关于隧道拱顶沉降变形监测测量的方法
关于隧道拱顶下沉监测方法的探讨
准 系统 主 点 开 始 按 二 等 水 准 测 量 的 精 度 用 不 低 于 ±
１ ｒ／ ｉ 的水准仪再次 测出钢 球底标高 Ｈ． ，则每个 ｕ ｔｎｋ ｎ
钢球 的下 沉量 （ 即钢球位置 的隧道 拱顶 下沉量）△Ｈｉ ： 为
△Ｈ； Ｈ ＝ 一 Ｈ； （） １
专题研 究
ｌｃ ｚ
刘团结
李建新
－ ， － ／ 南省煤层气 开发 利用有限公 司 郑 州市规划勘测 设计研究院
【 摘 要 】 在介 绍隧道 内监 测基 准点 、工作 基点和 监测点的建立 方 法的基础上 ，说 明 了精 密水 准测量 方法和三 角 高 程 测 量 法 的 原 理 ， 重 点 讨 论 了隧 道 变形 自功 监 测 系统 的应 用 。 【 关键 词】 隧道施工测量 ；隧道拱 顶下沉监测 ； 变形 监测 系统
［ ｓｒ ｃ 】 Ｔ ｎｕｅ ｈ ａ ｔ ｏ ｎ ｅ ｃｎｔ ｃ ｏ ，ｎｒｄ ｃｄ ｈ ｓ ｂｉ ｆ ｔ ｄｒ ｅｃ ｍａ ｓｓ ｔ ｎ ｎ ｎ Ａｂ ｔａ ｔ ｏｅｓｒ ｔｅ ｆ ｙ ｆｕ ｎ ｌｏ ｓ ｕｔ ｎ Ｉｔ ｕｅ ｅ ｔ ｌ ｈ ａ ａｄ ｎｈ ｒ ，ａ ｏ ｓ ｄｍｏ ｉ ｓｅ ｔ ｒ ｉ ｏ ｔ ｅａ ｓｏｓｎ ｂ ｋ ｔｉ ａ —
引 言
变形 监 测任 隧道施 工 中对 于 防止塌 方和 安 全施 工 起着重 要作用 。 隧道 施工 的现场监 测 内容 主要有地 质及 支护状况 、闰边位 移 、拱 顶下沉 、地 表下 沉 、围岩 内部 位移 、围岩 压力 、两层支 护问压 力 、钢支撑 内外 力 、支 护及衬砌 内应 力、 面应 力 、 表 裂缝 、 锚杆 内力和抗拔 、 围岩 弹性 波等 。 本文仅 对隧道 的拱 顶下沉监 测方法进 行
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析对于隧道施工而言，如何有效的“防塌”是整个地铁隧道施工的技术难点所在，而其中在现场监测中有一项最重要的内容就是对拱顶下沉值进行监测，并通过有效的掌握，保证施工作业和以后交付使用的平安性。
大量的试验讨论和实践阅历表明，地铁隧道拱顶的下沉过程及其下沉值将直接影响着隧道的支护设计和地层掌握，本文就监测基准点的建立，及几种拱顶下沉值监测方法进行简洁的分析。
一、监测基准点及其建立依据实践阅历，我们可以将监测基准点的建立相关问题归结为以下几个方面：1、从距离的角度上看，监测基准点的位置与开挖隧道的直线距离应当掌握在500～1000m之间，监测基准点应由3个水准点构成，而且3者之间的距离不能太远。
3个水准点在设置上有主辅之分，其中1个水准点设置为主点，另外的2个水准点设置为辅点，这一做法的目的在于借助于水准点的设置保证并检核基准系统的稳定性与牢靠性。
2、从稳定性角度上看，3个水准点必需设置在地质结构稳定的地方，而且都应当设置特制而成的钢筋混凝土墩式的标志，3者连成闭合的水准路线，3者之间的高差应借助高精度水准仪（不低于）来回进行测量，并严格掌握。
3、实践表明，工作基点的选择与监测点的分布有关，通常状况下布置于观测断面的四周，在实践中，应定期保证工作基点与隧道外的水准基准点进行联测作业。
4、变形监测点应结合工程的实际，在隧道的拱顶匀称地布置，通常不同的施工实际，其布置方法也有所差异：（1）假如是小断面隧道，其设布置方法是：一旦施工的工作面进行开挖之后，初期支护立即实施，同时在拱顶锚杆的外端每隔肯定距离焊接特制的不锈钢球对变形点进行标志，通过对不锈钢球下沉的监测来反映拱顶的下沉，从实践的阅历来看，在钢球的设置上，其底部应比二次衬砌混凝土的外表面略微高一些，为了便于监测结果的记录和统计，钢球还需要编号。
