隧道监控量测技术的现场应用 毕业论文.doc

隧道监控量测技术的现场应用 摘 要：由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构等结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。关 键 词 ：隧道工程；特殊性；监控量测；质量；手段 Tunnel MonitoringAbstract: Because of the particularity of the tunnel project, complexity and uncertainty surrounding the tunnel, the tunnel structure surrounding and supporting monitoring and measuring the structure of the tunnel project to ensure quality and safety of essential means. By measured, in particular to the tunnel in the section on the forecast for the construction units to adjust the parameter of the city and properly identify the second time to provide sound scientific reason. through a tunnel excavation and measured out of the city about 30d basically stable, and the proposed construction units to apply for a second .Key words: Tunnel Construction;Specificity; Monitoring; Quality; Means目 录1 绪 论1.1、全新的隧道施工概念···············································21.2、检测依据及目的···················································32 隧道施工监控量测内容2.1监控量测要求·······················································32.2监控量测项目·······················································42.3监控量测频率·······················································42.4监控量测的注意事项················································53 监控量测点布设要求3.1布点原则··························································53.2测点埋设时间·····················································54 必测项目的监控量测方法4.1隧道现场调查························································64.2 洞内围岩观察························································74.3周边位移监测························································94.4 拱顶下沉监测·······················································114.5 部分选测项目的监控检测···········································134.6 非接触测量························································165 监控量测数据的应用5.1监控量测控制基准····················································185.2变化速率·····························································205.3变形等级管理·························································215.4二衬施作时间及测量结束时间的确定··································21总 结····································································22致 谢····································································23参 考 文 献······························································231绪 论1.1 全新的隧道施工概念随着我国改革开放不断深化，国民经济蓬勃发展，在山区公路建设中突破过去传统的修路思想，不采取盘山绕行，不破坏沿线生态环境，不增长公路里程用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害，确保了行车的安全可靠，亦缩短了行车时间，同时又适应了建设与自然的和谐发展。 