铁路隧道风险管理及监控量测培训材料

铁路隧道风险评估与管理、监控量测

关键技术宣贯材料

《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》、

《铁路隧道监控量测技术规程》

编写组 

二〇〇九年十二月二日

目  录

第一部分 铁路隧道风险评估与管理    1

第一章   前言    1

第一节 国内外风险管理技术现状    1

第二章 铁路隧道风险评估和管理原则    11

第一节 基本原则    11

第二节 基本流程    11

第三节 风险分级与接受准则    12

第三章 铁路隧道风险评估    15

第一节 可行性研究阶段风险评估    15

第二节 初步设计阶段风险评估    15

第三节 施工图阶段风险评估    15

第四节 施工阶段风险评估    16

第四章 铁路隧道风险管理    17

第一节 管理构架及管理职责    17

第二节 可行性研究阶段风险管理    18

第三节 初步设计及施工图阶段风险管理    19

第四节 招投标阶段风险管理    20

第五节 施工阶段风险管理    20

附录    22

附录1 隧道风险清单表示例    22

附录2 隧道初始风险等级示例    25

附录3 隧道风险后果等级示例    27

附录4 隧道安全风险评价纵断面图    28

第二部分 铁路隧道监控量测技术    31

第一节 监控量测目的和意义    31

第二节 施工监控量测系统组成    31

第三节 施工监控量测技术    32

第四节 监控量测方法    41

第五节 监控量测数据分析及信息反馈    46

第六节 监控量测验收资料    51

第一部分 铁路隧道风险评估与管理

第一章   前言

第一节  国内外风险管理技术现状

隧道与地下工程风险评估与管理是涉及到隧道与地下工程、岩土工程、经济管理等多学科交叉的研究领域。风险管理的研究最早可追溯到公元前916年的共同海损制度，后来逐渐应用在经济、金融、保险、企业管理等领域，现在风险管理思想已广泛渗透至各行各业。我国、对工程的风险评估与管理的研究工作开始的比较早，相比之下，内地的风险管理研究起步较晚，上个世纪80年代才开始从美国等西方发达国家引入了风险管理思想，主要以翻译国外著作为主。

近年来，国内交通隧道风险事故特别是重大风险事故发生得越来越频繁，造成得经济损失、人员伤亡、环境破坏有上升的趋势，如2006年12月10日洛湛铁路大桂山隧道进口洞内发生爆炸，当场死亡3人，伤3人，失踪1人。2006年1月21日宜万铁路马鹿菁隧道2480米处突然大面积透水，造成死亡10人，1人失踪的严重后果。2005年12月22日，四川省都江堰市的都汶高速董家山隧道发生瓦斯爆炸，造成死亡44人，伤11人的严重后果。从这些数字中不难看出重大风险事故发生后果的严重性，尽管国家及铁道部一贯重视安全生产，并多次下发加强安全生产的文件，召开安全生产的会议，但重大安全生产事故仍然时有发生，造成不小的经济损失。这一系列重大风险事故的发生也使我们认识到应积极开展铁路隧道风险评估与管理的研究工作，建立符合我国国情路情的铁路隧道风险评估与管理体系，采取科学有效的评估方法，制定相应的风险应对措施和应急预案，加强对风险的管理。

1、国外风险管理研究现状

美国MIT的H.H.Einstein教授是较早从事隧道工程风险分析的代表人物。他的主要贡献是提出了隧道工程风险分析的特点和应遵循的理念。在Einstein研究的基础上，剑桥大学的Salazar.G.F(1983)在其博士论文《隧道设计和建设中的不确定性以及经济评估的实用性研究》中，将不确定性的影响和工程造价联系起来。

C.L.Leihton和C.R.Denis（1993）对一种新的高速铁路风险评估方法进行了研究，即对铁路隧道风险链进行定量的风险评估的研究。

Dr.B V Shastri和Dr.L G Gwalani(2003)采用GIS（地理信息系统）技术在隧道建设的设计阶段进行地质风险评估研究，评价中使用参数来源高速铁路项目的统计数据，通过创造风险方程参数的数据库软件来分析各种不同管片的风险水平。M.Ceccucci，M.Ferrari，B.Magrì和M.Molag都在工程的风险评估与管理作出过贡献。

当今世界各国都在加强风险管理研究和运用，为风险管理制定了指导性的法规，如：国际隧协2004年发布的《隧道风险管理指南》、英国隧协和保险业协会2003年9月联合发布的《英国隧道工程建设风险管理联合规范》等。

目前，风险管理咨询已经成为了一项专门的技术在美国企业界得到应用。此外，在英国、法国、德国、日本等发达国家也得到了广泛应用。意大利GEODATA公司与风险管理有关DAT、MCA和GDMS系统软件，其主要功能如表1.1.1所示：

表1.1.1 意大利GEODATA公司与风险管理有关DAT、MCA和GDMS系统软件主要功能

系统名称	功  能
DAT	风险评估的决策工具：确定在一系列风险因素影响下，可能的工期和造价范围，是实施风险管理过程中具体量化工期和造价不确定性的工具。
MCA	选线的决策工具：从施工、功能、环境、经济等方面确定风险因素，评估对线路方案（桥梁、隧道路基）影响，选择最佳方案。
GDMS	施工风险管理的综合集成系统：包括文档管理，风险管理及监控管理。利用地理信息系统提供所有监测点准确位置，实时记录监测数据，并给出相应预警标志。具有良好的设备和网络接口，随时提供监测处理数据、图表等。

由于工程中各类信息数量庞大，手工记录工程中的各类信息较为原始，无法适应知识爆炸性时代，往往对发现的错误很难批量改正，查询统计也很困难。由此，针对工程信息统计的数据库系统就应运而生。关于工程风险数据库系统，国外起步较早，有很多学者进行了相关研究。Williams、Carter R、Hancock和Ward对风险数据库应该包括的内容进行了总结。Barry、Ward对于数据库构建进行了讨论，但没有提出具体的设计方法。V.Carr 、Fiona D.Patterson等人设计了工程风险管理登记数据库，对数据库中字段的设计进行了一定的介绍。以Einstein教授为首的美国麻省理工学院（MIT）和瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL)联合开发了基于地理信息系统（GIS）的隧道工程风险管理辅助决策系统（DAT），还开发了基于Internet平台的风险监控管理系统（GDMS），意大利GEODATA公司现在正在使用这两个系统。

国外在其它行业也有很多数据库应用实例，比较重要的有：

（1）EM－DAT灾难数据库：它是国际上影响最大、应用最为广泛, 公众可以免费方便获取的灾害数据库。由世界卫生组织与灾后流行病研究中心(CRED)于1988 年共同创建。EM－DAT为国际计划、科学研究提供了大量自然和技术灾害的数据。

（2）EMBL－DNA数据库：于1982年由欧洲分子生物学实验室EMBL（The European　Molecular Biology Laboratory)建立，与美国的GenBank及日本的DDBJ共同组成全球性的国际DNA数据库。

除此之外具有一定影响力的数据库还有Bristol生物医学图谱数据库、美国专利全文数据库和美国空军事故数据库等。这些典型数据库有利于各行业实现数据共享，实现数据集中控制，保证了行业内数据的一致性和可维护性，且确保了数据的安全性和可靠性。

2、国内风险评估与管理研究现状

由于我国的隧道工程风险管理研究和实践时间都比较短，还属于起步阶段。因此，风险分析在隧道工程中的应用才刚刚开始，但是，随着我国铁路隧道的进一步发展，这一领域受到了前所未有的关注，各大设计院、工程局、保险公司以及高校都在近几年内开始了相关研究。如陈桂香、黄宏伟等在《地铁项目全寿命周期风险管理的研究》（2006），主要研究如何整合地铁风险管理的各种资源，实现全寿命周期风险损失最小化的目标；胡群芳在《隧道及地下工程风险接受准则计算模型研究》(2006)中分析了个人、社会及环境等风险接受准则的计算方法和确定标准，指出了今后需要解决的问题和研究方向；王忠法、黄建和、邱忠恩在《风险分析方法与三峡工程投资风险分析》(1997)中。运用图示评审技术(GERT)与含相关因素处理的蒙特卡罗随机模拟相结合的计算模型，对风险的大小进行量化分析等。

国内现阶段风险评估方法相对简单，大部分采用的都是定性和定性与定量结合的评估方法。如以专家调查、头脑风暴法为基础的层次分析法和模糊综合评估法，以风险概率和风险后果综合作用的风险矩阵方法等定性和半定量的评估方法，以作业环境危险程度为评价依据的LEC法，基于专家调查的信心指数法。我国主管部门或行业也逐步建立了一些相应的法规：

（1）2005年7月特区发布的《土工风险管理指导方针》；

（2）2005年建设部对建设工程安全质量保险作出的一系列指示；

（3）中国土木工程学会等编写的《地铁及地下工程风险管理指南》。

风险评估与管理的研究方向是逐步从定性研究向定量研究过渡，建立国内风险信息数据库，并研发相应的风险评估与管理程序。

国内关于风险数据库的研究起步不久，目前还没有很权威的科研成果。同济大学的陈亮等于2005年开发盾构隧道施工风险管理数据库，并构建了基于该风险数据库的盾构隧道施工风险管理软件（TRM1.0）。

国内在19年就已经开始了铁路行车事故数据库管理系统研究，由北方交通大学的卢玉民主要负责，该项目的铁路行车事故数据库于1991年完成，并于92年通过铁道部鉴定。随后，中国矿业大学的姜光杰于2005年负责建立了煤矿危险源数据库，并且研究开发了相应的基于数据库的煤矿危险源辨识系统。除此之外，工程上相关数据库还有攀枝花冶金矿山公司安全管理信息系统（1994）、长庆气田勘探综合数据库及其相关管理系统开发（1997）、高速公路交通事故数据库（2004）、基于SQL数据库的海上事故管理系统（2007）等。