（2）假如是拱顶较高的隧道，这一实际状况导致了立水准尺或放置棱镜使用受到了严峻的局限性，为此，在实际施工过程中，必需事先借助于锚杆将监测点打入岩体，在锚杆的端部焊接一个小钢板，并将反光片贴在上面，保证全站仪测距的便利性；除了焊接一个小钢板以外，锚杆的端部还需要设计吊钩，方面钢尺的悬挂和水准仪作业。
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析
地铁隧道施工拱顶下沉值监测方法分析【摘要】随着隧道工程的增加，从保障隧道施工的安全性出发，必须掌握隧道整体即时的稳定状态，因此进行隧道拱顶下沉监测显得尤为重要，本文首先简单介绍隧道内监测基准点的建立方法，接着就几种采用的测量方法进行分析，望能对工程实践起到一定的作用。
【关键词】隧道；拱顶下沉；监测；基准点；监测方法对于隧道施工而言，如何有效的“防塌”是整个地铁隧道施工的技术难点所在，而其中在现场监测中有一项最重要的内容就是对拱顶下沉值进行监测，并通过有效的控制，保证施工作业和以后交付使用的安全性。
大量的实验研究和实践经验表明，地铁隧道拱顶的下沉过程及其下沉值将直接影响着隧道的支护设计和地层控制，本文就监测基准点的建立，及几种拱顶下沉值监测方法进行简单的分析。
一、监测基准点及其建立根据实践经验，我们可以将监测基准点的建立相关问题归结为以下几个方面：1、从距离的角度上看，监测基准点的位置与开挖隧道的直线距离应该控制在500～1000m之间，监测基准点应由3个水准点构成，而且3者之间的距离不能太远。
3个水准点在设置上有主辅之分，其中1个水准点设置为主点，另外的2个水准点设置为辅点，这一做法的目的在于借助于水准点的设置保证并检核基准系统的稳定性与可靠性。
2、从稳定性角度上看，3个水准点必须设置在地质结构稳定的地方，而且都应该设置特制而成的钢筋混凝土墩式的标志，3者连成闭合的水准路线，3者之间的高差应借助高精度水准仪（不低于）往返进行测量，并严格控制。
3、实践表明，工作基点的选择与监测点的分布有关，通常情况下布置于观测断面的附近，在实践中，应定期保证工作基点与隧道外的水准基准点进行联测作业。
4、变形监测点应结合工程的实际，在隧道的拱顶均匀地布置，通常不同的施工实际，其布置方法也有所差异：（1）如果是小断面隧道，其设布置方法是：一旦施工的工作面进行开挖之后，初期支护立刻实施，同时在拱顶锚杆的外端每隔一定距离焊接特制的不锈钢球对变形点进行标志，通过对不锈钢球下沉的监测来反映拱顶的下沉，从实践的经验来看，在钢球的设置上，其底部应比二次衬砌混凝土的外表面略微高一些，为了便于监测结果的记录和统计，钢球还需要编号。
浅埋暗挖隧道施工中的沉降监控测量
程的发展和施工 ，如果地面 的沉 降出现意外 ，将会对工程
的 发 展 造 成 严 重 的损 失 ，只 有 对 施 工 进 行 监 控 测 量 才 能 够
有效的保障工程的正常施工。
一
、
浅埋暗挖施工监控测量
浅 埋 暗 挖 隧 道 在 施 工 的过 程 中 ， 不 可 避 免 地 会 对 地 面 造 成 扰 动 进 而 引起 地 面 的 变形 和 沉 降 ， 如 果 其 变 形 超 过 限 度 将 会 影 响地 面 建 筑 的 安 全 。 所 以 进 行 地 面 的 监 控 测 量 至
在 浅埋暗挖工程进行开挖之后 ，围岩的受力情况很容
易 影 响 到地 面 的 稳 定 ，而 且 容 易 使 得 地 面 变 形 进 而 产 生 沉
降。所 以要严格 保证对地面状况的监控和测量 ，才能够有 效 的保证地面建筑 的安全 ，才能够 有效地保证隧道工程的 稳定施工。 在 这个过程 中要注意三个方面的问题 ，首先 ，对于基 点 的铺设应该严格 的按 照施工的要求进行 ，同时需要注意