新奥法作为一种全新的隧道施工概念，其基本原理是运用各种手段 (开挖法弱爆破，支护形式早封闭，监控量测勤量测)抑制围岩变形，最大限度地发挥围岩自身的承载能力使隧道施工更安全、更经济。而隧道经济性与安全性就是通过现场监控量测所获得的围岩、支护系统的应变和应力信息及时反馈并应用于隧道设计和施工中来实现的。随着新奥法(NATM)在隧道施工中的广泛运用，现场监控量测作为新奥法的灵魂也越来越得到了广泛的重视。因此，快速、准确地进行现场监控量测和信息反馈是应用新奥法施工的关键。隧道监控的作用有以下几点： 1 通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报， 优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。 2 掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性作出评价。 3 验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确定支护时间而监控量测是信息化设计与施工的重要内容，应将监控量测纳入工序管理,为隧道施工的有机组成部分。由于地下工程的受力特点及其复杂性，通过施工现场的监控量测所得到的信息，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩类别、变更支护设计参数、调整预留变形量等修正设计提供原始依据，同时将量测等到的结果迅速反馈到设计施工中去，以提高隧道施工的安全性、经济性。为了适应公路隧道大规模建设发展的需要，提高公路隧道设计、施工水平，确保安全运营，给今后隧道工程的建设积累经验，在韶关市郊民丰3号隧道中进行施工期的监控量测。1.2检测依据及目的为保证公路隧道施工质量，及时发现施工中存在的缺陷，尽早进行缺陷处理，开展本项检测。施工质量检测依据：公路工程质量检验评定标准（土建工程）（JTG F80/12004）；公路隧道设计规范（JTG D702004）；公路隧道施工技术规范（JTG04294）；锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 500862001）；公路隧道工程施工图设计资料；施工质量检测目的：探测隧道衬砌质量，查明隧道锚杆长度、锚固情况，隧道衬砌背后的回填情况是否符合设计要求，了解隧道衬砌的潜在隐患，作为隧道竣工验收、以及隧道结构状态评估和病害整治设计的重要依据。2隧道施工监控量测内容 2.1监控量测要求隧道监控量测是“新奥法”的重要组成部分，新奥法中量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，始终伴随着施工的全过程。因此有如下要求:1）能快速埋设测点；2）每一次量测数据所需时间应尽可能短；3）测试数据应准确可靠；4）测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力；5）测试数据直观，不必复杂计算即可直接应用；6)测试元件埋设手能长期有效工作；7)测试元件应满有足够的精度。2.2 监控量测项目监测的项目和具体内容按现行公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）规定及绍诸高速公路全线各隧道的特殊要求所拟定。监测项目包含如下内容：2.2.1必测项目洞内围岩和支护状况观察；周边位移监测；拱顶下沉监测；地表沉降2.3 监控量测频率监控量测项目的选择遵循“严守施工规范，服务隧道施工，紧贴隧道实际，保证经济安全”的原则，保证必测项目及时、准确地实施，并根据工程实际揭露的围岩条件和隧道施工情况，合理开展有针对性的、有代表性的选测项目。表1隧道现场监控量测项目及量测方法序号项目名称方法及工具布 置量 测 间 隔 时 间115d16d1个月13个月大于3个月1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行。每 次 爆 破 后 进 行2周边位移各种类型收敛计每1050m一个断面，每断面23对测点。12次/天1次/2天12次/周13次/月3拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每1050m一个断面。12次/天1次/2天12次/周13次/月5地表下沉水平仪、水准尺每550m一个断面，每个断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每520m一个测点。开挖面距量测断面前后2B时，12次/天。开挖面距量测断面前后5B时，1次/2天。开挖面距量测断面前后5B时，1次/周。2.4 监控量测的注意事项(1)监控量测的主要目的是保证隧道施工安全，因此，应按设计或规范要求及时进行信息反馈，以便及时采取工程应对措施。(2)监控量测资料已作为竣工文件之一，因此，施工过程中应根据业主要求，加强资料收集、整理工作。(3)监控量测数据必须按照规定的频率连续、不间断采集。为提高观测数据的准确性，减少误差，监测务必做到四固定：固定观测与录入人员、固定监测仪器、固定测量方式与线路、固定测量水准基点和工作基点，使监测工作在基本相同的情况下完成。(4)监控量测时与录入人员应有高度的责任感，实事求是开展工作，严禁弄虚作假，确保数据的真实性。 (5)对监控量测的数据要按“四及时”的原则进行分析和处理，即 “观测数据及时录入、监测及时预分析、对异常数据应及时查找原因、对异常监测点及时复测”。