chapter7隧道工程課件

1、chapter7隧道工程1 第七章第七章 地地 下下 工工 程程 的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控 chapter7隧道工程2 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 chapter7隧道工程3 普氏理論普氏理論（荷載結(jié)構(gòu)法荷載結(jié)構(gòu)法）假定抗力法假定抗力法彈性地基梁法彈性地基梁法 數(shù)值法數(shù)值法（有限元法）（有限元法）彈性解、粘彈性、彈塑性解彈性解、粘彈性、彈塑性解 新奧法新奧法隧洞施工隧洞施工信息化施工的開始信息化施工的開始 (New Austrian Tunneling Method,NATM ) chapter7隧道工程4 chapter7隧道工程5 chapter7隧道工程6 chapter7隧道工程7 ch

2、apter7隧道工程8 一、位移監(jiān)測(cè)一、位移監(jiān)測(cè) 單點(diǎn)位移計(jì) 多點(diǎn)位移計(jì) 滑動(dòng)式位移計(jì) 精密水準(zhǔn)儀量測(cè)。 洞周表面或圍巖 不同深度的位移 地表和拱頂下沉 chapter7隧道工程9 1單點(diǎn)位移計(jì)單點(diǎn)位移計(jì) 單點(diǎn)位移計(jì)裝置單點(diǎn)位移計(jì)裝置 1砂漿；砂漿；2錨桿體；錨桿體；3連接桿；連接桿；4固定環(huán)；固定環(huán)；5測(cè)頭；測(cè)頭； 6外殼；外殼；7定位器；定位器；8測(cè)環(huán)；測(cè)環(huán)；9百分表百分表 chapter7隧道工程10 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 2多點(diǎn)位移計(jì)多點(diǎn)位移計(jì) 多點(diǎn)位移計(jì)按位移量測(cè)儀器的不同有機(jī)械式和電測(cè)式兩類。多點(diǎn)位移計(jì)按位移量測(cè)儀器的不同有機(jī)械式和電測(cè)式兩類。 機(jī)械

3、式一般采用深度測(cè)微計(jì)、千分表或百分表，電測(cè)式采用的位機(jī)械式一般采用深度測(cè)微計(jì)、千分表或百分表，電測(cè)式采用的位 移傳感器常用的有電阻式、電感式、差動(dòng)式和鋼弦式等多種。移傳感器常用的有電阻式、電感式、差動(dòng)式和鋼弦式等多種。 (1) 并聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)并聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì) (2) 串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì) (3) 滑動(dòng)式位移計(jì)滑動(dòng)式位移計(jì) chapter7隧道工程11 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 o并聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)并聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì) 錨固器 位移測(cè)定器 chapter7隧道工程12 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì) 1孔

4、底固定裝置；孔底固定裝置； 2電感式位移傳感器；電感式位移傳感器； 3一鋼套管；一鋼套管； 4一彈簧片；一彈簧片； 5連接桿；連接桿； 6電纜；電纜； 7導(dǎo)向管；導(dǎo)向管； 8孔口固定裝置孔口固定裝置 chapter7隧道工程13 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 滑動(dòng)式位移計(jì)滑動(dòng)式位移計(jì) chapter7隧道工程14 多點(diǎn)位移計(jì)布置圖多點(diǎn)位移計(jì)布置圖 （a a）魯布革電站廠房；）魯布革電站廠房； （b b）十三陵蓄能電站主變室）十三陵蓄能電站主變室 （c c）小浪底電站主廠房；（）小浪底電站主廠房；（c c）日本鄉(xiāng)下電站廠房）日本鄉(xiāng)下電站廠房 chapter7隧道工程15

5、7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 二、收斂位移量測(cè)二、收斂位移量測(cè) 隧洞周邊或結(jié)構(gòu)物內(nèi) 部?jī)艨粘叽绲淖兓Q為 收斂位移。 收斂計(jì)類型及布置示意圖收斂計(jì)類型及布置示意圖 1測(cè)讀表；測(cè)讀表；2重錘；重錘； 3鋼卷尺；鋼卷尺；4固定端；固定端； 5連接裝置；連接裝置； 6張拉表；張拉表； 7張拉彈簧；張拉彈簧； 8微型電機(jī)；微型電機(jī)；9控制器控制器 穿孔鋼卷尺式收斂計(jì) 銦鋼絲彈簧式收斂計(jì) 銦鋼絲扭矩平衡式收斂計(jì) chapter7隧道工程16 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 chapter7隧道工程17 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 c