它们 都 是应 测 项 目的 内容 。 对 于 选 测 的项 目，相 对 于 应 测
工方法也得到 了巨大的发展 ，而浅埋暗挖隧道施工就是 其 中一项重要的隧道工程施工 方法 ，其对于我 国的现 代化 建
设 与 经 济 建 设 的 发 展 起 着 重 要 的作 用 。所 以 ，对 于 浅 埋 暗 挖隧道的施工来说 ，施工 中的沉 降监控测量 关系到整个工
准确 的检测量控 。 比如 ，对工程 中的水平位移监测和围岩
进行设置 的过程 中至 少要埋设 两个基点 以保证 这两个基点
压力 的检测要 区别使用监测工具 ，这样 才能够在工程施工
三角形面积法求隧道拱顶沉降的最优监测精度布设方案
收稿 日期 ：２０１５—１２—１８；修 回日期 ：２０１６—０２—１９ 作者简介 ：杨 浩（１９５７一 ），男 ，河南孟 津人 ，１９９６年毕业于郑州解 放军总参谋部测绘学 院 ，工程测 量与地籍管理专 业 ，本科 ，高级工 程师 ，主要从 事航 空摄影测量与工程测量以及计算机软件研 发工作 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃａｎｙｉｎｅ＠１６３．ｃｏｍ。
第 ３６卷 第 ７期 ２０１６年 ７月
隧 笾 艇 便 Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖ０】．３６ Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ ２０１６
三 角 形 面 积 法 求 隧 道 拱 顶 沉 降 的最 优 监测 精 度布 设 方 案
杨 浩
（黄 河勘 测规 划设 计有 限公 司 ，河 南 郑 州 ４５０００３）
摘要 ：使 用收敛计的三角形面积法对隧道拱顶进行沉 降监测是 目前 较为经济且能实现 高精度变形监 测 的一种 重要方法 ，为 了充 分
发挥这种方法 的优势 ，对该监测方法进行 了全 面地数学 分析 ，通过对沉 降中误差 函数求极值 ，以发现其在 隧道监测 断面上布设最 优
三 角形 的方 案 ，在监测设备一定 的情况下 ，采用最优三角形布设方案 ，即把三角形的底边长布设成是腰长 的 １．３６２ ５倍时 ，能得到最
Ｏｐｔｉｍ ａｌ Ｌａｙｏｕｔ ｏｆ Ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ Ｔｕｎｎｅｌ Ｃｒｏｗｎ Ｓｅｔｔｌｅｍ ｅｎｔ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ａｒｅａ Ｍ ｅｔｈｏｄ
ＹＡＮＧ Ｈ ａｏ
（Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈ是 均 匀 发生 的 ，三 角形 面积 法 的隧道 拱顶 沉 降监测 是基 于 随机介 质理论 的。
铁路隧道拱顶下沉监测与数据探究
铁路隧道拱顶下沉监测与数据探究0引言隧道監控量测贯穿于整个隧道施工过程中，是一项非常重要的工作。
监测的目的主要包括：保证施工安全；预测施工引起的地表变形；验证支护结构设计，指导施工；总结工程经验，提高设计、施工技术水平。
隧道拱顶下沉是隧道工程应进行的日常监控量测的必测项目。
本文以新歌乐山隧道地表沉降为例，阐述了监测项目现场操作具体过程、数据获取及处理方法。
1.新歌乐山隧道工程概况新歌乐山隧道属新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程，位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约25～50m，设计时速120km/h。
