隧道工程监控量测与数据分析实用教案

1、第1页/共75页第一页，共75页。第2页/共75页第二页，共75页。第3页/共75页第三页，共75页。 隧道工程隧道工程(gngchng)(gngchng)的量测项目：的量测项目：地质和支护状态观察地质和支护状态观察周边位移周边位移拱顶下沉拱顶下沉地表下沉地表下沉第4页/共75页第四页，共75页。围岩内部位移围岩内部位移( (地表设点地表设点) )围岩内部位移围岩内部位移( (洞内设点洞内设点) )围岩压力及两层支护间压力围岩压力及两层支护间压力钢支撑内力及外力钢支撑内力及外力支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝测量支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝测量锚杆或锚索内力及抗拔力锚杆或锚索内力及抗拔力围

2、岩弹性波测试围岩弹性波测试爆破震动监测爆破震动监测第5页/共75页第五页，共75页。第6页/共75页第六页，共75页。第7页/共75页第七页，共75页。第8页/共75页第八页，共75页。第9页/共75页第九页，共75页。第10页/共75页第十页，共75页。拱顶下沉拱顶下沉变形量测水平收敛水平收敛第11页/共75页第十一页，共75页。第12页/共75页第十二页，共75页。JSS30A型数显收敛(shulin)计 量测范围(fnwi): 0.510、0.515、0.520及0.530m分辩率0.01 mm 测量精度:0.1 mm第13页/共75页第十三页，共75页。 (l)开挖后尽快埋设(mi s

3、h)测点，并测取初读数，要求12h内完成； (2)测点(测试断面)应尽可能靠近开挖(ki w)面，要求在2m以内； (3) (4) (5)第14页/共75页第十四页，共75页。 (5)测试频率应视围岩(wi yn)条件、工程结构条件及施工情况而定。第15页/共75页第十五页，共75页。0RRuii第16页/共75页第十六页，共75页。0ttLuititiiiuRRu0第17页/共75页第十七页，共75页。位移位移位移时间关系曲线位移时间关系曲线初期支护初期支护二次支护二次支护下台阶开挖下台阶开挖时间时间第18页/共75页第十八页，共75页。位移位移位移位移-开挖面距离关系曲线开挖面距离关系曲线

4、距离距离下台阶开挖下台阶开挖锚杆锚杆喷混凝土喷混凝土第19页/共75页第十九页，共75页。位移速度位移速度时间时间位移速度位移速度-时间关系曲线时间关系曲线第20页/共75页第二十页，共75页。第21页/共75页第二十一页，共75页。第22页/共75页第二十二页，共75页。02004006008001000YDK174+500YDK175+000YDK175+500拱顶下沉拱脚水平收敛墙脚水平收敛YDK174+500YDK175+000+500+900变形/mm斜井开口YDK175+330板岩占50%80%千枚岩占60%85%兰州方向武威方向里程志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布

5、图第23页/共75页第二十三页，共75页。0200400600800100012001400DK176+900DK177+000DK177+100DK177+200DK177+300DK177+400DK177+500DK177+600里程变形/mm拱顶下沉墙脚水平收敛墙腰水平收敛拆换前拱脚水平收敛拆换前墙脚水平收敛DK176+900DK177+000+100+200+300+400+500+600里程变形/mm初支拆换段新开挖段图7-4 F7断层区段左线隧道变形沿隧道纵向分布图F7断层影响带F7断层主带第24页/共75页第二十四页，共75页。020406080100YDK176+800YDK

6、177+000YDK177+200YDK177+400YDK177+600YDK177+800里程最大变形速率/mmd-1拱脚水平收敛墙脚水平收敛拱顶下沉F7断层影响带主带影响带图7-7 F7断层区段右线隧道最大变形速率沿隧道纵向分布图第25页/共75页第二十五页，共75页。图7-9 最大变形速率与累计变形的关系umax = 4.2923upmaxR2 = 0.58821101001000100001101001000最大变形速率upmax/mm累计变形umax/mm最大变形速率/mm第26页/共75页第二十六页，共75页。01234里程二衬变形/mmYDK169+500YDK170+000Y

7、DK170+500YDK171+000F4断层+290+440+640+740主带影响带影响带图7-15 F4断层区段右线隧道二衬拱脚水平收敛纵向分布第27页/共75页第二十七页，共75页。JXW-1型位移计第28页/共75页第二十八页，共75页。测量百分表测量百分表单点杆式位移计单点杆式位移计内锚头内锚头位移传递杆位移传递杆外锚头外锚头第29页/共75页第二十九页，共75页。DWJ1型深孔六点伸长计结构原理示意图型深孔六点伸长计结构原理示意图1234561位移测定器；位移测定器；2-圆形支架；圆形支架；3-锚固器；锚固器；4-保护套管；保护套管；5-砂浆；砂浆；6-定位器定位器第30页/共7

