隧道监控量测带现场图

1、会计学1隧道监控量测带现场图隧道监控量测带现场图最大下沉最大下沉529mm三、隧道施工监控量测的目的三、隧道施工监控量测的目的 1.确保安全：根据量测信息，预见事故和险情，防患于未然。 2.指导施工：分析处理量测数据，预测和确认隧道围岩最终稳定时间及变形量，指导施工顺序、开挖预留变形量和施作二次衬砌时间。 3.修正设计：根据隧道开挖后所获得的量测信息，进行综合分析，修正支护参数和检验施工与设计措施的可靠性。 4.环境监控：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的影响程度。隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术施工设计监控量测现场施工监测设计资料调研量测结果的计算机

2、信息分析处理必测项目的回归分析监测结果的综合评价量测结果的形象化、具体化报送设计和监理单位结构安全性、经济性判断经济类比理论分析设计、规范要求选测项目的动态分析量测结果的综合处理及反馈分析“围岩结构”体系动态及现状分析说明、提交修正设计意见、建议反馈设计施工是否改变设计、施工方法新设计方案调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施变形观测点埋设变形观测点埋设元件及标识牌元件及标识牌全站仪要具有免棱镜激光测距功能，采用两次读数取平均值的方法。 2、施工监控量测方案的制定、施工监控量测方案的制定 量测方案应根据隧道地质地形条件、支护类型和参数、施工方法和其他有关条件制定。其具体内容包括： 监控量测项

3、目、方法及监控量测断面选定：断面内测点的数量、位置、量测频率、量测仪器和元件的选定及其精度、埋设时间等。 传感器埋设设计：埋设方法、步骤、各部分尺寸、工艺选定及工程进度衔接等。 固定测试元件的结构设计。 量测数据记录表格式，表达量测结果的格式，量测数据精度确认的方法。隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术五、隧道施工量测项目与方法五、隧道施工量测项目与方法序号项目常用测量仪器备注1洞内、外观察现场观测、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪 隧道浅埋段 监控量测必测项目隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术必测项目是施工的经

4、常性量测项目，这类量测必测项目是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，项目通常测试方法简单、费用少、可靠性高，对监视围岩稳定、指导设计和施工却具有重要对监视围岩稳定、指导设计和施工却具有重要的作用。的作用。序号量测项目仪器设备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 4二次衬砌内力 混凝土应变计、钢筋计 5初期支护与二次衬砌间接触压力 压力盒 6锚杆轴力 钢筋计 7围岩内部位移 多点位移计 8隧底隆起 水准仪、锢钢尺或全站仪 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

5、移计、全站仪 选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行监测，以选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行监测，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，这类量测项目较多、费用较大，一般导未开挖区的设计与施工，这类量测项目较多、费用较大，一般由设计文件规定在局部地段进行。由设计文件规定在局部地段进行。 量测 项目围岩种类必测项目选测项目洞内外观察净空收敛拱顶下沉锚杆抗拔力地表下沉围岩内位移锚杆轴力钢支撑应力接触压力混凝土应变洞内弹性波硬岩软岩土砂必须实施、 可以实施、 必要时实施2、隧道

6、施工量测内容及方法、隧道施工量测内容及方法l洞内外观察（必测项目）目测观察的目的 预测开挖面前方的地质条件。（超前地质预报） 为判断围岩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。 隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术l 周边位移量测 周边位移量测目的周边位移量测目的 收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目。周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以达到以下目的： 判断隧道空间的稳定性； 根据变位速度判断围岩稳定程度和二次衬砌施作的合理时机； 指导现场的施工。 隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术 周边位移量测方法及要求周边位移

7、量测方法及要求 收敛量测的主要内容包括仪器选择、断面间距、量测频率、测线布置、量测点埋设时间等。 收敛量测的间距与测点数量 必测项目量测断面间距和每断面测点数量 围岩类别断面间距（m）VVI5IV10III3050注注:级围岩视具体情况确定间距。级围岩视具体情况确定间距。隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术量测频率：量测频率可根据位移速度和量测断面距开挖面距离确定： 按位移速度位移速度（mm/d）量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d 按距开挖面距离(注：b为隧道开挖宽度)量测断面距开挖面距离（m）量测频率(01)b2次/d(12)b1次/

8、d(25)b1次/23d5b1次/7d 由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高原则上采用较高的频率值的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。 量测仪器 目前隧道施工中常用的收敛计为机械式的收敛计和数显式收敛计。 测试原理：测试中读得初始数值X0；间隔时间t后，用同样的方法可读得t时刻的值Xt，则t时刻的周边收敛值Ut即为的两次读数差。即 UtL0LtXt1Xt0式中：L0初读数时所用尺孔刻度值； Ltt时刻时所用尺孔刻度值； Xt1t时刻时经温度修正后的读数值，Xt1Xtt Xt0初读数时经温度修正后的读数值，Xt0X0to Xtt