隧道进口里程K1106+280，出口里程K1108+547，全长2267m。
隧道进出口为浅埋段，洞顶覆盖层仅4～8m，出口洞顶及周边有大量民房，且下穿公路，出口段约300m采用非爆破法开挖。
不良地质有岩溶、煤窑采空区、富水软弱围岩，特殊岩土为盐溶角砾岩及石膏。
施工难度极大，安全风险高，为极高风险隧道，如图1所示。
图1 新歌乐山隧道现场图图2拱顶下沉点布置示意图2.拱顶下沉crown settlement随着隧道开挖，在围岩自重、爆破震动等因素影响下，隧道拱顶绝对高程降低称为拱顶下沉。
拱顶下沉量测属位移量测，对于特殊地质段地层和浅埋段地层，此项量测比收敛值量测更为重要，其量测数据是判断支护效果，指导施工工序，保证施工质量和安全的最基本的资料。
3.监控量测方案设计监控量测贯穿在整个施工过程中，必须在隧道施工做好方案设计，在施工开始后根据现场情况做出细微调整。
新歌乐山隧道的设计是由中铁第二设计院完成，严格按照工程测量规范（GB/5026-2007）、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）和铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）等国家标准前提下制定了详细方案。
3.1测点布设拱顶下沉仅需隧道中线顶端绝对高程的变化量，一般而言，拱顶下沉监测可与周边位移监测同时进行。
因此，按照断面间距10m布设监控点，并将拱顶监测点布设成挂钩、反光贴片，如图2中G点所示。
分析隧道施工引起地表沉降及变形的原因及其测量方法赵子龙
分析隧道施工引起地表沉降及变形的原因及其测量方法赵子龙发布时间：2021-09-17T05:37:32.394Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：赵子龙[导读] 隧道施工时，往往伴随地表沉降和变形问题的出现，这样的问题需要施工方重点关注，如果解决不好，会严重影响隧道周边地面建筑和地下设施的正常运行，影响隧道的正常施工。
广东冠粤路桥有限公司广东广州 510000摘要：隧道施工时，往往伴随地表沉降和变形问题的出现，这样的问题需要施工方重点关注，如果解决不好，会严重影响隧道周边地面建筑和地下设施的正常运行，影响隧道的正常施工。
所以，对地表沉降及变形测量变得不可或缺。
本文以假设车辆限速为100km/h 的隧道施工建设为例，先分析导致隧道施工引起地表沉降及变形的存在问题、原因和控制方法等，重点探讨隧道施工引起地表沉降及变形的测量方法，结合测量结果，得出可靠的结论。
关键词：隧道施工；地表沉降；地表变形；测量方法1 前言隧道施工时，地表沉降和变形问题一直受到施工队和项目方的关注。
开挖施工过程中容易扰动周边土体，破坏土体结构，导致地层不同类型的变形。
有些浅埋隧道因为和地表距离近，所以地层变形时地表也会受到影响。
有些隧道深度较浅，隧道施工时，地层变形太严重会导致隧道坍塌，或者造成地表坍塌，这样会影响隧道的正常施工。
出现这种问题，若施工人员不能及时用正确的方法处理，在以后的运营工作中很容易产生安全隐患。
所以，密切监测隧道施工的地表沉降和变形具有重要意义。
通过研究地表沉降和变形规律，不断总结和完善，充分发挥监测结果和变形规律的作用，推动隧道施工行业的顺利开展。
目前，有学者对隧道施工开展了很多研究，学者根据浅埋暗挖隧道项目施工的特征，对隧道展开了很多监测工作。
根据测量结果，得出隧道开挖过程中涉及的时空范围和控制地表沉降、变形的有效方法。
有学者通过随机介质法理论和预测系统，分析隧道施工造成的地表沉降及变形规律，得出了大断面隧道开挖产生的地表沉降及变形测量方法。