国内其它行业数据库及其管理系统技术运用更为广泛，比如银行业中的数据信息管理系统、航空业中的发动机故障统计与分析数据库、医学中的SNP芯片数据库及其分析工具、林业中的松材线虫风险评估数据库等等。现在国内也有很多高校从事各方面的数据库研究工作，并取得了一定的成绩。

到目前为止，国内还没有开发出一套完整的关于铁路隧道的风险数据库及其管理系统，更没有建立相关数据库的统一标准。如果要建立一个统一的风险数据库，国内还存在涉及单位多，实施推进难的现象，而且建立统一风险数据库需要具备集成化和网络化的条件，不是某一个单位可以完成的，而是需要全国所有相关单位通力合作。这就为建立国内铁路隧道风险事故数据库造成了很大的困难，也使得这些风险事故的统计、成功经验和失败教训的总结成为一件比较困难的事情。图1.1.1为铁路隧道风险数据库系统关系图。

图1.1.1  铁路隧道风险数据库系统关系图

3、工程院士的建议及铁道部领导批示

正如院士们在《关于加强地下工程安全风险管理的建议》中说的，目前我国正在积极开发利用地下空间，与此同时我国隧道建设过程中灾害发生率远远高于国外水平。究其原因，有我国地下建设规模大、发展快、战线长、工点多、技术和管理力量难以充分保证的客观原因，还有尚未建立系统、有效的风险管理体系，缺乏科学、实用的风险评估、风险控制、风险转移机制，安全风险尚属粗放型、单一型。

3.1 工程院士的建议

2007年10月8日,在《关于加强地下工程安全风险管理的建议》（工程院院士建议2007年第12期）中，10位院士对我国地下工程风险管理提出以下建议：

（1）加强针对地下工程安全风险管理的法规建设（具体内容略）

（2）应在法规中给予明确规定

在工程设计和施工评标中，除商务标和技术标外，必须列入安全风险管理的评定（安全标），加大风险管理的投入。应该在有关预算和定额中明确安全风险管理的相关费用，确保安全风险管理费用在整个工程建设费用中占合理的比例，明确为“专项提取”，不列入商务造价标，并且加强审计和监管，确保这些费用切实落在安全风险管理工作上。

（3) 推行安全风险管理计划，将安全风险管理作为地下工程建设管理的一个重要组成部分（具体内容略）

（4) 安全风险管理要有基于信息化技术的风险管理及预警决策支持系统（具体内容略）

（5）加强地下工程安全风险管理以及重大事故预测预报和防治技术的研究（具体内容略）

3.2 铁道部领导批示

我国铁路建设发展迅速，铁路隧道已成为我国地下工程建设的主战场，具有点多、线长而广的特征；隧道建设在克服不良地质、复杂地形的技术要求也越来越多，难度和风险也愈显突出。为此，铁道部对铁路隧道建设过程中的安全风险高度重视，2004年对宜万铁路岩溶隧道进行了风险评估， 2007年3月在石太线召开了全路安全会议。通过这些工作逐步在铁路隧道建设方面建立风险评估与风险管理体系。为解决风险管理的基础技术，2006年12月7日，铁道部下达了《关于尽快开展〈铁路隧道风险评估指南〉编制工作的通知》。

2007年10月16日铁道部刘志军针对院士的建议作出了重要批示，10月16日铁道部卢春房副要求加大风险管理的研究和推进力度。2007年11月20日铁道部卢春房副、何华武总工程师、郑健副总工程师等领导参会，特邀王梦恕、施仲衡、张在明、周丰俊院士参加铁路隧道风险管理的专题会议，参加会议的还有铁道部科技司、工管中心、经规院（鉴定中心、标准所）、中铁二院、西南交大的专家和代表。会上院士对铁路隧道风险评估与管理展开了深入的讨论，提出了许多中肯的修改意见，部领导表示了铁道部开展风险评估和管理的决心。

4、风险评估和管理的一些理念

4.1 无视风险存在的态度，是风险最大的来源

我国地下工程事故频发，有建设规模大，发展快、战线长、工点多、技术和管理力量难以充分保证的客观原因，还有对地下工程规律认识不清，片面追求工期、按经验办事，管理不科学等原因。

4.2 风险评估不能降低风险，风险管理才是降低风险的主体

风险评估是风险管理的基础和前提，风险管理是风险评估的目的，两者都应随着项目建设阶段的发展动态进行。风险可通过管理来降低，使之处于可控范围，完全消除风险是不可能或极不经济的。

4.3、隧道风险评估是一项不限于隧道专业本身的多学科系统工程，包含了地质、隧道、经济、管理、数学、概率等学科知识，尚有许多关键技术需加以研究和整合。

（1）需做大量的风险事件调查及统计分析工作。

（2）应建立风险因素数据库和风险管理软件。

（3）为有效地识别隧道初始风险（主要指地质风险），需对隧道工程中工程地质和水文地质的不确定性因素进行研究，提出适用的理论和方法，得到量化的数值或等级（程度），应开展工程地质概率分析方法的研究。

（4）风险评估存在多因素、多准则、多目标问题，对一系列风险的连锁和累积效应及相关性的评价需进一步研究。

（5）应建立施工风险预警标准，如隧道洞口边坡变形预警标准、洞内坍方预警标准、涌水突水预警标准等，具体标准见表1.1.2所示。

表1.1.2  洞口边坡测点警戒标准

预警等级	标准	措施
四级	边坡测点位移在0~4cm之内， 且没有突变发生	继续进行监测
三级	任一测点的位移超过5~6cm，或有个别测点位移速率加大，且有加速的趋势	报告现场管理人员，加强监测频率和范围
二级	有多个测点位移速率加大，或者边坡上有裂缝产生，并且裂缝有增大的趋势	写出书面报告和建议，施工单位进行必要的工序调整
一级	有多个测点位移超过7~10cm，测点下沉趋势加大，边坡裂缝继续加大， 个别裂缝己经贯通，	立即停工，主管工程师立即现场调查，采取应急措施

4.4、铁路隧道风险评估与管理工作尚属起步时期，建立适合中国国情和铁路建设需要的风险评估体系是一个庞大的系统工程，应遵循“循序渐进、逐步完善”的原则。

4.5、风险分类应按科学性、系统性、 通用性、实用性的原则划分，分阶段、分层次，按单位工程、分部工程划分，要注意某风险因素和多个风险目标的关系及风险事件后果与风险评估目标的关系。风险分类示意图如图1.1.2、表1.1.3所示。

图1.1.2 风险分类示意图  

表1.1.3风险评估分类

评估目标	后果或损失
安全风险	人员伤亡、经济损失、第三方人员伤亡、第三方经济损失、工期延误
工期风险	工期延误、经济损失
投资风险	经济损失、第三方经济损失
环境风险	环境破坏、经济损失、第三方经济损失

安全风险是铁路隧道风险评估的首要目标，对其它目标风险（工期、造价、质量、环境、第三方等）的评估必须是在保证安全的前提下进行。

4.6、风险评估和管理应动态地进行。

4.7、风险管理应与项目管理紧密结合，两者具有同等重要性。在以前设计和施工中有风险处理的措施，但未上升到风险管理的高度。开展风险管理不能脱离既有的管理模式。例如：中国中铁二院工程集团有限责任公司工程设计流程图（详见图1.1.3），图中字体为红色且为双线框的环节加入了风险评估与管理的相关工作，具体如下。

（1）设计输入评审：建立该工程的风险清单，便于在以后的风险管理中进行风险登记与识别。

（2）专业间互提资料：各专业对本专业所提资料中可能存在的问题进行说明，并记录在风险清单中。比如地质专业对地质资料的可信度作出评价。

院计划、技术控制过程	总体组控制过程	设计处（专业）控制过程
需要时 需要时 需要时   需要时 需要时 注：双线框表示加入风险评估与管理相关工作

图1.1.3  中国中铁二院工程集团有限责任公司工程设计流程图

（3）处、专业会审：会审中对工程中可能发生的风险事故进行辨识，提出风险等级，制定出相应的风险应对措施。并记录在风险清单中。

（4）编制设计文件：设计者在工程设计过程中进一步落实风险评估与管理的工作，并在设计文件中应得以体现。首先，在设计图中建立风险清单表；其次，采用专家调查法进行风险辨识；最后，采用专家调查法结合层次分析法得到风险概率与后果等级，判定出风险等级。将风险设计情况记录到风险清单中。

（5）复核及科、处审核：科、处对工程中的风险应对措施进行评价。审核辨识出的风险并提出未能辨识到的风险，审核各个风险概率、后果和风险等级，审核风险应对措施是否得当。将审核结果记录到风险清单中。

（6）总体、院总审核：总体、院对工程中的风险设计进行总评价。审核辨识出的风险并提出未能辨识到的风险，审核各个风险概率、后果和风险等级，审核风险应对措施是否得当。将审核结果记录到风险清单中。

（7）院级、总体会审：院级、总体对工程中的风险设计进行总评价。审核辨识出的风险并提出未能辨识到的风险，审核各个风险概率、后果和风险等级，审核风险应对措施是否得当。将会审结果记录到风险清单中。

（8）设计确认：进行风险设计确认。

（9）修改设计：如果风险设计有问题，也要进行修改。将修改结果记录在风险清单中，并做相应修改说明。

（10）技术交底：对施工方进行风险设计交底。

（11）配合施工服务：配合施工。

（12）变更设计：对施工中遇到的实际情况做出相应的风险设计变更，以达到对施工中的风险进行动态管理的目的。将风险变更设计记录到风险清单中。

（13）技术总结：对此工程进行风险管理技术总结，并将总结经验记录到风险清单中。

（14）设计回访：运营阶段对工程中的风险应对措施进行回访调查，看是否达到风险管理的目的。并将回访结果记录到风险清单中。

第二章 铁路隧道风险评估和管理原则

第一节  基本原则

1、铁路隧道风险评估应主要对造成人员伤亡、环境破坏、财产损失、工程经济损失、工期延误等风险事件进行评估。

2、风险评估是风险管理的基础和重要工作内容，风险管理是风险评估的目的，均应随着项目建设各阶段的推进而动态地进行。

3、铁路风险评估与管理应按项目分阶段进行，以设计阶段和施工阶段为主；评估与管理目标为安全风险、环境风险、工期风险、投资风险及第三方风险等。

第二节  基本流程

铁路隧道风险评估与管理应遵循图1.2.1所示基本流程。

图1.2.1 风险评估与管理基本流程

第三节  风险分级与接受准则

铁路隧道风险分级包括事故发生概率的等级标准、事故发生后果的等级标准和风险的等级标准。实际应用中可参考《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》的等级标准执行。