9、时刻量测时读数值； X0初始时刻读数值； t温度修正值；t（T0T）L 钢尺线膨胀系数； T0鉴定钢尺的标准温度， T0 =20 T每次量测时的平均气温； L钢尺长度。l拱顶下沉量测拱顶下沉量测 拱顶下沉量测目的 确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全。 拱顶下沉量测仪器 精密水准仪或全站仪 隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术（3） 拱顶下沉量测原理第一次读数后视点读数为A1，前视读数为B1；第二次后视点读数为A2，前视读数为B2。拱顶变位计算方法如下：差值计算法：钢尺和标尺均正立（即读数上小下大）。后视读数差 A=A2-A1 前视读数差 B=B2

10、-B1拱顶变位值 C=B-A C0拱顶上移；C0 拱顶上移；C0 拱顶下沉。 l 地表下沉量测目的：浅埋段预测地表坡面的稳定。 根据地表建筑物类别，控制最大下沉量。设点：地表沉降测点横向间距为25m。每个断面设711个点，监测范围应在隧道开挖影响范围以内。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho + B（Ho为隧道埋深，B为隧道开挖宽度 ），地表有控制性建(构)筑物时，量测范围应适当加宽。测点采用22螺纹钢，深入坡体6080cm，外露5cm，表面磨平后在表面打眼作标记。地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深及隧道开挖高度之和处开始，直到二次衬砌结构封闭、下沉基本停止时为

11、止。地表下沉量测频率应与洞内拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。埋深重要性测量与否3BH小不必要2BH3B一般一般最好量测最好量测BH2B重要重要必须量测必须量测HB非常重要非常重要必须列为主要量测项目必须列为主要量测项目注：B为隧道直径，H为隧道埋深。地表沉降测点纵向间距510HB1020BH2B纵向测点间距（纵向测点间距（m）埋深与开挖宽度埋深与开挖宽度 地段开挖方法 一般地段 特殊地段 全断面法 一条水平测线 台阶法 每台阶一条水平测线 每台阶一条水平测线，两条斜测线 分部开挖法 每分部一条水平测线 CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平

12、测线 净空变化量测测线数净空变化量测测线数 隧道内必测项目监控量测断面间距3050III10IV5VVI断面间距(m)围岩级别l围岩内部位移量测隧道围岩内部位移量测的主要目的 了解隧道围岩的径向位移分布和松弛范围。 判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围。 根据实测结果优化锚杆参数，指导施工。量测仪器多点位移计隧道施工监控量测选测项目隧道施工监控量测选测项目l 锚杆轴力量测量测目的了解锚杆实际工作状态及轴向力的大小。结合位移量测，判断围岩发展趋势，分析围岩内强度下降区的界限。修正锚杆设计参数，评价锚杆支护效果。量测方法和仪器 锚杆的轴向力测定，按其量测原理可分为电测式和机械式两类。

13、其中电测式又可分为电阻应变式和钢弦式。 电阻应变式和机械式是通过量测锚杆不同深度处的应变（或变形），然后按有关计算方法转求应力。 钢弦式则是通过测定不同深度处传感器受力后的钢弦振动频率变化，转求应力。l 围岩压力及两层支护间压力量测 隧道开挖后，围岩要向净空方向变形，而支护结构要阻止这种变形，这样就会产生围岩作用与支护结构上的围岩压力。围岩压力量测，通常情况下是指围岩与支护或喷层与二次衬砌混凝土间的接触压力的测试。 量测目的 了解围岩压力的量值及分布状态；判断围岩和支护的稳定性，分析二次衬砌的稳定性和安全度。 量测仪器与原理 接触压力量测仪器根据测试原理和测力计结构不同分为液压式测力计和电测式

14、测力计，目前隧道中多用电测式。 弦测法原理：在传感器中有一根张紧的钢弦，当传感器受外力作用时，弦的内应力发生变化，随着弦的内应力改变，自振频率也相应地发生变化，弦的张力越大，自振频率越高，反之，自振频率越低。 l 钢支撑应力量测 一般在、级围岩中常采用型钢支撑；级围岩中常采用格栅支撑。通过对钢支撑的应力量测，可知钢支撑的实际工作状态，从钢支撑的性能曲线上可以确定在此压力作用下钢支撑所具有的安全系数，视具体情况确定是否需要采用加固措施。量测目的了解钢支撑应力的大小，为钢支撑选型与设计提供依据。根据钢支撑的受力状态，判断隧道空间和支护结构的稳定性。了解钢支撑的实际工作状态，保证隧道施工安全。隧道施