研究隧道拱顶下沉测量的新方法
研究隧道拱顶下沉测量的新方法一、工程概况一xx站概况一xx站为xx地铁六号线第9个车站，周边商业繁华，建筑物密集，且多为20世纪40年代修建的骑楼，基础为木头桩，大多已经朽烂。
车站站台分为左右线两条暗挖隧道，中部通过4条联络通道连接。
施工时通过右线施工竖井下到作业面，采用台阶法钻爆施工。
制图：刘铁民时间：07年11月10日工程特点一xx车站毗邻珠江，隧道开挖断面的微风化泥质粉砂岩裂隙发育，且隧道工作面在地下26米深处。
因此隧道内的作业环境存在温度高，湿度高，且滴水较为严重的特点，所以部分最新的电子测量手段无法适用。
隧道根据新奥法施工的原理，必需及时有效的收集监测数据，尤其是隧道内的拱顶下沉数据，为隧道施工的安全以及工程的设计变更提供有力的保障。
一xx站隧道初支施做后的高度为8.67米（标准断面），9.84米（扩大断面），按照传统监测方法，需要将皮尺顶端挂环挂到这个高度，这个问题不易解决。
一xx站隧道初支施做完毕后，隧道内的拱顶下沉点将多达30个，监测工作量十分大。
监测方式及目的隧道内拱顶下沉，传统方法为将皮尺挂环挂到拱顶下沉测量钩上，利用水准仪，测量高程来得到拱顶高程数值。
此种方法将皮尺挂环挂上监测钩这一步骤耗时太长，24个监测点，耗时接近4个小时，效率低。
拱顶下沉数值的作用在于当拱顶下沉变化速率较快时，有可能隧道施工就面临着拱顶坍塌的危险。
当拱顶下沉累计量过大时，则需要更改隧道初支支护参数来加强支护，保证后期施工安全。
因此监测数据要求及时，准确。
二、QC小组简介小组成员名单三、选择课题由于以下四点原因，我们选择以研究隧道拱顶下沉测量的新方法为课题。
第一及时，准确的确定隧道拱顶下沉值关系到隧道施工及上部各建筑物的安全。
第二传统方法测量效率低，需要监测仪器多，需要提高效率。
第三隧道施工环境复杂，影响因素多，需要提高自身的适应性。
第四测量基本原则要求必需准确。
四、设定课题目标小组将提高拱顶下沉监测效率，及时提供有效监测数据设定为课题目标。
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关于隧道拱顶沉降变形监测测量的方法
摘要：为了保障隧道的安全施工，及时掌握隧道整体的稳定情况，需要进行隧
道拱顶下沉监测，它是保证不出现塌方事故的一个重要手段。
变形监测方法也在
不断的改进和优化，这里就介绍下一种新的方法和完整的隧道拱顶沉降的流程。
关键词：隧道变形监测点
一、点位的布设
点位分为基准点和监测点两种：
1、基准点的布设
一般基准点布设2个以上，方便日后复测检查。
1）基准点的选址
起算点的稳定性直接关系到沉降测量的成果，在监测工作中，施工及运营期
间对这些基准点进行保护，作为本工程长期变形监测的基准。
水准基准点位置的
选择应符合下列规定：
基准点应避开交通干道主路、地下管线、河岸、滑坡地段以及其它可能使标
志易遭腐蚀和破坏的地方，应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的
地方。
2）基准点的埋设
首先在选址的位置挖孔，孔深约0.5米，在孔内埋设Φ20mm长钢筋，，用
混凝土浇筑加固，并刻画点号。
2、监测点的布设
一般情况下，观测隧道断面监测点的布设应符合下列规定：
（1）隧道内一般地段沉降观测面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面。
地
应力较大、断层破碎带等不良和复杂地质区段适当加密布设；
（2）洞门明洞交界处、明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个观测断面，观测断面分别位于洞门明洞交界处、明暗交界处、围岩变化段及变