风险分级与接受准则摘录如下：

“4.2.3  事故发生概率的等级分成五级”，如表1.2.1所示： 

表1.2.1  事故发生概率等级标准

概率范围	中心值	概率等级描述	概率等级
>0.3	1	很可能	5
0.03~0.3	0.1	可能	4
0.003~0.03	0.01	偶然	3
0.0003~0.003	0.001	不可能	2
<0.0003	0.0001	很不可能	1

注：（1）当概率值难以取得时，可用频率代替概率。

   （2）中心值代表所给区间的对数平均值。

“4.2.4  事故发生后果的等级分成五级”，各种后果的等级标准如表1.2.2-1~1.2.2-4所示：

（1）经济损失是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和事故处理所需的各种费用，如表1.2.2-1。

表1.2.2-1  经济损失等级标准

后果定性描述	灾难性的	很严重的	严重的	较大的	轻微的
后果等级	5	4	3	2	1
经济损失(万元)	>1000	300~1000	100~300	30~100	<30

注： “～”含义为包括上限值而不包括下限值，以下各表均同。

（2）人员伤亡是指在参与施工活动过程中人员所发生的伤亡，依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级，如表1.2.2-2。

表1.2.2-2  人员伤亡等级标准

后果定性描述	灾难性的	很严重的	严重的	较大的	轻微的
后果等级	5	4	3	2	1
人员伤亡数量(人)	F>9	210	1≤F≤2或 1	SI=1或 1	MI=1

注： F=死亡人数    SI=重伤  MI=轻伤

（3）工期延误是指工程风险事故引起的工程建设时间的延长。对不同性质的工程和建设工期，采用不同的绝对延误时间，如表1.2.2-3。

表1.2.2-3  工期延误等级标准

后果定性描述	灾难性的	很严重的	严重的	较大的	轻微的
后果等级	5	4	3	2	1
延误时间1（控制工期工程）（月/单一事故）	>10	1~10	0.1~1	0.01~0.1	<0.01
延误时间2（非控制工期工程）（月/单一事故）	>24	6~24	2~6	0.5~2	<0.5

（4）环境影响是指隧道施工对周围建（构）筑物破坏或损害、环境污染等，根据其影响程度进行分级，如表1.2.2-4。

表1.2.2-4  环境影响等级标准

后果定性描述	灾难性的	很严重的	严重的	较大的	轻微的
后果等级	5	4	3	2	1
环境影响描述	永久的 且严重的	永久的 但轻微的	长期的	临时的 但严重的	临时的 且轻微的

注： “临时的”含义为在施工工期以内可以消除；“长期的”含义为在施工工期以内不能消除，但不会是永久的；“永久的”含义为不可逆转或不可恢复的。 

“4.2.5根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级”，如表1.2.3。

表1.2.3  风险等级标准

        后果等级

概率等级		轻微的	较大的	严重的	很严重的	灾难性的
		1	2	3	4	5
很可能	5	高度	高度	极高	极高	极高
可能	4	中度	高度	高度	极高	极高
偶然	3	中度	中度	高度	高度	极高
不可能	2	低度	中度	中度	高度	高度
很不可能	1	低度	低度	中度	中度	高度

“4.2.6  铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施” 如表1.2.4。

表1.2.4    风险接受准则

风险等级	接受准则	处理措施
低度	可忽略	此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。
中度	可接受	此类风险次之，一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。
高度	不期望	此类风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失。
极高	不可接受	此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。

第三章 铁路隧道风险评估

第一节  可行性研究阶段风险评估

可行性研究阶段应对工程的安全、工期、投资、环境有重大影响的控制性隧道工程进行风险评估。可行性研究阶段应先评估地质风险，确定初始风险等级，提出相应的勘察设计措施，主要工作包括：

（1）初步选定隧道线路比选方案；

（2）评估初始风险（地质），选择设计方案；

（3）根据不同的设计方案进行再评估，确定残留风险；

（4）对极高等级的残留风险应上报业主及上级主管部门，业主必须采取放弃或修改线路方案等措施；

（5）对高度等级的残留风险，设计单位应加强监测，在初步设计阶段加强地质勘探，加深线路方案及隧道技术方案的研究；

（6）对中度等级的残留风险，设计单位应予以监测。

第二节  初步设计阶段风险评估

初步设计阶段应根据可行性研究阶段评估结果，结合本阶段的勘察资料和设计原则，对采用矿山法施工的塌方、瓦斯、突水（泥、石）、岩爆、大变形等典型风险进行评估，对采用掘进机法和盾构法施工的设备、掘进、盾构进出洞等典型风险进行评估。

初步设计阶段风险评估内容和成果应满足施工阶段安全风险评估的基本要求。

初步设计阶段应根据隧道地质纵断面情况分段评估，确定初始风险（典型风险）等级，提出相应的设计措施，主要工作包括：

（1）分段评估初始风险，选择设计措施；

（2）根据设计措施进行再评估，确定残留风险；

（3）对极高等级的残留风险应上报业主及上级主管部门，业主必须采取放弃或修改线路方案等措施；

（4）对高度等级的残留风险，设计单位应加强监测，在施工图阶段补充地质勘探；

（5）对中度等级的残留风险，设计单位应予以监测。

第三节  施工图阶段风险评估

施工图阶段应根据初步设计审查意见，对设计方案需进行重大修改的隧道进行评估。

其风险评估主要工作内容同初步设计阶段。

对高度等级的残留风险，设计单位应提出风险减缓措施，减低风险到中度及以下。

对中度等级的残留风险，应在施工图注意事项中明确，在施工阶段予以监测。

第四节  施工阶段风险评估

施工阶段应在施工图阶段的风险评估结果基础上，结合实施性施工组织设计，对所有隧道进行评估。其中采用矿山法施工的隧道侧重于安全，对塌方、瓦斯、突水（泥、石）、岩爆、大变形等典型风险进行评估；采用掘进机法和盾构法施工的隧道，对设备、掘进、盾构进出洞等典型风险进行评估。

施工阶段风险评估内容和成果应满足指导施工中进行风险控制的基本要求。

 施工阶段应根据设计阶段风险评估结果，依据施工地质、资源配置及实施方案进行再评估。提出相应的施工措施，着重于施工管理、措施评价和落实，主要工作包括：

（1）在施工过程中，应根据施工揭示地质情况对风险进行动态评估，对中度等级的风险予以监测。若采用原设计方案不能有效减低风险等级到设计要求的水平，应及时上报业主，经业主决策后采取相应措施；

（2）根据施工流程按核对表法对其他风险进行识别，结合风险评估结果，按不同的评估目标（安全、工期、投资等）确定应对措施；

（3）施工中应对风险跟踪管理，定期反馈，随时与相关单位沟通。

第四章 铁路隧道风险管理

第一节  管理构架及管理职责

1、风险管理构架

风险管理应采用业主层和实施主体层两层管理。

业主层包括第一管理者、主管风险管理的负责人、风险管理职能部门及相关部门。 实施主体层包括设计单位、施工单位、监理单位等，各实施主体应分别建立风险管理小组。业主可邀请风险管理专家成立专家组，协助进行风险评估与管理（见图1.4.1）。

图1.4.1 风险管理构架图

 参与风险管理的人员上岗前应进行必要的培训。

2、风险管理职责

设计阶段业主对风险管理全面负责，设计单位（或咨询单位、相关专业机构）在业主指导下对风险进行评估；施工阶段业主对风险管理全面负责，施工单位、监理单位等在业主指导下对风险进行评估。

2.1 业主的主要职责

（1）根据工程特点及本暂行规定的相关要求，制定风险评估和风险管理工作实施办法；

（2）督导设计单位（或咨询单位、相关专业机构）进行设计阶段风险评估工作；

（3）督导施工单位开展施工阶段风险评估工作；

（4）负责对高度和极高的风险等级进行审查；

（5）必要时委托相关专业机构进行风险监测；

（6）检查、监督、协调、处理评估工作中的有关问题。

2.2 设计单位的主要职责

（1）制定设计阶段风险评估工作实施细则；

（2）进行设计阶段的风险评估工作；

（3）提出风险评估结果，纳入设计文件；

（4）向施工单位进行有关风险的技术交底和资料交接；

（5）参与施工期间的风险评估；

（6）根据风险监测结果，提出风险处理意见。

2.3  施工单位的主要职责

（1）制定施工阶段风险评估工作实施细则；

（2）进行施工阶段的动态风险评估工作；

（3）根据风险评估结果提出相应的处理措施，报业主批准后实施；

（4）在施工期间对风险实时监测，定期反馈，随时与相关单位沟通；

（5）根据风险监测结果，调整风险处理措施。

2.4  监理单位的主要职责    

（1）参与制定施工阶段风险评估工作实施细则；

（2）参与和监督施工单位风险评估与管理工作，并侧重于安全风险和环境风险；

（3）检查施工单位风险处理措施的落实情况。

第二节  可行性研究阶段风险管理

1、风险管理目标

通过对风险分析和初步评价，进行线路和隧道多方案比选，提出各方案存在的风险，明确风险等级，形成风险评估报告。规避重大风险，对选用的方案确定降低风险的初步措施，为可研决策提供依据。