3监控量测点布设要求3.1布点原则（1）针对该高速公路隧道地质围岩及结构特点，并根据隧道监控量测以往类似工程的监控量测经验和各类量测项目的作用意义，在相关隧道规范指导下进行量测断面的布置设计。(2)根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面。(3)应重点监测围岩质量差或局部不稳定块体、节理或地下水发育地段，以及特殊工程部位（如洞口处）。监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面，以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。(4)选测项目的布设结合隧道自身特点，重点突出。3.2测点埋设时间(1)测点埋设时间，应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。(2)测点应距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。4必测项目的监控量测方法4.1隧道现场调查4.1.1现场调查目的应用超前地质预报的地质理论分析并判定隧道存在的主要不良地质的性质、类型、成因特征、大约位置、大约规模、可能引发的地质灾害及其对隧道施工的影响程度。4.1.2调查方法采用以下分析方法和步骤：图1 地质分析的流程图(1)熟悉勘察设计文件、资料和图纸。其目的是对整个隧道所处地质环境有一个基本了解和宏观把握。(2)地面地质补充调查。其目的是核实隧道地质条件，确定隧道超前地质预报重点区段和重点问题。对隧道的地质情况进行深入调查，在地形图上圈定地层出露位置、量测岩性产状、判定断层性质产状、统计节理裂隙发育状况、确定不良地质作用、了解特殊性岩土分布性状等，从而了解设计文件中对地质条件的认识是否正确，围岩级别判定是否适宜，并编制出长期地质预报报告，指导中短期地质预报更具针对性地实施。(3)洞内地质调查和掌子面地质素描。其目的是核实隧道围岩级别，建议隧道支护参数。掌子面地质素描的主要目的是判定隧道围岩级别，应采用与现行隧道规范中围岩分级的规则相一致的“地质与支护状况观察记录表”所列各项内容应，素描图主要是对结构面的展布情况和隧道轮廓、掌子面是否有台阶进行描绘，对结构面产状要标明。分析流程上图所示。4.1.3信息反馈(1)通过现场地质调查，全面掌握隧道沿线的地质情况，分析隧道经过不良地质体的可能性；(2)统计节理裂隙发育状况、确定不良地质作用、了解特殊性岩土分布性状等；(3)复核设计文件中对地质条件的认识是否正确，围岩级别判定是否适宜；(4)编制出长期地质预报报告，指导中短期地质预报更具针对性地实施。4.2 洞内围岩观察4.2.1 观察目的通过观察实际揭露的隧道掌子面地质情况，掌握隧道实际围岩状态，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，评价初期支护的稳定性。包括：预测开挖面前方的地质条件及围岩级别；为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。4.2.2观察方法掌子面地质观察采用目测配合数码相机进行观测，及时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。观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。4.2.3测试仪器地质罗盘，地质锤，放大镜，数码相机。4.2.4观察内容(1)对开挖后没有支护的围岩：岩质种类分布状态，近界面位置的状态；岩性特征（岩石的颜色、成分、结构、构造）；地层时代归属及产状；节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等；断层的性质，产状，破碎带宽度、特征；石煤层情况；溶洞的情况；地下水类型，涌水量大小，涌水压力、水的化学成分，湿度等；开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。(2)开挖后已支护段：初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录；有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；钢拱架有无被压曲现象；是否有底鼓现象。4.2.5观察频率目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后进行，每次爆破后须进行掌子面地质情况观察，每个监测断面应绘制隧道开挖工作面及两帮素描剖面图。4.2.6成果分析与信息反馈(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，出现异常情况，第一时间通报承包商，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，每周向承包商预报前方围岩状况；(3)对初期支护出现的异常情况，分析出现异常情况的原因，根据具体原因、问题的严重性向承包商、监理和业主汇报，并提出处理建议；(4)针对初期支护异常情况，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。(5)编制地质与支护状况现场观察记录表。4.3周边位移监测4.3.1量测内容量测隧道内壁两点连线方向的相对位移，同时通过对连线长度的测量，对所测断面的超、欠挖量进行测定。