隧道监控量测

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1、隧道施工监控量测与测试长安大学公路学院隧道与岩土系李宁军第一节概述隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，统称为监控量测。1、隧道监控量测的必要性：⑴隧道工程作为工程建筑物，受力特点与地面工程有很大的差别。⑵隧道在开挖支护成形运营的过程中，自始自终都存在受力状态变化这一特性。2、施工监控量测的目的和任务⑴通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，判断围岩的稳定性、支护、衬砌的可靠性；⑵用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足

2、，并把监测结果反馈设计，指导施工，为修改施工方法，调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据；⑶通过监控量测对施工中可能出现的事故和险情进行预报，以便及时采取措施，防患于未然；⑷通过监控量测，判断初期支护稳定性，确定二次衬砌合理的施作时间；⑸通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点，为今后类似工程或该施工方法本身的发展提供借鉴，依据和指导作用。量测项目围岩种类必测项目选测项目洞内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量测项目围岩种类必

3、测项目选测项目洞内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、必要时实施监控量测与反馈流程图第二节必测项目1、隧道内目测观察细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是既省事而作用又很大的监测方法，它可以获得与围岩稳定状态有关的直观信息，应当予以足够的重视，所以目测观察是新奥法量测中的必测项目。1）隧道目测观察的目的是：⑴预测开挖面前方的地质条件。⑵为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据。⑶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。2）观

4、察内容：⑴掌子面地质水文条件、岩性、结构面产状、有无断层，是否偏压、围岩类别，掌子面自稳情况，地下水的影响情况等，并做好记录。⑵对初期支护效果观察包括：锚杆的锚固效果、喷层的光洁度、喷层有无裂缝，裂缝的部位、长度、宽度、深度，喷层是否把钢支撑全部覆盖。2、周边收敛量测隧道围岩周边各点趋向隧道中心的变形称为收敛。所谓周边收敛量测主要是隧道内壁面两点连线方向的距离的变形量的量测。收敛值为两次量测的距离之差。1）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

5、的。⑴判断隧道空间的稳定性；⑵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；⑶指导现场的施工。2）量测设计⑴收敛量测的间距与测线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）每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅰ～Ⅱ5～101～2条基线1～3点Ⅲ10～301条基线1点Ⅳ30～501条基线1点⑵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按位移速度位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d按距开挖面距离(注：b为隧道开挖宽度)

6、量测断面距开挖面距离（m）量测频率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d3）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。例：QJ-85型坑道周边收敛计；JSS30A型数显收敛计；SWJ－IV型隧道隧道收敛计。4）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Ut＝L0－Lt＋Xt1－Xt0式中：L0——初读数时所用尺孔刻度值；Lt——时刻时所用尺孔刻度值；Xt1——时刻时经温度修正后

7、的读数值，Xt1＝Xt＋εtXt0——初读数时经温度修正后的读数值，Xt0＝X0＋εtXt——时刻量测时读数值；X0——初始时刻读数值；εt——温度修正值；εt＝α（T0－T）Lα——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。3、拱顶下沉量测埋深较浅、固结程度低的地层，水平成层的场合，这项量测比收敛量测更为重要。1）量测目的量测数据是确认围岩的稳定性，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的最基本的资料。2）量测仪器精密水准仪3）量测原理第一次读

8、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：⑴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-B1拱顶变位值C=B-AC>0拱顶上移；C<0拱顶下沉。⑵水准计算法：通过计算前后两次拱顶测点的高