2、风险管理内容

2.1 设计单位应成立风险管理小组，领导、组织、协调本单位风险管理工作。工作内容主要包括制定工作计划、进行人员培训等。风险管理小组应统筹地质、线路、隧道等相关专业，在业主和各级管理部门的配合下提供隧道的相关基础资料，包括项目建议书、勘察资料、各级主管单位相关批文、隧道所在区域类似工程的设计资料和施工情况等；

2.2 风险识别应由业主的风险管理职能部门组织，设计单位风险管理小组负责实施。风险识别应动态地进行，在识别过程中应进行持续的检查和修改，随时提供审查；

2.3 对识别出的风险因素进行筛选，将较易发现风险、通过一般措施就可以有效控制的或事故发生概率小且无严重后果的风险剔除。评价剩余风险因素的发生概率和后果等级，并最终确定初始风险的等级；

2.4 针对初始风险，相关专业应研究降低初始风险的处理措施和对策，进行方案设计，并对投资进行比较。结合风险对策措施对残留风险进行评估，确定残留风险的等级，根据风险接受准则确定残留风险是否在可接受范围以内。残留风险评估后应形成残留风险等级表。设计单位的风险评估过程和成果应由设计单位组织专门人员对其进行监控和审查，最后将评估结果上交业主；

2.5 高度和极高风险必须报送业主，原则上极高风险应规避，当受勘察阶段的影响而无法判断的风险可作为残留风险，需在文件中明确，并提出下阶段工作的建议和措施。

第三节  初步设计及施工图阶段风险管理

1、风险管理目标

初步设计阶段应对上一阶段所确定的残留的风险和新识别的风险进行评估，对影响安全的风险进行专项初步设计。施工图设计阶段应对风险进一步识别，优化设计方案，提出合理的施工方法、切实可行的工程措施、指导性施工组织设计，为施工阶段的风险管理创造条件。

2、风险管理内容

2.1 业主应首先对设计单位的质量保证体系和各级技术责任制度进行审查。

2.2 设计单位应根据上一阶段风险评估与管理的成果，更新风险信息和相关控制措施，编制本阶段风险管理实施细则；设计前应收集隧道设计的信息和资料，审查其可靠性、准确性和完整性；

2.3 设计单位应建立风险跟踪机制。内容包括设计风险交底；设计标准审查和管理；专业之间协调检查等。设计文件应符合相关的法规、规范和满足业主对风险管理的要求，保证施工安全、结构可靠、环境协调；

2.4 设计人员必须具备足够的工程经验，合理进行施工组织设计，充分考虑不同工法对安全的影响，开展有针对性的预设计，明确监测标准，确保工程的可靠性； 

2.5 编写风险管理报告，在技术交底文件中提出风险管理的注意事项。

第四节  招投标阶段风险管理

1、风险管理目标

通过在招标文件中提出的风险等级、管理要求和在投标文件中响应，确定合同中各方风险管理内容和责任，界定风险分担的原则、风险的接受准则和费用，有效保证风险管理顺利进行。

2、招标文件风险管理内容

结合隧道工程特点，制定风险管理计划，明确组织机构、人员要求、各方应承担的风险管理责任；规定投标单位应提供的相关信息，制定评分标准等内容。

3、投标文件风险管理内容

投标文件应响应招标文件，说明本企业风险管理的能力，提出新发现或预测到的各种风险，明确风险监测方法，重大风险的应急措施等内容。

第五节  施工阶段风险管理

1、风险管理目标

根据设计阶段风险评估结果、施工地质、资源配置及实施方案进行再评估，提出相应的施工措施，注重施工管理、措施评价和落实，保证施工安全和减少损失。

2、风险管理内容

2.1 施工前业主应制定风险管理计划，组织设计单位进行风险的技术交底；

2.2 施工单位应仔细、全面地熟悉施工图纸，核对图纸与现场实际情况是否相符，提出有关风险（特别是安全风险）的质疑，由设计单位在设计技术交底时解答； 

2.3 施工单位应在施工前制定风险管理实施细则，进行人员培训；

2.4 施工单位在施工前应结合设计文件对工程影响范围内的建（构）筑物、公路、地下管线、居民生产生活用水等周边环境及地质条件进行全面核查，并形成正式报告，经监理单位审核签认后，报送业主备案；

2.5 监理单位应审核施工方案中风险处置原则和风险应急措施；

2.6 施工中施工单位应在设计阶段风险评估的基础上，结合环境和地质条件、施工工艺、设备、施工水平、经验和工程特点等，对新出现的风险进行识别，提出风险处理措施供业主决策，对已识别的风险进行监测；

2.7 施工单位应在施工现场公示识别的风险，其内容包括风险描述、监测方案、应急预案、责任人等；

2.8 监理单位对施工过程中风险分级调整清单进行审核，经项目总监签认后报送业主；

2.9 业主负责组织评审和汇总，以会议纪要的形式形成评审意见，对极高、高度的风险分级调整，并报送主管领导；

2.10 施工过程中风险的监测包括施工监测、工况和环境巡视、作业面状态描述、风险处置过程和发展趋势等内容；施工单位在施工过程中应将地质超前预报、监控量测纳入施工的重要工序，按照设计要求编制施工监测的实施方案，对工程自身结构及环境风险进行全面监测；提前识别和预测地质风险因素，保证施工安全；

2.11 监理单位对施工监测实施方案进行审批，并报送业主，监理单位应监督、检查施工单位的监控量测、巡视、状态描述、风险跟踪及地质超前预报等实施情况；

2.12 施工中参建单位应建立风险的预警、响应及信息报送机制。根据实时监测数据、工况、环境巡视和作业面异常状态等，施工单位确定预警级别，形成异常状况报告；对可能发生重大突发风险事件的预警状态，施工单位应立即启动相关预案，组织处理，同时第一时间报送业主、设计单位、监理单位。

2.13 监理单位在收到施工单位提交预警异常状况报告后应立即组织施工单位进行分析，审批施工单位报送的预警状态处理措施，审查消警建议报告并报总监、业主和设计单位，并负责检查施工单位的措施执行情况。

2.14 业主应根据预警异常状况报告、监测数据及分析成果、巡视信息，及时审核、分析并确认风险预警级别，采取有针对性的风险处理措施。其他参建单位应承担风险处理的组织、协调、监督及实施等职责。

附录

附录1  隧道风险清单表示例

XXX隧道风险清单表

风 险 清 单			序号	M01	日期	2008.3.16
隧道名称		XXX隧道	审核		阶段	施工阶段
序号	风险 事件	风险产生的原因	险源 类别	后果		备注
1	基底下沉、影响工程进度	DK598+359处洞口临近桥台，DK603+525处出口桥台进洞，且仰坡较陡。由于桥隧工程相互交错，施工中相互制约，影响工程进度，基坑开挖可能危及隧道洞口基础稳定。	G	延误工期		施工时需要 检查
		1、未编制好施工方案，或未按施工方案施工，未安排好施工工序。 2、未按设计要求进行桥台基础开挖。 3、桥台基础开挖使用爆破开挖，为控制好装药量，爆破危及洞口基础稳定	S	投资增加		施工时需要 检查
2	易塌方、冒顶。	DK598+359～+379段为洞口偏压埋深段，围岩为节理较发育、产状接近水平的页岩夹砂岩，其自稳能力差，易坍方、冒顶。	G	人员伤亡、财产损失		施工时需要 检查
3		1、未设计参数进行支护。 2、掌子面汇集有水、未按设计开挖方法进行开挖，采用爆破开挖。3、未及时进行初期支护、二次衬砌、仰拱。	S	人员伤亡s		施工时需要 检查
4		DK598+744～+733、DK598+733～820段埋深较浅，位于工程滑坡影响范围内，且DK598+733处为明暗洞分界处，其自稳能力差，易坍方、冒顶、滑坡体下滑等。	G	人员伤亡		施工时需要检查、做好超前地质预报
5	滑坡体复活、滑坍	进口段DK598+380～DK598+520发育一股滑坡体，该滑坡体地貌明显，前缘剪出面位于基岩顶面，高出洛河河床40～50m，坡面平台发育，后壁陡立，高约10～15m，滑坡面处于土石界面，可见发育一层泥质页岩，全风化，遇水软化，呈土状。滑坡体易复活导致人员伤亡、财产损失	G	人员伤亡、财产损失、 投资增加、		施工时需要检查、做好超前地质预报和沉降观测
6		浅埋沟DK598+760～598+950发育滑坡体，该滑坡体明显，前缘剪出面位于基岩顶面，高出冲沟沟床3m，坡面平台发育，后壁陡立，高约10～15m，坡面植被较发育，可见灌木歪斜，呈马刀型；滑坡滑面处于土石界面，可见发育一层泥质页岩，全风化，遇水软化，呈土状，并可见光滑镜面，略见擦痕。滑体内含一定地下水，土体厚度20～40m，土体不纯，含有一定的基岩碎块石。	G	人员伤亡、第三方人员伤亡、第三方损失、投资增加		施工时需要检查、做好超前地质预报和沉降观测
7		DK598+720～DK598+744位于工程滑坡影响范围内，易导致滑坡、塌方。
8		1、爆破开挖时未按设计进行 2、掌子面汇集有水、未按设计开挖方法进行开挖，采用爆破开挖。 3、雨季施工	S	人员伤亡		施工时需要 检查
9	塌方、 冒顶。	DK598+720～DK598+800、DK600+550～DK600+850、DK602+600～DK602+720段埋深很浅，围岩为节理较发育、产状接近水平的页岩夹砂岩、且位于富水地区，其自稳能力差，易坍方、冒顶。	G	人员伤亡、		施工时需要检查、做好超前地质预报和沉降观测
		DK598+700～DK598+720段埋深较浅，围岩为节理较发育、产状接近水平的页岩夹砂岩其自稳能力差，易坍方、冒顶。	G	人员伤亡、		施工时需要检查、做好超前地质预报和沉降观测
		1、未设计参数进行支护。 2、掌子面汇集有水、未按设计开挖方法进行开挖，采用爆破开挖。3、未及时进行初期支护、二次衬砌、仰拱。	S	人员伤亡、		施工时需要 检查
10	塌方	工期压力大，围岩整体差，工期与掘进速度存在矛盾，在巨大的工期压力下，施工队伍易加大循环进尺量，造成塌方。		人员伤亡、		施工时需要 检查
11	基底下沉、塌方、房屋下沉开裂	DK559+200公路，DK600+020、DK601+700、DK559+775附近高压线、DK601+600下穿房屋，易下沉、塌方。	G	人员伤亡、第三方人员伤亡、投资增加		施工时需要检查、沉降观测
12	变形量大	围岩单轴抗压强度低，开挖后自稳过程易产生较大变形，预留量难以确定。	G	投资增加 第三方损失		施工时需要检查、沉降观测
13	塌方	工期压力大，围岩整体差，工期与掘进速度存在矛盾，在巨大的工期压力下，施工队伍易加大循环进尺量，造成塌方。	S	人员伤亡、		施工时需要 检查
14	触电 火灾	如施工人员麻痹大意易发生用电、火灾等事故。	S	人员伤亡、		施工时需要 检查
15	环境 污染	进出口均弃碴于洛河河谷，易冲刷，碴体易流失，碴体堆积过高会压缩河道，对桥梁不利。	S	环境污染、投资增加		施工时需要 检查
16	安全 事故	爆破、支护、机械等操作不规范， 发生人员伤亡。	S	人员伤亡		施工时需要 检查
17	瓦斯 爆炸	页岩夹砂岩中局部夹有煤线， 可能存在瓦斯。	G	人员伤亡		施工时需要 检查
		1、未按照设计，确定瓦斯探测方法，制定瓦斯稀释措施、防爆和紧急救援措施。 2、瓦斯检测设备数量不足，或报警装置失灵。 3、通风设备能力不足，通风量不够，或没有备用电源，停电后瓦斯聚集。 3、瓦斯检测不及时。 4、施工人员未进行安全技术培训。 5、隧道开挖不符合有关瓦斯隧道施工规定。 6、未用煤矿爆破专用安全炸药。 7、洞内机电设备不符合防爆安全规定。 8、没有落实火源管理、易燃品管理制度。	G	人员伤亡		施工时需要 检查
18	洪水 倒灌	1、渡槽明洞处排水不畅 2、在雨季施工 3、弃碴将沟槽堵塞	S	人员伤亡		施工时需要 检查
19	交通事故	1、洞内车辆车祸 2、洞外车辆车祸	s	人员伤亡		施工时需要 检查