4.3.2量测目的隧道周边收敛能够直观反映隧道围岩与支护结构的稳定性，通过周边收敛量测，为隧道支护结构稳定性分析提供依据；通过计算周边收敛位移速率和预测最终位移值，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。具体表现为以下四点：(1)周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反应，量测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；(2)根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；(3)判断初期支护设计与施工：方法选取的合理性，用以指导设计和施工；(4)对超、欠挖量进行测定，判定开挖质量，用以指导施工。4.3.3量测方法设置监控量测断面，每个断面分别在侧墙（由施工开挖方法确定）设置测点，利用收敛计，采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介，通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。4.3.4测试仪器收敛计，型号如表2所示。表2使用仪器主 标 准 设 备标准名称型号规格测量范围测量精度备注数显收敛仪JSS30A0.5m10m±0.1mm杭州（分辨率0.01mm）4.3.5测点布置周边位移测点顶端采用圆形钢筋圈，嵌入围岩部分亦采用螺纹钢筋。每量测断面设置12对测线，如表3所示。表3周边收敛测线数开挖方法全断面法短台阶法多台阶法一般地段一条水平侧线二条水平侧线每台阶一条水平测线特殊地段三条、四条或六条测线布置如图2所示。图2周位移量测测点布置图(6)量测频度宜根据位移速度和距工作面距离选取，如表4所示。表4量测频度变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离量测频率B为隧道宽度10(01)B12次/天105(12)B1次/天51(25)B1次/2天15B1次/周注：从不同测设得到的位移速度不同，量测频率应按速度高的取值；若根据位移速度和距工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值；后期量测时，间隔时间可加大到几个月或半年量测一次。4.3.6成果分析与信息反馈(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（如图3）和位移发展速率时间曲线（如图4），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)当隧洞周边水平收敛速度以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降，隧洞周边水平收敛速度小于0.1mm/d0.2mm/d，拱顶或底板垂直位移速度小于0.07mm/d0.15mm/d，隧道各项位移已达预计总量的80%90%以上时，向有关部门报送二次衬砌施工报告。(4)变形管理及预警请参阅第七章监测报告与预警机制。图3位移时间曲线 图4位移发展速率时间曲线4.4 拱顶下沉监测4.4.1量测内容拱顶下沉量量测，是指对隧道拱顶的实际位移值进行量测，是相对于不动点的绝对位移，其必须与设计拱顶标高进行比较。4.4.2量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；通过计算拱顶下沉位移速率和预测最终位移值，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。具体表现在以下四点：(1)通过拱顶位移量测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；(2)根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；(3)指导现场设计与施工；(4)防止沉降侵入二衬空间。4.4.3量测方法在隧道拱顶设置测点，安设隧道拱部变位观测计，将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部变位观测计上作为标尺，后视点可设在稳定的部位，用水准仪观测。量测方法如图5所示。图5拱顶下沉量测方法4.4.4测试仪器精密水准仪、铟钢尺，必要时采用隧道位移实时监测系统进行实时监测，检测设备如表5所示。表5使用设备主 标 准 设 备标准名称型号规格测量精度备注精密水准仪AT-G2±0.4mm带光学测微器往返测精度4.4.5测点布置现场拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各12m共设1个带挂钩的锚桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。测点布置见图6。埋设要求请参阅附录。图6拱顶下沉测点布设图4.4.6信息反馈(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。4.5部分选测项目的监控检测4.5.1围岩接触应力量测用压力盒及混凝土应力计量测，锚杆轴力量测锚杆轴力计，格栅钢筋应力量测用钢筋计量测。通过量测围岩与初衬之间的接触压力，可了解隧道开挖后应力重分布规律及向支护系统应力释放特点。(1)测点埋设每一测试断面内，埋设9个压力盒。压力盒分布的位置是：在拱顶设1个、左右拱脚各设1个、左右边墙各设1个、拱脚与拱顶间三分点处各设1个，各压力盒的具体埋设位置如图7所示。