形缝位置5m；
（3）隧道内地段观测断面的布设应根据地质级别确定；
（4）隧道洞口若有基础换填段落，该段落内至少布设一个观测断面；
（5）隧道工程完工后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点；
（6）隧道的进出口进行地基处理的地段，从洞口每25米布设一个断面。
常规隧道沉降变形监测的方法是，降水准尺倒立于监测点上进行测量，但这
样存在以下问题：
1）隧道里环境较差、光线较暗，因此观测时间较长，效率低；
2）监测点易损坏，人员必须用力过猛顶住水准尺，可能会造成监测点松动，从而影响精度；
3）立尺员不能保证水准尺处于垂直稳定状态。
由于水准尺不但长，而且重，加上倒置水准尺，水泡无法保持居中。
为了防止以上不利情况出现，因此想到一个更好的方法，那就是采用钩型爆
炸螺丝做为监测点，然后加工水准尺，使其能悬挂在钩子上。
具体做法如下：通过钻机在隧道拱顶处进行钻孔，然后打入爆炸螺丝，拧紧后，再用水泥浆
进行密实；另对水准尺进行加工，在尺的顶部固定螺栓，使水准尺可以悬挂在勾
型爆炸螺丝上。
采取这样的方法，一方面解决监测点易损坏和观测效率低的问题；另一方面也解决了由于人员倒立扶尺不垂直的弊端。
勾型爆炸螺丝如图1：
图1
二、隧道精度等级和限差要求
按规范要求，监测基准网的等级为二等，高程值精确到0.1mm。
垂直位移基准网采用徕
卡数字水准仪DNA03配合数码铟瓦尺进行观测，水准仪DNA03每公里偶然中误差0.3mm。
为使监测资料的方便使用，监测基准网的坐标、高程系统与施工坐标高程系统一致。
注：n为测站数。
三、外业水准测量步骤
以二等水准测量为例，水准仪应当处于检定合格期间，并且I角<15’。
（1）安置水准仪
保持测站至前、后视立尺点的距离，尽量让量距相等，开始摆脚架、安置水准仪。
整平水准仪，先使圆水准泡居中，有些水准仪还有自动安平按钮，观测之前，要先按一下，保证自动安平正常使用。
（2）将后尺立于基准点之上，前尺正面挂在勾子上。
（3）观测顺序
往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的
观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后。
（4）转站
当一个测站完成测量之后，将后尺挂于下一个钩子之上，前尺转一面挂在勾子上，重复
进行这一步，直到完成整条隧道监测点测量，一般采用闭合导线回到起算基准点。
（5）记录
当闭合到起算基准点后，检测闭合差是否在规定范围，最后一定要记录和保存数据，防
止丢失。
四、监测频率
监测分为三个阶段：
1、前期阶段
按每隔2天监测一次，如果变形较大，则1天一次甚至更短。
2、中期阶段
若变形量不大，则按每一周一次进行监测。
3、后期阶段
隧道变形稳定，则一月进行一次。
五、内业处理及成果报告
这里仪徕卡DNA03型号电子精密水准仪为例：
1）外业观测后，通过软件进行高程平差处理，得出基准点高程、监测点高程。
（注意：
基准点要从甲方提供的已知点，进行往返测，将高程引至基准点，最后取高程平均值。
）某
次监测点结果如下：
2）将本次高程与上次相减，得出沉降变化量，同时可以得出累计沉降量，再讲沉降量除
以两次的时间差，就得出了这段时间的沉降变化速率值，从而来判断隧道的安全性。
项目名称：**隧道工程沉降监测
2）为了更加形象地观察隧道这段时间的的变化情况，所以需要绘制沉降变化图：参考文献：
1刘绍堂；隧道拱顶下沉监测；地下空间与工程学报；2007年S2期
2刘团结、李建新；关于隧道拱顶下沉监测方法的探讨；中国勘察设计；2010年09期。