注:G表示地质因素；S表示施工因素。

附录2  隧道初始风险等级示例

XXX隧道洞内初始风险等级表

序号	段落	风险事件	成因	初始风险
				概率等级	后果 等级	风险 等级
1	D1HK2+100～D1HK2+180	塌方	基岩为泥岩夹砂岩、页岩和灰岩，围岩质软， 节理发育	3	2	中度
2	D1HK2+180～D1HK2+260	塌方	基岩为泥岩夹砂岩、页岩和灰岩，围岩质软， 节理发育	3	2	中度
3	D1HK2+260～D1HK2+490	塌方	基岩为泥岩夹砂岩、石英砂岩，围岩质软， 节理发育	2	1	低度
4	D1HK2+490～D1HK2+500	塌方、瓦斯	基岩为泥岩夹砂岩、石英砂岩，围岩质软， 节理发育，地层含低瓦斯	3	2	中度
5	D1HK2+500～D1HK2+540	塌方、瓦斯	基岩为砂岩、页岩、炭质页岩及煤，围岩质软， 节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
6	D1HK2+540～D1HK2+605	塌方、瓦斯	基岩为砂岩、页岩、炭质页岩及煤，围岩质软， 节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
7	D1HK2+605～D1HK2+5	塌方、瓦斯	基岩为砂岩、页岩、炭质页岩及煤，围岩质软， 节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
8	D1HK2+5～D1HK2+650	塌方、瓦斯	基岩为砂岩、页岩、炭质页岩及煤，围岩质软， 节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
9	D1HK2+650～D1HK2+700	塌方	基岩为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	2	1	低度
10	D1HK2+700～D1HK2+735	塌方、瓦斯	基岩为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩及煤线，围岩质软，节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
11	D1HK2+735～D1HK2+775	塌方、瓦斯	基岩为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩及煤线，围岩质软，节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
12	D1HK2+775～D1HK2+810	塌方、瓦斯	基岩为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩及煤线，围岩质软，节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
13	D1HK2+810～D1HK2+850	塌方、瓦斯	基岩为长石石英砂岩、石英砂岩夹页岩及煤线，围岩质软，节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	3	2	中度
14	D1HK2+850～D1HK2+900	塌方、瓦斯、突泥突水	基岩为白云岩、灰岩、页岩及盐溶角砾岩，围岩质软，节理裂隙较发育。地层含低瓦斯	4	3	高度
15	D1HK2+900～D1HK2+945	塌方、 突泥突水	基岩为白云岩、灰岩、页岩及盐溶角砾岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	4	3	高度
16	D1HK2+945～D1HK2+970	塌方、突泥突水	基岩为白云岩、灰岩夹盐溶角砾岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	4	3	高度
17	D1HK2+970～D1HK3+050	塌方、 突泥突水	基岩为白云岩、灰岩夹盐溶角砾岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	3	3	高度
18	D1HK3+050～D1HK3+055	塌方、 突泥突水	基岩为白云岩、灰岩夹盐溶角砾岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	4	3	高度
19	D1HK3+055～D1HK3+100	塌方、 突泥突水	基岩为灰岩夹泥灰岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	4	3	高度
20	D1HK3+100～D1HK3+145	塌方、 突泥突水	基岩为灰岩夹泥灰岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	3	3	高度
21	D1HK3+145～D1HK3+150	塌方、 突泥突水	基岩为灰岩夹泥灰岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	3	3	高度
22	D1HK3+150～D1HK3+200	塌方、 突泥突水	基岩为白云岩、白云质灰岩夹盐溶角砾岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	4	3	高度
23	D1HK3+200～D1HK3+280	塌方、 突泥突水	基岩为白云岩、白云质灰岩夹盐溶角砾岩，围岩质软，节理裂隙较发育。	3	3	高度
24	D1HK3+280～D1HK3+290	塌方、 突泥突水	基岩为泥岩夹泥质灰岩、灰岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	3	3	高度
25	D1HK3+290～D1HK3+410	塌方、 突泥突水	基岩为泥岩夹泥质灰岩、灰岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	4	3	高度
26	D1HK3+410～D1HK3+0	塌方、 突泥突水	基岩为泥岩夹泥质灰岩、灰岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	3	3	高度
27	D1HK3+0～D1HK3+5	塌方、 突泥突水	基岩为泥岩夹泥质灰岩、灰岩，围岩质软， 节理裂隙较发育。	4	3	高度

附录3  隧道风险后果等级示例

隧道风险后果等级表

风险事件	后果一	后果二	后果三	后果四	后果五	取值
塌方	经济损失等级 1	人员伤亡等级 2	工期延误等级 1	环境影响等级 1	第三方经济损失等级 1	后果二
突水	经济损失等级 2	人员伤亡等级 3	工期延误等级 1	环境影响等级 2	第三方经济损失等级2	后果二
地表失水	/	/	/	环境影响等级 2	第三方经济损失等级1	后果四
地表房屋塌陷	/	/	/	环境影响等级 1	第三方经济损失等级3	后果五

一般情况，应以安全风险作为评估目标，应着重人员伤亡等级的评定。

对于岩溶隧道，当地下水位线较高，隧道位于水平循环带，地表人口多，生产生活用水量大时，应着重环境影响等级和第三方经济损失等级的评定。

对于软岩大变形，应着重工期延误等级的评定。

对于下穿铁路、公路及其他建（构）筑时，应着重工期延误等级和第三方经济损失等级的评定。

附录4  XXX隧道安全风险评价纵断面图

第二部分 铁路隧道监控量测技术

第一节  监控量测目的和意义

监控量测是指在隧道施工过程中，对围岩及支护结构体系的相关稳定状态进行监测，以了解和掌握围岩稳定状态及支护结构体系可靠程度，确保隧道施工安全和结构的长期稳定性，为隧道施工中围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整、修正及优化设计提供依据，是实现信息化设计与施工不可缺少的一道工序。

监控量测工作的具体目的和意义如下：

(1) 确保施工安全。根据监测的围岩及支护结构体系动态信息，及时评价围岩及支护结构体系的稳定性状态，用以指导施工，确保施工安全。

(2) 修正及优化设计。通过对监测的围岩及支护结构体系动态信息进行综合分析，其信息反馈结果用以检验和修正、优化施工前的预设计。

(3) 弥补理论分析的不足。采用现场实测的结果与理论分析结果进行检验，弥补理论分析的不足，掌握地层和支护结构体系的变位及受力信息，以便采取相应的施工技术措施，比如改变施工方法、确定临时支护的拆除时机及二次衬砌施作时机、调整开挖步序等，以避免出现施工事故。

(4) 对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控，判断隧道施工对周围环境(建筑物、地下管线、海洋鱼类)的影响程度，寻求预防的方法。

(5) 量测数据和资料是处理工程合同纠纷的重要依据。可以防止承包商采用虚假的资料和数据隐瞒工程质量，找到工程质量问题的根源所在，并在业主与承包人索赔纠纷时提供确凿的证据。

(6) 积累资料。通过施工监控量测，了解该工程客观条件下所表现出来的一些地下工程施工规律和特点，为今后类似工程或工法本身的发展提供借鉴，以提高地下工程的设计和施工水平；并为隧道运营后的养护与维修提供可靠的原始数据。