6、hapter7隧道工程18 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 光測(cè)法光測(cè)法 示意圖示意圖 1光測(cè)儀；光測(cè)儀； 2反光鏡；反光鏡； 3三棱鏡；三棱鏡； 4光束光束. chapter7隧道工程19 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 三、壓力量測(cè)三、壓力量測(cè) 地下洞室內(nèi)部的壓力地下洞室內(nèi)部的壓力 支襯結(jié)構(gòu)內(nèi)部的壓力支襯結(jié)構(gòu)內(nèi)部的壓力 圍巖和支襯結(jié)構(gòu)間接觸壓力圍巖和支襯結(jié)構(gòu)間接觸壓力 應(yīng)力計(jì) 壓力盒 本節(jié)本節(jié) 介紹介紹 第二章第二章 已介紹已介紹 chapter7隧道工程20 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 1. . 液壓枕液壓枕 液壓枕構(gòu)

7、造液壓枕構(gòu)造 1放氣螺釘；放氣螺釘； 2鋼球；鋼球； 3一放氣嘴；一放氣嘴； 4枕殼；枕殼； 5紫銅管；紫銅管； 6壓力表；壓力表； 7注油三通；注油三通； 8六角螺母；六角螺母； 9小管座小管座 chapter7隧道工程21 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 chapter7隧道工程22 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 chapter7隧道工程23 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 2錨桿應(yīng)力量測(cè)錨桿應(yīng)力量測(cè) 支護(hù)錨桿的應(yīng)力量測(cè)原理通常是：錨桿受力后發(fā)支護(hù)錨桿的應(yīng)力量測(cè)原理通常是：錨桿受力后發(fā) 生變形，采用生變形，采用應(yīng)變片應(yīng)變片

8、或或應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)測(cè)量錨桿的應(yīng)變，得測(cè)量錨桿的應(yīng)變，得 出與應(yīng)變成比例的電阻或頻率的變化，然后通過標(biāo)出與應(yīng)變成比例的電阻或頻率的變化，然后通過標(biāo) 定曲線或公式將電測(cè)信號(hào)換算成錨桿應(yīng)力。量測(cè)錨定曲線或公式將電測(cè)信號(hào)換算成錨桿應(yīng)力。量測(cè)錨 桿應(yīng)力用的應(yīng)變計(jì)主要有電阻式、差動(dòng)電阻式和鋼桿應(yīng)力用的應(yīng)變計(jì)主要有電阻式、差動(dòng)電阻式和鋼 弦式幾種應(yīng)變計(jì)。弦式幾種應(yīng)變計(jì)。 chapter7隧道工程24 7-2 地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法地下隧洞監(jiān)測(cè)類型和方法 電阻式錨桿應(yīng)變計(jì)電阻式錨桿應(yīng)變計(jì)由內(nèi)壁按一定間距粘貼有電阻由內(nèi)壁按一定間距粘貼有電阻 片的鋼管或鋁合金管組成。也有直接采用工程錨桿，片的鋼管或鋁合金管組成。也