15、工监控量测技术隧道施工监控量测技术 量测元件 目前使用较普遍的型钢支撑应力量测多采用钢弦式表面应变计，格栅支撑应力量测多采用钢弦式钢筋应力计。 钢弦式表面应变计结构图 钢弦式钢筋应力计 l 混凝土应力量测 混凝土应力量测包括喷射混凝土和二次衬砌模筑混凝土应力量测。其目的是了解混凝土层的变形特性以及混凝土的应力状态；掌握喷层所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳定状况；判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度；检验二次衬砌设计的合理性。六、隧道施工量测数据处理及应用六、隧道施工量测数据处理及应用1、隧道施工监控量测数据处理、隧道施工监控量测数据处理 由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定的离

16、散性，其中包含着测量误差甚至测试错误。 数学处理的目的 将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确认量测结果的可靠性； 探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判定围岩和支护系统稳定状态。 量测数据处理的内容（可用Excel软件编制程序进行） 绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线时态曲线； 绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线； 绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上分布图。 由于量测误差所造成的离散性，按实测数据所绘制的位移等物理量随时间或空间变化的散点图上下波动，很不规则，难以用来分析。因此，需要采用数学处理的方法，将实测数据采用经验公式进行分

17、析。 回归分析是目前量测数据处理的主要方法，通过对量测数据回归分析可以预测最终值和各阶段的变化速率。回归分析使用的函数如下：对数函数)1ln(/tBAu指数函数双曲函数tBAeu/)/(BtAtu分析方法见课件附件分析方法见课件附件回归分析计算回归分析计算。（指南上公式不对）3.2.1 指数函数指数函数：)/(TBeAu 求导：2)/(teAButB 将其转化为直线函数：将其转化为直线函数：tBAu1)(lnln 极限公式：极限公式： Atft)(lim 3.2.2 对数函数对数函数：)1lg(/tBAu 求导：21lg10ln)1 (1ttBu 将其转化为直线函数：将其转化为直线函数：)1l

18、g(1tBAu 极限公式：极限公式： Atft)(lim 3.2.3 双曲函数双曲函数：tBAtu 求导：2BtAAu 将其转化为直线函数：将其转化为直线函数：tABu11 极限公式：极限公式： Btft1)(lim 2、隧道施工监控量测数据的应用、隧道施工监控量测数据的应用 从维护围岩稳定性和支护系统的可靠性出发，现场测试人员关心围岩变形量的大小，是否侵入隧道设计断面的限界，是否对施工人员的安全构成威胁。以便及时调整设计参数和进行施工决策。 初期支护阶段围岩稳定性的判断和施工管理 根据最大位移值进行施工管理 a.当量测位移U小于Uo /3，表明围岩稳定，可以正常施工。 b.当量测位移U大于U

19、o /3并小于2 Uo /3时，表明围岩变形偏大，应密切注意围岩动向。可采取一定的加强措施，如加密、加长锚杆等措施。（ U -位移实测值；Uo -极限相对位移值。 ） c.当量测位移U大于2 Uo /3时，表明围岩变形很大，应先停止掘进，并采取特殊的加固措施，如超前支护、注浆加固等。 d.实测最大位移值或预测最大位移值不大于2 Uo /3时，可认为初期支护达到基本稳定。 根据位移速率进行施工管理 a.净空变化速度持续大于5.0mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。 b.当位移速度在10.2mm/d之间时，表明围岩处于缓慢变形阶段。 c.当位移速度小于0.2mm/d时，拱顶下

20、沉速度小于0.15mm/d时，表明围岩已达到基本稳定。 在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用其他指标判别。 根据位移时态曲线进行施工管理 每次量测后应及时整理数据，绘制时态曲线。 a.当位移速率很快变小，时态曲线很快平缓，表明围岩稳定性好，可适当减弱支护。 b.当位移速率逐渐变小，即d2u/dt20，时态曲线趋于平缓，表明围岩变形趋于稳定，可正常施工。 c.当位移速率不变，即d2u/dt2=0，时态曲线直线上升，表明围岩变形急剧增长，无稳定趋势，应及时加强支护，必要时暂停掘进。 d.当位移速率逐步增大，即d2u/dt20，时态曲线出现反弯点，表明围岩已处于不稳定状态，应停止掘进，采取加固措施。隧道施工监控量测控制基准 监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建(构)筑物特点和重要性等因素制定 。 隧道初期支护极限相对位移可