第二节  施工监控量测系统组成

由于施工监控量测系统涉及的工程内容和专业范围广泛，对监控量测人员素质要求较高，要完成对整个项目的施工监控量测，就需要建立一个比较完善的监控量测系统，隧道施工监控量测系统由四个子系统组成，如图1：

图2.1 隧道施工监控量测系统组成

(1)现场传感器及测点埋设子系统

该子系统是施工监控量测最基本系统，传感器和测点埋设的好坏，会直接影响到量测结果的可靠性，该子系统实施需设计、施工及监理单位等密切配合，相互协作，按规范及监测方案要求及时准确地进行传感器及测点埋设工作。

(2)现场信息采集子系统

为了完成现场数据的准确采集和及时反馈，在项目的实施过程中，除了要求有相应的数据采集设备外，更重要的是要由有经验的土木工程师和专业测量人员组成的联合队伍，能科学、经济而又高质量地完成现场监测任务。

(3)信息处理子系统

从现场得到的数据内容繁多，要建立一个专门的数据库系统对数据按照一定的形式进行合理的存储和处理，使其结果很容易被建设单位、设计单位及监理单位采用和掌握。

(4)信息反馈及报警子系统

该子系统主要根据连续跟踪测量的结果提前预报，提前报警，尽可能地减少事故，并把已发生的事故通过采取控制措施使其所造成的损失降低至最小。

上述四个子系统是互有影响的，其中现场传感器及测点埋设子系统是实施监控量测工作的前提和基础，现场信息采集子系统是实施监控量测工作的一项重要内容，信息处理子系统是实施监控量测工作的一项核心内容，信息反馈及报警子系统是实施监控量测工作的最终目的，现场只有认真完成四个子系统的相关工作，才能有效地发挥施工监控量测的作用。

第三节  施工监控量测技术

1、监控量测项目

施工监测项目根据其重要性可分为必测和选测两大类。其中必测项目是为了在设计、施工中确保围岩稳定，并通过判断围岩的稳定性来指导设计、施工的经常性量测项目，这类量测项目通常测试方法简单、费用少、可靠性高，但对监视围岩稳定、指导设计和施工却具有重要的作用，如表2.1。

表 2.1   监控量测必测项目

序号	监控量测项目	常用量测仪器	备注
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
3	净空收敛	收敛计、全站仪
4	地表沉降	水准仪、铟钢尺或全站仪	隧道浅埋段

选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行补充测试，以求更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护效果，以便更好地指导未开挖区的设计与施工，这类量测项目测试较为麻烦、量测项目较多、费用较大，一般只根据需要选择其部分项目，如表2.2。

表2.2   监控量测选测项目

序号	监控量测项目	常用量测仪器
1	围岩压力	压力盒
2	钢架内力	钢筋计、应变计
3	喷混凝土内力	混凝土应变计
4	锚杆轴力	钢筋计
5	二次衬砌内力	混凝土应变计、钢筋计
6	初期支护与二次衬砌间接触压力	压力盒
7	围岩内部位移	多点位移计
8	隧底隆起	水准仪、铟钢尺或全站仪
9	爆破振动	振动传感器、记录仪
10	孔隙水压力	水压计
11	水量	三角堰、流量计
12	纵向位移	多点位移计、全站仪

施工监控量测项目的选取一般应根据围岩条件、隧道埋深、工程规模、支护类型和施工方法等因素综合考虑确定。示例：厦门翔安隧道工程

根据厦门翔安隧道工程实际情况，确定监测项目的选取原则如下：

(1)以地质及支护状况观察、拱顶下沉、洞周位移收敛量测为主。

(2)为了利用服务隧道量测信息修正主隧道结构参数和施工方法，在服务隧道围岩条件较差地段，进行必要的支护结构内力监测。

(3)在主隧道围岩条件较差、不同施工工法、不同支护类型地段，适当增加支护结构内力监测。

(4)针对海底隧道特点，在主隧道围岩条件较差、渗水性较好的特殊地段(主要为陆域砂层段、海域风化槽段)适当增加围岩压力与两层支护间压力、孔隙水压力监测。

具体监测项目情况见表2.3：

表2.3 厦门翔安海底隧道施工监控量测项目内容

序号	内容	常用量测仪器	备注
1	地质及支护状况观察	现场观察、数码相机、罗盘仪	必测项目
2	拱顶下沉量测	水准仪、钢挂尺、全站仪	必测项目
3	洞周位移收敛量测	收敛计、全站仪	必测项目
4	初期支护内力量测	钢筋计	选测项目
5	二次衬砌内力量测	混凝土应变计	选测项目
6	围岩压力与两层支护间压力量测	压力盒	选测项目
7	孔隙水压力量测	水压计	选测项目

2、监控量测断面布置

根据监控量测项目性质的不同，监控量测断面也可相应的分为两种，即一般性监控量测断面和代表性监控量测断面，一般性监控量测断面主要监测必测项目内容，而代表性监控量测断面则主要监测选测项目内容。通常情况下，一般性监控量测断面和代表性监控量测断面均布置在隧道正洞内。

根据隧道设计规范，其确定监控量测的断面布置原则如下：

(1)一般性监控量测断面：断面布置间距一般为10～50m，对于洞口段、浅埋地段、特别软弱地层地段应小于20m；

(2)代表性监控量测断面：应视需要而定，或在有代表性的地段选取若干测试断面，凡是地质条件差或重要工程，应从密布置。

《日本新奥法设计施工细则》中，也对一般性监控量测断面的布置给予了说明，具体见表2.4：

表2.4 位移监控量测断面布置间距

条件

围岩	洞口附近	埋深小于2B	施工进展200m前	施工进展200m后
硬岩地层断层破碎带除外	10	10	20	30
软岩地层不产生很大塑性地压	10	10	20	30
软岩产生很大塑性地压	10	10	20	30
土砂	10	10	10～20	20

注：B为隧道开挖宽度，单位(m)。

根据上述监控量测断面布置原则，依据隧道施工设计地质纵断面图，在充分考虑了围岩级别、隧道埋深、施工方法、预加固措施等因素情况下，进行隧道监控量测断面布置。以厦门翔安海底隧道为例：

(1)一般性监控量测断面：主要监测拱顶下沉、洞周位移收敛两项内容。为了解整个断面的位移变化情况，拱顶下沉、洞周位移收敛监测项目均布置在同一断面内。根据现场实际情况，监测断面重点布置在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩及其软硬岩交界处、围岩地质条件变化激烈等地段，其中Ⅲ级围岩地段量测断面间距平均为40m，Ⅳ级围岩地段量测断面间距平均为30m，Ⅴ级围岩地段量测断面间距平均为20m，局部围岩条件差的地段量测断面加密为10或15m，围岩条件好的地段量测断面加大为50m。

(2)代表性监控量测断面：主要监测初期支护内力、二次衬砌内力、围岩压力与两层支护间压力、孔隙水压力等内力监测内容。为了解整个断面的受力状态，各内力监测项目均布置在同一断面内，同时为了使内力监测与位移监测结果相互对照，满足后期科研需要，内力监测断面也尽量与位移监测断面布置在同一断面内。内力监测断面根据现场围岩地质条件及其需要，重点布置在埋深较大、围岩条件差、风化槽以及渗水性较好的砂层等代表性地段。

3、监控量测测点布置

3.1拱顶下沉测点布置

隧道拱顶下沉是判断围岩是否稳定的重要标志。拱顶下沉测点原则上布置在隧道拱顶中心线部位，通常设置一个测点，当隧道开挖跨度较大时，为避免拱顶下沉测点在施工中遭遇到破坏，给后期测点补埋带来不便，一般可预留2个备用测点。拱顶下沉测点随着施工工法的不同，其布置形式有所不同，对于分块开挖的施工工法，在每个开挖分块的拱顶部位均要布置拱顶下沉测点。

对于一般隧道而言，其施工工法主要有全断面法、台阶法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法，各施工工法的拱顶下沉测点布置示例详见图2.2：

             

(a) 全断面法/台阶法                      (b) CD法/CRD法

(c) 双侧壁导坑法

图2.2  拱顶下沉量测测点布置示例

3.2 洞周位移收敛测点布置

洞周位移收敛能直观反映隧道围岩应力状态变化，可为判断隧道稳定性提供可靠的信息，并根据收敛速度判断隧道围岩的稳定程度，确定二次衬砌合理的支护时机。洞周位移收敛测点原则上应均匀布置在隧道周边侧壁上，并且全部测点均布置在同一垂直平面内，左右对称测点位于同一水平线上。洞周位移收敛测点布置根据施工工法的不同其测点数量及其布置方式有所不同。台阶法、全断面法、CRD法、CD法和双侧壁导坑法各工法的洞周位移收敛测点具体布置方式如图2.3：

       

(a)全断面法/台阶法                       (b)CD法

      

(c)CRD法                         (d)双侧壁导坑法

图2.3  洞周位移收敛测点与测线布置示例

图2.3 中各测点及测线的布置应根据断面各施工部开挖先后顺序分批进行布置，并以水平测线量测为主，斜测线量测为辅。值得注意的是位于中隔墙临时支撑上的测点，由于受施工部的影响，位移变化规律为左右移动，量测时应引起监控量测人员的注意，以确保临时支护结构的稳定性。另外，监测断面位移测点的数量可根据现场施工情况和对判断围岩及初期支护结构的稳定状态做适当的增减。

3.3 初期支护内力测点布置

初期支护内力量测主要是为了了解钢支撑或格栅钢架受力大小，为钢支撑或格栅钢架的选型与设计提供依据；根据钢支撑或格栅钢架的受力状态，判断隧道稳定性，从而评价钢支撑或格栅钢架的支护效果。