(2)量测方法在初支钢架架立好后，将待测围岩压力部位的围岩表面或初支表面凿平或用水泥砂浆抹平，以使压力盒能与围岩充分接触，然后用预制的混凝土垫块将压力盒按图三所示位置垫牢、固定，并将导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将压力盒编号与测试点所对应位置记好记录。图7围岩接触应力量测埋设元件布置图将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个压力盒的测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。(3)量测频率根据距开挖工作面距离关系，围岩接触应力量测频率如表6所示：表6 围岩接触应力测试频率量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d注：B为隧道宽度。4.5.2锚杆轴力量测在隧道拱顶及两侧拱腰处采用锚杆轴力计或钢筋计对锚杆进行轴力测量，对锚杆支护进行优化设计，以节约钢材。(1)埋设断面内测点布置每一测试断面内，量测3根锚杆，每根锚杆上布置3个锚杆轴力计，每根锚杆量测布置见图8。图8 每根锚杆量测布置图(2)测点埋设及量测方法锚杆施作前，在量测锚杆按图五所示位置安装好锚杆轴力计，然后再将安装好锚杆轴力计的量测锚杆按图四所示位置进行布置。在锚杆安设好后，将钢筋计导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将钢筋计编号与测试点所对应位置记好记录。将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个钢筋计的测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。(3)量测频率根据距开挖工作面距离关系，钢筋计量测频率如表7所示。表7 锚杆轴力测试频率（注：B为隧道宽度）量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d。4.5.3初衬应变及钢筋应力通过量测初衬应变及钢筋应力，可了解初衬应变及钢支撑内力在不同施工阶段下的变化特点，优化设计初衬的结构参数。（1）埋设断面内测点布置对于有钢拱支撑的断面的每一测试断面内，在拱顶、左拱腰、右拱腰、左拱脚及右拱脚5个点分内外层共埋设10个钢筋计；在埋设钢筋计相同位置各埋设1个共5个应变计。（2）测点埋设及量测方法初支钢架施作前，将钢筋计按要求焊在钢架上、埋入式应变计绑扎在钢架上，在钢架就位后，将钢筋计及应变计的导线沿钢架引至边墙距墙脚1.5米高处，线头从预埋的铁盒里引出。埋设时将应变计及钢筋计编号与测试点所对应位置作好记录。将铁盒内线头插入测频仪中，测试读数并作好记录。每次每个钢筋计和应变计测量应不少于3次，力求测量数值可靠、稳定。（3）量测频率根据距开挖工作面距离关系，应变计及钢筋计量测频率如表8所示。表8 初衬应变及钢筋应力测试频率（注：B为隧道宽度）量测断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/(23)d5B1次/7d4.6非接触测量采用传统的方法进行隧道监控量测，具有成本低的主要优点，但在目前许多大断面隧道、且工期要求非常紧的情况下，用传统的方法其缺点也十分突出，主要表现在：（1） 由于隧道断面，高度大，拱脚部位的测点在下台阶开挖后往往无法量测，拱顶下沉量测也非常困难。 （2）量测时间长，对隧道的正常施工有一定干扰。 （3）由于人工拉尺读数，测量结果容易受人为因素影响。（4）不能进行三维观测，无法真正了解隧道的变形状态。 为满足现代隧道快速、大跨、安全施工需求，现已越来越多地采用非接触监控量测。又叫全站仪三维非接触量测。可用于隧道拱顶下沉量测、隧道净空变化量测、隧道断面检查、掘进掌子面断面放样等。4.6.1非接触量测的工作原理所谓非接触监控量测就是将全站仪安置在任意测站点，整平后，观测已知点的方向、距离和高程，通过反算，得出该测站点仪器中心的坐标和标高；然后观测被测点，根据测点的方向、距离计算出各测点的三维坐标，从而得出测点的三维位移矢量或测点相对收敛值，准确、快速地为施工提供参考数据。4.6.2非接触量测的实施(1)埋设测点测点的布置按10.3.2节的相关要求进行。拱顶下沉、净空变化量测的埋点时间要基本一致。埋点前，应先制作反射靶标，用3mm左右厚度的铁片制作成70×70mm大小的方块，表面上贴上60×60mm的测量专用反光片，中间钻直径为3mm的小孔；埋点有两种方法，一种是直接用膨胀螺栓将反射靶标锚固在初期支护的表面，另一种方法是在初期支护中预埋24左右大小的钢筋（或用电锤钻孔埋设），然后将反射靶标点焊在钢筋上。 （2）固定基点为方便、快速进行非接触量测，应在洞外或已成型、稳定的二衬砌地段设一基点，作为量测时全站仪的后视基点。基点应有确定的三维坐标（水平面坐标和标高），基点应经常复核，防止位移而发生观测数据不准。基点至全站仪之间应通视良好。（3）自由设站以尽量不影响隧道施工为前提，将全站仪自由架设在隧道内任意位置，整平后即可。为了消除膜片倾斜对测距的影响，同一测点在每次量测时测站位置应大致相同。（4）测量数据观测前，对全站仪进行调校，使仪器处于最佳状态。观测时，打开仪器的角度改正及补偿器功能，并对仪器进行气压和温度的气象改正。观测采用记录测量模式，所有观测数据均存储在模块内。观测时以反射靶标中心小孔为照准点，采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法，即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点，然后取平均值作为一次设站观测的结果。