（cè）控製基準

《鐵路隧道監控量測技術規程》之4.5監控量測控製基準以及《鐵路隧道設計規範（fàn）》之附錄F 隧道初期支護極限相對位移（yí）和穩定性判別方法 均體現的是以圍岩位移（yí）位（wèi）移據作為穩定性判別的唯一依據。其中：

F.0.1 隧道穩（wěn）定性可根據隧道施工實測位移U、隧道（dào）極限位（wèi）移U0進行判別。當U≤U0時，隧道穩定（dìng）；當U＞U0時，隧道不穩定（dìng）。

F.0.2 單線隧道初（chū）期支護極限相對位移，可按表（biǎo）F.0.2確（què）定。

雙線F.0.3 雙（shuāng）線隧道初期支護極限相對位移，可按表（biǎo）F.0.3確定。

以（yǐ）上規定與（yǔ）《鐵路隧（suì）道監控量測技術規程》之4.5.2-1和4.5.2-2規定一致（zhì）。

《鐵路隧道監控量（liàng）測技術規程》之（zhī）

4.5.3 位移控製基準（zhǔn）應根據測點距（jù）開挖麵的距離，由初期（qī）支護極限相對位移按表4.5.3要求確定。

表4.5.3                   位移控製基準

4.5.4 根據位移控製基準，可按（àn）表4.5.4分（fèn）為三個管理等級。

表（biǎo）4.5.4                   位移管理等級（jí）

注：U為實測位移值（zhí）。

上述規（guī）定以位移作為控製基準，這個規（guī）定容易造成（chéng）這樣的理解：隻要按規定（dìng）控製位移總值，就可以保證隧道安（ān）全，實（shí）際上在（zài）現場，包括建設單位的高級領導、監理單位等都是這麽執行的，這是沒有深（shēn）刻理解“新奧法”原（yuán）理以及圍岩變形特（tè）性的結果、沒有認真研究（jiū）規（guī）範的結果，且看《鐵路隧道設計規範》之（zhī）附錄F 隧道初期支護極限相對位移和穩定性判別方（fāng）法 之F.0.4 隧道穩定性還可結合（hé）現（xiàn）場（chǎng）觀測和位移發展變化規律,依據下述項（xiàng）目作出判別：

1隧道開挖工作麵狀態及支護（hù）狀態（tài）觀測（cè）結果；

2位移速度（dù）；

3位移速度的變化率。

這個規定是符合客觀規（guī）律的，而《鐵路隧道監控（kòng）量測技術（shù）規（guī）程》關於位移的（de）控製標準在條文（wén）說（shuō）明：

“4.5.2 中有三車道公路隧道模型試驗表（biǎo）明，當隧道埋深在250 m左右時，隧洞周邊允許位移相對值為:對於（yú）Ⅲ級（jí）圍岩，拱（gǒng）頂為0. 27%，水平為0. 13%;對於Ⅳ級圍岩，拱頂為0. 46%，水平為0. 12%;對於V級（jí）圍岩，拱頂（dǐng）為0. 60%，水平為0. 10%。”以及

“4. 5. 3研究表明，在距工作（zuò）麵 1B和2B處的位移值分別占規定的允（yǔn）許位移量（liàng）的65%和90%左右，距（jù）開挖麵較遠（yuǎn）時圍岩和初期支護變形基本穩定。按表4.5.3所確定的控製基準使隧道開挖的每個階（jiē）段都有相應（yīng）的位移控（kòng）製基準與（yǔ）之相適應（yīng）。”

可以看出，《鐵路隧道監控量測技術規程》的位移基準值是通過實驗室模擬實驗以及理論研究得出的，所謂理論就是《彈性（xìng）力學》，其（qí）中一個基本（běn）假設是（shì）材料的彈塑性，實（shí）驗室（shì）的材料也是彈（dàn）塑性的，這（zhè）與現場（chǎng）有著巨大差別，鐵科院西南院王建宇老院長以及中（zhōng）國礦業大學的董芳庭教授通過（guò）現場（chǎng）實測發現，圍（wéi）岩變形（xíng）主要是碎脹變形，彈性變形隻占一小部分，現場時間也證明，變形達100cm也未出現垮塌，所以，按（àn）照（zhào）位（wèi）移標準作為支護安全的判（pàn）別標準（zhǔn）是十分錯誤的，這就人為製造了一個安全隱患。

實（shí）質上，表中規定的（de）位移（yí）限值為《規範》規定的最（zuì）大預留變形量的2/3。

二、       初期支護穩定性（xìng）判別方法

由《鐵路隧道設計規（guī）範》之附錄F 隧道初期支護極（jí）限相對位移和穩定性判別方法 之F.0.4和 F.0.7來確定。

F.0.4隧道穩定性還可結合現（xiàn）場觀測和位移發展變化規律,依（yī）據下述項目作出判別：

1隧道開挖工作麵狀態及支護（hù）狀態觀測（cè）結果；

2位移（yí）速度；

3位移速度（dù）的變化率。

F.0.7當出現下列失穩先兆時應加強支護或盡快施作（zuò）二次襯砌：

1局（jú）部石塊坍（tān）塌或層狀劈裂、噴混凝土（tǔ）層的大量開裂；

2累計位移量（liàng）已達到極限位移的2/3，且仍未發（fā）現（xiàn）隧道周邊位移速度有明顯減緩的趨勢；

3每日的位移量大於極限位移的10%；

4洞室變（biàn）形（xíng）的異常加（jiā）速，即（jí）在（zài）無施工幹擾時的變形（xíng）速率加大。

《鐵路隧（suì）道噴錨構築法技術規範》TB10108-2002之6.3.3規定“根據位移變化速度，當拱腳水平相對淨空變化速度大於10～20mm/d時（shí），表（biǎo）明圍岩處於急劇變形狀態”；日本“新奧法”指南規定位移極限速度為20mm/d；對於雙線鐵路隧道，支護穩定判別標準根據最大容許變形（xíng）量確定為：

支（zhī）護穩定性判別標準（zhǔn）

三、       圍岩監控量測管（guǎn）理基準（zhǔn）

隧道圍岩量測管理基準

注：

1、穩定性判別要綜合位移（yí）速度以及加速率（lǜ）綜（zōng）合確（què）定（dìng），當實測（cè）位移速度達到上述限值時，要考察加速率，如果連續監測3次以上，加速率≥0，則立即采（cǎi）取（qǔ）措施；

2、一般情況下，在位移速度＜20mm/d的情況下，均可有時（shí）間采取施工（gōng）措施控製圍岩（yán）、支護變形；

3、當移速度≥20mm/d時，應將施工人員撤離工作麵，在安全的地方設置測站進行監測，當連續監（jiān）測3次以上（shàng）加速率＜0mm/d2時，可以采取（qǔ）逐步推（tuī）進加固的安（ān）全措施來加強支護；反之，當連續監測3次以上加速率≥0mm/d2時，則嚴禁將作業人員（yuán）派往（wǎng）工（gōng）作麵。