初期支护钢支撑或格栅钢架应力量测采用钢筋计焊接在型钢腹板上来量测钢支撑应力，或用钢筋计焊接在格栅钢架的主筋上量测。针对厦门翔安海底隧道而言，台阶法、CRD法、CD法和双侧壁导坑法各施工工法的初期支护内力测点布置情况如图2.4所示：

        

(a)全断面法或台阶法                        (b)CRD法或CD法

(d)双侧壁导坑法

图2.4 初期支护内力测点布置示例

图2.4中各测点钢筋计的安装应根据断面各施工部开挖先后顺序分批进行布置，为了获得钢支撑或格栅钢架的内力，在每个截面钢支撑或格栅钢架拱顶、左右拱脚、左右边墙、中隔壁等各部位内外侧各布置一个钢筋计，且钢筋计测点应尽量布置在同一榀钢支撑内。安装钢筋计时，应详细记录各钢筋计的编号及其相应埋设的位置，以便读取数据后进行结构内力分析。钢筋计按安装要求埋设后，应测取初读数。另外，监测初期支护内力测点的数量可根据对判断初期支护结构的受力状态的需要做适当的增加。

3.4 二次衬砌内力测点布置

为了解二次衬砌的受力特性，在模注混凝土浇注前，把混凝土应变计埋入其内，以量测二次衬砌不同部位的应力。

隧道二次衬砌内力测点布置示例见图2.5。为反映隧道整个断面二次衬砌的受力状态，分别在隧道拱顶、左右侧拱脚、左右侧边墙共五个部位布置二次衬砌内力测点。为了获得二次衬砌内力(轴力、弯矩)，在每个截面各部位的内外侧分别布置一个混凝土应变计，安设时应详细记录各应变计的编号及其相应的位置，以便测取数据后进行结构内力分析。

 

图 2.5 二次衬砌内力测点布置示例

3.5 围岩压力与两层支护间压力测点布置

为了获得围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间接触压力分布规律，分别在施作初期支护、二次衬砌之前，在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间安装压力盒。为了解整个断面的接触压力情况，分别在隧道拱顶、左右侧拱腰、左右侧拱脚共五个部位布置接触压力测点，具体布置示例分别见图2.6、图 2.7。

      

图 2.6 围岩与初期支护间接触压力测点布置示例      图2.7 两层支护间接触压力测点布置示例

3.6 孔隙水压力测点布置

为了掌握初期支护、二次衬砌背后水压力分布规律，分别在施作初期支护、二次衬砌防水板之前，在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌防水板之间安装水压计。为了解整个断面承受的水压力情况，分别在隧道拱顶、左右侧拱脚、仰拱底部共四个部位布置孔隙水压力测点，具体布置分别见图2.8、图2.9:

    

图2.8初期支护孔隙水压力测点布置        图2.9  二次衬砌孔隙水压力测点布置

4、监控量测频率

4.1 地质及支护状况观察

掌子面的工程地质与水文地质的观察和描述，对于判断隧道围岩稳定性和预测掌子面前方的地质条件是十分重要的；掌子面附近初期支护状态的观察和裂缝的描述，是直接判断围岩、隧道稳定性和支护结构参数合理性的重要手段。因此，地质及支护状况观察应在每个开挖循环后都必须及时进行。

4.2 变形及下沉监测频率

测点应设在距开挖面2m范围之内，并应在工作面开挖以后24h内或下一次开挖之前测取初读数。拱顶下沉量测频率主要根据位移速度及距工作面开挖距离而定，具体见表 2.5、2.6：

表 2.5  按距开挖面距离确定的监控量测频率

监控量测断面距开挖面距离（m）	监控量测频率
（0～1）B	2次/d
（1～2）B	1次/d
（2～5）B	1次/2～3d
＞5B	1次/7d

注： B—隧道开挖宽度。

表2.6 按位移速度确定的监控量测频率

位移速度（mm/d）	监控量测频率
≥5	2次/d
1～5	1次/d
0.5～1	1次/2～3d
0.2～0.5	1次/3d
＜0.2	1次/7d

由位移速度决定的量测频率和由距开挖面的距离决定的量测频率之中，原则上采用频率高的，当位移倾向一定时，亦可不采用上表的数据。

4.3 初期支护内力监测频率

测点应按设在距开挖面1m范围之内，传感器埋设后便可进行初读数，最初阶段需每天都进行读数，当传感器读数变化异常时，可适当增加读数频率，当传感器读数变化趋于稳定时，可减小读数频率。

4.4 二次衬砌内力监测频率

传感器应在指定的监测断面混凝土浇注前埋设完毕，传感器埋设后便可进行初读数，最初阶段需每天进行量测，当传感器读数变化异常时，可适当增加读数频率，当传感器读数变化趋于稳定时，可减小读数频率。

4.5 围岩压力与两层支护间压力监测频率

围岩与初期支护间接触压力测点应按设在距开挖面1m范围之内，并应在初期支护喷射混凝土前及时埋设；初期支护与二次衬砌之间接触压力测点应在监测断面浇注二次衬砌混凝土之前及时埋设。传感器埋设后便可进行初读数，最初阶段需每天都进行量测，当传感器读数变化异常时，可适当增加读数频率，当传感器读数变化趋于稳定时，可减小读数频率。

4.6 围岩压力与两层支护间压力监测频率

围岩与初期支护间孔隙水压力测点应按设在距开挖面1m范围之内，并应在初期支护喷射混凝土前及时埋设；初期支护与二次衬砌之间孔隙水压力测点应在监测断面实施二次衬砌防水板之前及时埋设。传感器埋设后便可进行初读数，最初阶段需每天都进行量测，当传感器读数变化异常时，可适当增加读数频率，当传感器读数变化趋于稳定时，可减小读数频率。

第四节  监控量测方法

1、地质及支护状况观察方法

细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是既省事而作用很大的监测方法，它可以获得与围岩稳定性状态有关的直观信息，如预测开挖面前方的地质条件；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。对掌子面进行目测，主要了解掌子面的工程地质和水文地质条件。目测观察的内容如表2.7：

表2.7  掌子面目测观察内容

序号	目测观察内容
1	地质种类和分布状态
2	岩性特征(岩石的颜色、成分、结构、构造)
3	地层时代及产状
4	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
5	断层的性质、产状，破碎带宽度、特征
6	涌水量大小、涌水位置、涌水压力
7	开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象

将目测观察到的有关情况和现象，详细记录并绘制成图册：每个监测断面绘制一张隧道开挖工作面素描图，图中包括剖面位置及间距。观察内容见表2.8：

表2.8 初期支护目测观察内容

序号	目测观察内容
1	初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录
2	有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象
3	喷射混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷射混凝土是否发生剪切破坏
4	有无锚杆和喷射混凝土施工质量问题
5	钢拱架有无被压屈现象
6	是否有底鼓现象

每次爆破后和初喷混凝土后，通过肉眼观察，对围岩和隧道稳定性进行评价，看围岩级别是否与设计相符，必要时应拍照存档。

2、位移量测方法

根据量测方式的不同，位移量测可大体分为两大类，即接触量测方法和非接触量测方法。接触量测方法主要采用人工手动方式对隧道周边布置的位移测点进行量测，一般采用精密水准仪对拱顶下沉进行量测，采用收敛计对洞周位移收敛进行量测，该方法只能获取隧道周边各位移测点的相对距离。其量测速度较慢，且对施工具有一定的干扰，特别是对于大断面隧道而言，由于其开挖跨度较大、开挖高度较高，进行人工接触量测实施较为困难，因此，接触量测方法一般只适用于开挖断面较小的隧道位移量测。

非接触量测方法主要采用相应的仪器对隧道周边布置的位移测点进行自动量测，其不仅能获取隧道周边各位移测点的相对距离，还可以获取各位移测点的绝对位移数值。非接触量测方法进行位移量测，不用接触到位移测点，其量测速度较快，省时省力，测量时可尽量较少对施工的干扰，其量测无论是对于普通隧道还是对于大断面隧道均可适用，因此，越来越受到人们的关注。

非接触量测方法根据采用仪器的不同，可分为数值相机非接触量测方法和全站仪非接触量测方法两种，目前，随着高精度全站仪的出现，全站仪非接触量测结果精度不断提高，其非接触量测技术也日趋成熟，并且在国内众多隧道的位移量测中也开始逐渐的应用和推广。厦门翔安海底隧道由于其开挖断面较大，因此在进行洞周位移量测时，主要采用全站仪非接触量测方式进行，下面就全站仪非接触量测现场实施要求进行介绍。

2.1 后视点埋设实施要求

后视点是否稳定对设站点的坐标量测精度和测点的坐标量测精度影响甚大，保持其稳定是现场人员值得关注的问题，现对台阶法、全断面法、CRD法、CD法和双侧壁法的三维位移量测后视点埋设实施要求进行介绍。

(1)二次衬砌断面与监测断面较近

当二次衬砌离检测断面较近，可将二次衬砌作为稳定的断面，然后将后视点布置在二次衬砌周边，同时应确保后视点的位置与各分部测点之间通视，如果各部中的位移测点与后视点都保持通视，则可共用同一个后视点和三维坐标系。

(2)二次衬砌与监测断面较远

对于台阶法和全断面法施工的隧道，当掌子面距离二次衬砌较远时，后视点可以布设在初期支护左右墙上，为保证后视点的稳定性，后视点所在的位置必须全断面封闭且已经稳定。

对于CRD法、CD法和双侧壁导坑法施工的隧道，随着掌子面的推进，由于受中隔墙的影响，各部监测断面无法共用同一组后视点和相同的三维坐标系，各分部必须布设自己的后视点和建立相应的三维坐标系。当各分部到达监测断面时，为实现该部测点三维位移量测，必须在该部布设后视点和建立三维坐标系。为保证后视点的稳定性，后视点必须布置在该部的边墙上，后视点所在的位置必须全断面封闭且已经稳定。