为提高测量精度，每次监测时，应在同一位置三次重复设站。4.6.3数据处理和分析将每次测量记录按要求输入装有相应后处理程序的计算机，计算机将自动分析量测数据，并相应输出量测成果，并打印报表。非接触量测的频率按第四节的要求进行，量测数据的应用按第五节的要求进行。4.6.4免棱镜非接触量测免棱镜非接触量测就是非接触量测时不需要棱镜即反射靶标，其方法和原理与前述非接触量测的方法和原理相同，不同点有：(1)所使用的全站仪功能不同。免棱镜非接触量测必须是具用“R”系列全站仪，如常用的TCR402徕卡系列全站仪或R202NE日本宾得系列全站仪，具有免棱镜测量功能。(2)、免棱镜非接触量测可以不用反射靶标，可选取围岩检测断面上的锚杆接头或钢筋作为直接反射部位，或按有关要求将在隧道内进行的布点位置处用砂浆抹平，做好照准标记，每次量测照准同一位置即可。(3)、数据处理可采用可编程计算器（如卡西欧4850或5800等）进行编程计算，不需用专门的数据处理模块。5监控量测数据的应用5.1监控量控制基准5.1.1极限相对位移控制基准极限相对位移值（U0）是指拱顶下沉的最大值相对隧道高度的百分比、或水平净空变化最大值相对隧道开挖宽度的百分比。极限相对位移值是一个经验统计值，结合变化速率，主要用于判断量测数据的可靠性、确定初期支护的稳定性、判断监控量测的结束时间等。9 跨度B7m隧道初期支护极限相对位移围 岩 级 别埋 深 h（m）h5050<h300300 <h500拱脚水平相对净空变化值（%）0.301.000.803.503.005.000.200.700.502.602.403.500.100.500.400.700.601.500.010.040.200.60拱顶相对下沉（%）0.060.120.100.600.601.200.030.070.060.150.100.600.010.040.030.110.100.250.010.050.040.08注：本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 拱脚水平相对净空变化指两侧拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.21.3后采用。表10 跨度7m<B12m隧道初期支护极限相对位移围 岩 级 别埋 深h （m）h5050<h300300 <h500拱脚水平相对净空变化值（%）0.200.500.402.001.803.000.100.300.200.800.701.200.030.100.080.400.300.600.010.030.010.08拱顶相对下沉（%）0.080.160.141.100.801.400.060.100.080.400.300.800.030.060.040.150.120.300.030.060.050.12注：本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。 拱脚水平相对净空变化指两侧拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。 墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.11.2后采用。表9、表10是目前国内统计（公路隧道设计规范）的跨度小于12m的不同埋深的安全极限相对位移，对于跨度大于12m对的隧道，目前还没有统一的位移判定基准，可在施工中通过实测资料积累经验。根据锚杆喷混凝土支护技术规范( GB 50086-2001)隧道周边允许位移相对值的判定基准如表11表11 隧道周边允许位移相对值（%）围 岩 级 别埋 深h （m）h5050<h300300 <h500拱脚水平相对净空变化值（%）0.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.00注： 周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点距离之比，两测点的位移值也称为变化值。 脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 本表适用于高跨比为0.81.2的下列地下工程：级围岩跨度不大于20m；级围岩跨度不大于15m；级围岩跨度不大于10m.对于I、II级围岩和表中以外III、IV、V级围岩地下工程，应根据实测数据的综合分析或工程类比方法确定允许值。实施过程中，在表911中查取极限相对位移的百分比值K，然后乘上隧道开挖宽度B，即得该处的隧道极限位移值U0，U0=K×B，比如，有一隧道开挖宽度为10m,在级围岩地段的安全极限位移为U0=(0.20%0.50%) ×10m=(0.020.05)m=(2050)mm.实施过程中，实测最大位移值或回归预测最大位移值不应大于此值，否则，应仔细分析量测数据的可靠性，或对施工现场采取必要的预防措施。5.1.2测点距开挖面距离的控制基准经研究，初期支护极限相对位移距开挖面的距离有表12的关系。表12 位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65%U090%U0100%U0注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。5.2、变化速率变化速率是指在一定时间内量测数据发生的变化值，用mm/d表示。变化速率越快，说明围岩变形越快，当变化速率趋近于0时，说明变形也基本稳定。5.3、变形等级管理监控量测的主要目的就是保证施工安全，因此，对监控量测实施三级管理。三级管理可通过极限位移值、位移速度、位移速度变化率等综合考虑，无论哪种方法，