9、有直接采用工程錨桿， 對(duì)粘貼應(yīng)變片的部位經(jīng)過特殊的加工，粘貼應(yīng)變片后，對(duì)粘貼應(yīng)變片的部位經(jīng)過特殊的加工，粘貼應(yīng)變片后， 經(jīng)防潮處理并加密封保護(hù)罩制成。經(jīng)防潮處理并加密封保護(hù)罩制成。 差動(dòng)電阻式差動(dòng)電阻式和和鋼弦式錨桿應(yīng)變計(jì)鋼弦式錨桿應(yīng)變計(jì)是將應(yīng)變計(jì)裝入鋼是將應(yīng)變計(jì)裝入鋼 管或裝入錨桿加粗段的槽孔中，然后與錨桿連接而成，管或裝入錨桿加粗段的槽孔中，然后與錨桿連接而成， 一根錨桿上可連接多節(jié)，其中的鋼弦式應(yīng)變計(jì)由于環(huán)一根錨桿上可連接多節(jié)，其中的鋼弦式應(yīng)變計(jì)由于環(huán) 境適用性強(qiáng)，測(cè)讀儀器輕巧方便，故可適用于不同地境適用性強(qiáng)，測(cè)讀儀器輕巧方便，故可適用于不同地 質(zhì)條件和環(huán)境條件的錨桿應(yīng)力觀測(cè)。質(zhì)條件和環(huán)

10、境條件的錨桿應(yīng)力觀測(cè)。 chapter7隧道工程25 作為作為工程監(jiān)控工程監(jiān)控手段的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)其目的在于了解圍巖的動(dòng)手段的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)其目的在于了解圍巖的動(dòng) 態(tài)過程、穩(wěn)定情況和支護(hù)系統(tǒng)的可靠程度，是直接為支護(hù)系統(tǒng)態(tài)過程、穩(wěn)定情況和支護(hù)系統(tǒng)的可靠程度，是直接為支護(hù)系統(tǒng) 的的設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)和施工決策服務(wù)的，這是進(jìn)行決策服務(wù)的，這是進(jìn)行量測(cè)方案設(shè)計(jì)的基本出發(fā)量測(cè)方案設(shè)計(jì)的基本出發(fā) 點(diǎn)點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要內(nèi)容如下：如下： (1)(1)量測(cè)項(xiàng)目的確定，量測(cè)手段儀表和工具的選擇；量測(cè)項(xiàng)目的確定，量測(cè)手段儀表和工具的選擇； (2)(2)施測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置的確定；施測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置

11、的確定； (3)(3)實(shí)施計(jì)劃的制定，包括測(cè)試頻率的確定。實(shí)施計(jì)劃的制定，包括測(cè)試頻率的確定。 chapter7隧道工程26 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 一、量測(cè)項(xiàng)目的確定一、量測(cè)項(xiàng)目的確定 確定原則確定原則：量測(cè)簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠、成本低，便于施工單位：量測(cè)簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠、成本低，便于施工單位 采用，量測(cè)元件要能盡量靠近工作面安設(shè)。所選擇的被測(cè)物理采用，量測(cè)元件要能盡量靠近工作面安設(shè)。所選擇的被測(cè)物理 量要概念明確，量值顯著，數(shù)據(jù)易于分析，易于實(shí)現(xiàn)反饋。量要概念明確，量值顯著，數(shù)據(jù)易于分析，易于實(shí)現(xiàn)反饋。 （位移、位移位移、位移+應(yīng)力和壓力應(yīng)力和壓力） 量測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)具體工程的特點(diǎn)

12、來確定，主要取決于工程規(guī)量測(cè)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)具體工程的特點(diǎn)來確定，主要取決于工程規(guī) 模、重要程度、地質(zhì)條件及業(yè)主財(cái)力。模、重要程度、地質(zhì)條件及業(yè)主財(cái)力。（巖體完整性差、地質(zhì)巖體完整性差、地質(zhì) 條件變化較大的工程條件變化較大的工程隧洞前方隧洞前方巖體狀況；地應(yīng)力高的脆性巖巖體狀況；地應(yīng)力高的脆性巖 體工程體工程巖爆的可能性或巖爆時(shí)間；淺埋隧洞巖爆的可能性或巖爆時(shí)間；淺埋隧洞地表沉降和拱地表沉降和拱 頂沉降頂沉降。）。） chapter7隧道工程27 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程28 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) o隧洞工程監(jiān)測(cè)：地表沉降、洞周收斂、拱頂