后视点预埋件安设完毕后，将反射膜片或棱镜固定在预埋件上，为提高量测精度，预埋件尽量与该部导坑轴线约成90°角，对于三维位移量测，后视点是否稳定是确保量测精度的关键，所以必须避免隧道施工对后视点的扰动。现场后视点布置见图2.10。

图2.10 CRD1部后视点布置图

2.2 测点埋设实施要求

(1)预埋件的安装

当有钢拱架支护时，预埋件埋设在钢拱架上；当无钢拱架支护时，用钻机直接在周壁围岩上钻孔，用锚固剂将预埋件锚固稳定，为避免施工机械碰撞，预埋件上的钢板露出围岩或初期支护面即可。预埋件与隧道轴线夹角约成45～90°角，必须采取一定保护措施防止混凝土直接喷射于预埋件的钢板面。在位移量测过程中，必须防止预埋件在隧道施工时被扰动，例如，挖掘机施工时碰撞，台车移动时碰撞等，禁止预埋件上悬挂施工物品，例如，管子，电缆等。如果被扰动，量测人员会把扰动的位移误认为测点变形而误判围岩的稳定性，所以对预埋件的保护必须重视。

各工法位移测点预埋件埋设图见图2.11。

(a)台阶法或全断面法                   (b) 双侧壁法

(c) CRD法                   (d) CD法

图2.11 不同工法预埋件布置图

 (2)反射膜片安装

初次量测时，将反射膜片贴于清理干净的预埋件钢板上，要特别注意防止喷射混凝土喷射在其表面，采取保护措施，为了保证照准目标，必须有强光源照射灯，由另一量测人员进行照射，调整光线角度，观察反射片表现最亮时即可进行量测。强光照射下的反射片，见图2.12所示。

反射膜片安装后，必须保持其位置固定不变，所以，量测人员必须与现场施工技术人员进行协调，防止施工人员在施工时对其扰动，例如，边墙管线的碰撞，车辆、施工机械等的撞击。

图2.12 台阶法现场测点布置图

(3)数据记录和处理

量测完毕后，将数据导入存储卡中，用读卡器与计算机相连，用EXCEL程序将文本文档转化为Excel表格文档，分析处理数据，剔除粗大误差后，将测点的三维坐标X，Y，Z值填入三维位移量测记录卡中，计算测点的三维位移量△X，△Y，△Z，然后可计算三维位移变化速率VX，VY，VZ，同时根据量测的测点三维坐标，计算测点之间的相对距离Dij、测线的收敛值△Dij以及收敛变化速率VDij，根据数据处理的结果判断围岩和支护结构的稳定性，如果遇到位移异常情况，立即向监理单位和施工单位出险情报告，加强观测，提出相应的施工对策。

3、初期支护内力量测方法

初期支护内力量测主要是量测钢支撑或格栅钢架应力，一般采用钢筋计进行。为了获得钢支撑或格栅钢架的内力，在每个截面的内外侧各布置一个钢筋计。对于钢支撑，钢筋计焊接在型钢腹板上，沿隧道壁面切线方向布设。对于格栅钢架，钢筋计焊接在主筋上，或者截断主筋，将钢筋计焊接在截断处，钢筋计也沿隧道壁面切线方向布设。

初期支护内力数值主要采用便携式读数仪进行测取，对测取的读数数值进行相关公式计算，即可获得初期支护内力大小。

4、二次衬砌内力量测方法

在模注混凝土浇注过程中，把混凝土应变计埋入混凝土内，量测二次衬砌应力。为了获得二次衬砌内力，在每个截面的内外侧各布置一个混凝土应变计。混凝土应变计沿隧道壁面切线方向布设。

二次衬砌内力数值主要采用便携式读数仪进行测取，对测取的读数数值进行相关公式计算，即可获得二次衬砌内力大小。

5、围岩压力与两层支护间压力量测方法

为了获得围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间接触压力分布规律，分别在施作初期支护、二次衬砌之前，在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间安装压力盒。

接触压力数值主要采用便携式读数仪进行测取，对测取的读数数值进行相关公式计算，即可获得相应接触压力大小。

6、孔隙水压力量测方法

为了掌握初期支护、二次衬砌背后水压力分布规律，分别在施作初期支护、二次衬砌防水板之前，在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌防水板之间安装水压计。水压计数据线用PVC管保护并固定于初期支护面上，于拱脚处从防水板下缘引出，所有的数据线均由一侧引出。在初期支护挖一个沟槽，将水压计放入其中，使其探头可以直接与水接触。在水压计四周填上干沙将水压计固定。再用水泥砂浆将沟槽封住以防水压计掉落。用于回填的细砂要求干净无污染。

孔隙水压力数值主要采用便携式读数仪进行测取，对测取的读数数值进行相关公式计算，即可获得孔隙水压力大小。

第五节  监控量测数据分析及信息反馈

1、监控量测数据分析处理

施工监控量测采用的仪器设备种类繁多，需人工读数、记录，每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。

1.1 量测数据的整理

为使量测数据在隧道施工过程中起到安全施工、合理安排施工程序、修正设计参数的作用，除了收集现场监测第一手资料外，还必须进行观测资料的整理，变形量的计算，内力计算，编制变形量、内力成果表，以及对某些测点绘制时态曲线。主要包括洞周收敛位移、拱部下沉位移与时间的关系曲线、初期支护内力与时间的关系曲线、二次衬砌内力与时间的关系曲线、水压或接触压力与时间的关系曲线等，它是评价围岩稳定和隧道结构稳定的主要依据。

1.2 位移量测数据分析

绘制位移时程曲线图和距离位移曲线图，如图2.13所示。如果位移的变化随时间(或距掌子面距离)而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如图12中的正常曲线。图12中的反常曲线中，出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。

图2.13 时间-位移曲线和距离-位移曲线

根据量测获得的位移与时间曲线，通过回归分析，即能得出总位移量、最大位移速度以及最大位移加速度等。但要衡量围岩的稳定性，除了量测值以外，还必须有判断围岩稳定性的准则。

1.3 初期支护内力量测数据分析

绘制初期支护钢支撑应力-时间曲线散点图和钢支撑应力-距离曲线散点图，根据量测获得的钢支撑应力与时间曲线，通过回归分析，即能预测出钢支撑总应力值，从而判定钢支撑的安全性。

1.4 二次衬砌内力量测数据分析

为了获得二次衬砌内力，在每个截面的内外侧各布置一个混凝土应变计，从而获得二次衬砌内外侧混凝土的应力，根据二次衬砌内力，即可计算出二次衬砌安全系数，将该安全系数与控制基准进行比较，即可判定二次衬砌的安全性。

1.5 围岩压力与两层支护间压力量测数据分析

绘制围岩压力与两层支护间压力-时间曲线散点图和围岩压力-距离曲线散点图，根据量测获得的接触压力与时间曲线，通过回归分析，即能预测出初期支护与二次衬砌所承受的最终接触压力值，从而判定初期支护及二次衬砌的安全性。

1.6 孔隙水压力量测数据分析

绘制初期支护、二次衬砌孔隙水压力-时间曲线散点图和初期支护孔隙水压力-距离曲线散点图，根据量测获得的孔隙水压力与时间曲线，通过回归分析，即能预测出初期支护与二次衬砌所承受的最终孔隙水压力值，从而判定初期支护及二次衬砌的安全性。

2、监控量测信息反馈及工程对策

2.1 量测数据反馈流程

量测数据反馈流程见图2.14：

图2.14 量测数据反馈管理程序框图

由此可见，要使量测数据正确反馈，判定隧道结构是否安全，首先必须确定管理基准。

2.2 量测数据反馈方法

为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报日、周监测报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移、内力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。

(1) 掌子面地质信息反馈

通过掌子面观察获得的地质信息修正隧道围岩级别，然后根据修正后的隧道围岩级别变更隧道支护结构参数和隧道施工方法，具体流程见图2.15。

图2.15 掌子面地质信息反馈

(2) 结构变异信息反馈

通过观察初期支护的变异，如开裂、屈服、底部鼓起等，来判断海底隧道的安全性。主要观察已施工区段初期支护的各种异常现象，根据这些异常现象对海底隧道稳定性进行评价，然后根据评价结果进行设计的修正。结构变异信息反馈具体流程见图2.16。

图2.16 结构变异信息反馈

(3) 位移信息反馈

位移信息反馈能够确切地预报隧道结构的破坏，一般根据量测数据，绘制出隧道净空位移监控曲线，而后根据设计确定的监控基准，判定隧道的稳定性及可能发生的异常现象。具体流程见图2.17。

图2.17 位移信息反馈流程图

(4) 初期支护内力信息反馈

初期支护内力量测主要是钢支撑和格栅拱架应力量测，一般对内缘和外缘应力进行量测，在获得了钢支撑和格栅拱架内缘和外缘的应力后，可以按钢材的容许应力对已施工区段钢支撑支护的安全性进行评判。具体流程见图2.18：

图2.18 初期支护内力信息反馈

(5)二次衬砌内力反馈

在二次衬砌内力量测，一般对内侧和外侧应力进行量测，在获得了二次衬砌内侧和外侧的应力后，可以计算出二次衬砌内力，并计算出安全系数，将该安全系数与管理基准进行比较，即可判定隧道二次衬砌的安全性。具体流程见图2.19：

图2.19 二次衬砌内力反馈

(6) 安全措施

在上述反馈表明隧道稳定性出现问题时，应对隧道设计进行变更，一般变更包括以下几个方面：

断面的早期闭合；

开挖进尺的变更；

开挖分部尺寸的变更；

开挖分部方法的变更；

支护结构的变更；

辅助工法的追加；

开挖断面的变更等。

从～变更难度越来越大，代价也越来越高，因此，应根据危险性程度确定变更内容。

第六节  监控量测验收资料

监控量测验收资料应包括以下内容：

1、监控量测设计；

2、监控量测实施细则及批复；

3、监控量测结果及周（月)报；

4、监控量测数据汇总表及观察资料；

5、监控量测工作总结报告。