8、5页第三十页，共75页。 1-锚固压缩木；锚固压缩木；2-位移传递杆；位移传递杆；3-硬杂木定位器；硬杂木定位器； 4-WY40位移传感器；位移传感器；5-位移测点；位移测点；6-测试导线测试导线电阻式多点位移计电阻式多点位移计123456第31页/共75页第三十一页，共75页。第32页/共75页第三十二页，共75页。第33页/共75页第三十三页，共75页。a)钢弦式量测锚杆钢弦式量测锚杆钢弦式钢筋计钢弦式钢筋计1000mm1500mm电缆电缆接长钢筋接长钢筋300mm800mm250mm焊接焊接孔口孔口250mm第34页/共75页第三十四页，共75页。第35页/共75页第三十五页，共75页。

9、第36页/共75页第三十六页，共75页。图6-57YDK177+345锚杆轴力分布2.1m23.5kN2.1m3.4m3.4m3.4m2.1m40.7kN25.9kN50.7kN52.0kN33.5kN-12.9kN0.9m-12.2kN第37页/共75页第三十七页，共75页。 拉拔(l b)器检测锚杆抗拔力：第38页/共75页第三十八页，共75页。隧道施工隧道施工工艺工艺 第39页/共75页第三十九页，共75页。钢弦式双膜土压力钢弦式双膜土压力(yl)(yl)盒盒 钢弦式单膜土压力钢弦式单膜土压力(yl)(yl)盒盒 第40页/共75页第四十页，共75页。第41页/共75页第四十一页，共75

10、页。第42页/共75页第四十二页，共75页。隧道施工隧道施工工艺工艺埋入式应变计埋入式应变计 表面表面(biomin)(biomin)应变计应变计 第43页/共75页第四十三页，共75页。隧道施工隧道施工工艺工艺埋入式砼应变计埋入式砼应变计 第44页/共75页第四十四页，共75页。第45页/共75页第四十五页，共75页。频率频率(pnl)(pnl)接收仪接收仪 第46页/共75页第四十六页，共75页。第47页/共75页第四十七页，共75页。第48页/共75页第四十八页，共75页。第49页/共75页第四十九页，共75页。隧道施工隧道施工工艺工艺第50页/共75页第五十页，共75页。隧道隧道施工工

11、艺及施工工艺及第51页/共75页第五十一页，共75页。第52页/共75页第五十二页，共75页。 表 地 表 下 沉 测 试 断 面 间 距 覆覆 盖盖 层层 厚厚 度度H H 测测 点点 间间 距距 ( ( m m ) ) H H 2 2B B 2 2 0 0 5 5 0 0 2 2B BH HB B 1 1 0 0 2 2 0 0 H HB B 5 5 1 1 0 0 第53页/共75页第五十三页，共75页。(a)一条测线(b)两条测线(c)三条测线(d)五条测线(e)六条测线(f)七条测线第54页/共75页第五十四页，共75页。隧道施工隧道施工工工(a)三测孔(b)五测孔(c)七测孔 围岩

12、内部位移测孔布置，一般应与净空位移测线相应布设，以便(ybin)使两项测试结果能够相互印证，协同分析与应用。一般每100500m设一个量测断面。第55页/共75页第五十五页，共75页。25m间隔地中沉陷计不动点倾斜计450第56页/共75页第五十六页，共75页。锚杆轴力(b) 锚杆轴力第57页/共75页第五十七页，共75页。(a)三测点(b)六测点(c)九测点第58页/共75页第五十八页，共75页。第59页/共75页第五十九页，共75页。太行山隧道太行山隧道(sudo)7#(sudo)7#斜井工区断面测点布置图斜井工区断面测点布置图围岩压力围岩压力初支砼及初支砼及钢架应力钢架应力二衬接触压力二

13、衬接触压力二衬砼及二衬砼及钢筋应力钢筋应力锚杆轴力锚杆轴力第60页/共75页第六十页，共75页。F7断层左线迂回导坑断层左线迂回导坑(dokng)YZK0210断面断面测点布置测点布置水平水平(shupng)收敛收敛锚杆轴力锚杆轴力围岩压力围岩压力初支砼应力初支砼应力及钢架应力及钢架应力拱顶下沉拱顶下沉第61页/共75页第六十一页，共75页。(a)五测孔(b)九测孔(c)十三测孔第62页/共75页第六十二页，共75页。第63页/共75页第六十三页，共75页。第64页/共75页第六十四页，共75页。 在变形量小的隧道中(开挖后一个月内收敛)，因变形收敛快，在变形收敛至一定值后，再以每天测一次的频

14、率测一周时间，观察其稳定状态。 在变形量大的隧道中(开挖后经两个月以上，变形仍不收敛)，直至变形量收敛至一定数值(shz)后，再以每天测一次的频率测两周时间，以确认变形是否稳定。第65页/共75页第六十五页，共75页。确定量测期间的方法经过日数(d)(变形量大)(变形量小)1周2周变形量(mm)第66页/共75页第六十六页，共75页。上半下半地表沉降量测区间量测区间上半下半(25)DH+h345H第67页/共75页第六十七页，共75页。第68页/共75页第六十八页，共75页。第69页/共75页第六十九页，共75页。第70页/共75页第七十页，共75页。第71页/共75页第七十一页，共75页。0.5350.30