13、下沉。 chapter7隧道工程29 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) o 日本日本新奧法設(shè)計(jì)技術(shù)指南新奧法設(shè)計(jì)技術(shù)指南(草案草案)中的量測(cè)項(xiàng)目中的量測(cè)項(xiàng)目 chapter7隧道工程30 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 二、量測(cè)手段和儀表的選擇二、量測(cè)手段和儀表的選擇 1. 主要取決于主要取決于圍巖工程地質(zhì)條件和測(cè)量的環(huán)境條件圍巖工程地質(zhì)條件和測(cè)量的環(huán)境條件。(圍巖的軟圍巖的軟 硬、干燥無水與地下水發(fā)育，引伸計(jì)安裝硬、干燥無水與地下水發(fā)育，引伸計(jì)安裝) 2. 估算各估算各物理量變化范圍物理量變化范圍，確定儀器的精度和分辨率。，確定儀器的精度和分辨率。 (軟弱軟弱 大洞室、硬巖

14、洞室或小洞室、斷面小變形大的洞室大洞室、硬巖洞室或小洞室、斷面小變形大的洞室) 位移計(jì)位移計(jì)的選擇：人工易測(cè)讀部位的選擇：人工易測(cè)讀部位機(jī)械式位移計(jì)；反之機(jī)械式位移計(jì)；反之電測(cè)式位移計(jì)；電測(cè)式位移計(jì)； 特深孔（精度要求高）特深孔（精度要求高）串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)；長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)串聯(lián)式多點(diǎn)位移計(jì)；長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)精度較高的位精度較高的位 移計(jì)。移計(jì)。 壓力和應(yīng)力測(cè)量元件選擇：壓力和應(yīng)力測(cè)量元件選擇：優(yōu)先選用液壓枕；堅(jiān)硬巖石、應(yīng)力梯度高優(yōu)先選用液壓枕；堅(jiān)硬巖石、應(yīng)力梯度高 壓力盒（盡量選用鋼弦式壓力盒和錨稈應(yīng)力計(jì)，干燥隧洞可用電阻式或壓力盒（盡量選用鋼弦式壓力盒和錨稈應(yīng)力計(jì)，干燥隧洞可用電阻式或 其他壓力盒和錨桿應(yīng)

15、力計(jì)）。其他壓力盒和錨桿應(yīng)力計(jì)）。 chapter7隧道工程31 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 不同用途的位移計(jì)精度等級(jí)和量程范圍(水利水電行業(yè)) chapter7隧道工程32 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 三、量測(cè)部位的確定和測(cè)點(diǎn)的布置三、量測(cè)部位的確定和測(cè)點(diǎn)的布置 1. 量測(cè)部位的確定量測(cè)部位的確定 (1)圍巖穩(wěn)定監(jiān)控：重點(diǎn)監(jiān)測(cè)圍巖質(zhì)量差及局部不穩(wěn)定塊體圍巖穩(wěn)定監(jiān)控：重點(diǎn)監(jiān)測(cè)圍巖質(zhì)量差及局部不穩(wěn)定塊體; (2)反饋設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)支護(hù)參數(shù)合理性：在代表性的地段設(shè)置觀測(cè)斷反饋設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)支護(hù)參數(shù)合理性：在代表性的地段設(shè)置觀測(cè)斷 面；面； (3)在特殊的工程部位在特殊的工程部位

16、(如洞口和分叉處如洞口和分叉處)，應(yīng)設(shè)置觀測(cè)斷面。，應(yīng)設(shè)置觀測(cè)斷面。 (4)觀測(cè)點(diǎn)的安裝埋設(shè)應(yīng)盡可能靠近掌子面，最好不超過觀測(cè)點(diǎn)的安裝埋設(shè)應(yīng)盡可能靠近掌子面，最好不超過2m. (5)洞周收斂、拱頂下沉、多點(diǎn)位移計(jì)及地表沉降量測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布洞周收斂、拱頂下沉、多點(diǎn)位移計(jì)及地表沉降量測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量布 置在同一斷面上置在同一斷面上 。 (6)錨桿應(yīng)力和襯砌應(yīng)力等測(cè)點(diǎn)最好布置在同一斷面上，以使測(cè)量錨桿應(yīng)力和襯砌應(yīng)力等測(cè)點(diǎn)最好布置在同一斷面上，以使測(cè)量 結(jié)果互相對(duì)照、相互檢驗(yàn)。結(jié)果互相對(duì)照、相互檢驗(yàn)。 chapter7隧道工程33 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) (7) 斷面間距：視工程長(zhǎng)度、地質(zhì)條

17、件而定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件情況良斷面間距：視工程長(zhǎng)度、地質(zhì)條件而定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件情況良 好或開挖過程中地質(zhì)條件連續(xù)不變時(shí)，間距可加大，地質(zhì)變化顯好或開挖過程中地質(zhì)條件連續(xù)不變時(shí)，間距可加大，地質(zhì)變化顯 著時(shí)，間距應(yīng)縮小。在施工初期階段，要縮小量測(cè)間距。取得一著時(shí)，間距應(yīng)縮小。在施工初期階段，要縮小量測(cè)間距。取得一 定數(shù)據(jù)資料后，可適當(dāng)加大量測(cè)間距。在洞口及埋深較小地段，定數(shù)據(jù)資料后，可適當(dāng)加大量測(cè)間距。在洞口及埋深較小地段， 亦應(yīng)適當(dāng)縮小量測(cè)間距。亦應(yīng)適當(dāng)縮小量測(cè)間距。 在一般的鐵路和公路隧道中，洞周收斂和拱頂下沉量測(cè)的斷在一般的鐵路和公路隧道中，洞周收斂和拱頂下沉量測(cè)的斷 面間距根據(jù)圍巖類別而定。面間

18、距根據(jù)圍巖類別而定。 地表沉降量測(cè)的斷面間距與隧洞埋深和地表狀況有關(guān)，當(dāng)?shù)氐乇沓两盗繙y(cè)的斷面間距與隧洞埋深和地表狀況有關(guān)，當(dāng)?shù)?表是山嶺田野時(shí)，根據(jù)埋深斷面間距定為：埋深表是山嶺田野時(shí)，根據(jù)埋深斷面間距定為：埋深h2D： 2050m；h=12D：1020m；h1D：510m。 錨桿應(yīng)力和襯砌應(yīng)力等，其量測(cè)斷面的縱向間距可定為錨桿應(yīng)力和襯砌應(yīng)力等，其量測(cè)斷面的縱向間距可定為 200500m。 chapter7隧道工程34 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 2測(cè)點(diǎn)的布置形式測(cè)點(diǎn)的布置形式 chapter7隧道工程35 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程36

19、7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 壓力盒和錨桿應(yīng)力計(jì)應(yīng)在壓力盒和錨桿應(yīng)力計(jì)應(yīng)在典型區(qū)段典型區(qū)段選擇應(yīng)力變化最大或地選擇應(yīng)力變化最大或地 質(zhì)最不利的部位，并根據(jù)位移變化梯度和圍巖應(yīng)力狀態(tài)，在不質(zhì)最不利的部位，并根據(jù)位移變化梯度和圍巖應(yīng)力狀態(tài)，在不 同的圍巖深度內(nèi)布測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)與工程錨桿相同。同的圍巖深度內(nèi)布測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)與工程錨桿相同。 用于埋設(shè)壓力盒的鉆孔和觀測(cè)錨桿的鉆孔的布置形式與多點(diǎn)位用于埋設(shè)壓力盒的鉆孔和觀測(cè)錨桿的鉆孔的布置形式與多點(diǎn)位 移計(jì)的相似，通常在鉆孔中布置移計(jì)的相似，通常在鉆孔中布置3個(gè)或更多的測(cè)點(diǎn)。個(gè)或更多的測(cè)點(diǎn)。 下頁圖是毛洞位移量測(cè)和襯砌后隧洞應(yīng)

20、力應(yīng)變量測(cè)的典型布下頁圖是毛洞位移量測(cè)和襯砌后隧洞應(yīng)力應(yīng)變量測(cè)的典型布 置的例子。置的例子。 chapter7隧道工程37 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程38 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 四、觀測(cè)及其頻度的確定四、觀測(cè)及其頻度的確定 整個(gè)觀測(cè)期間應(yīng)設(shè)立整個(gè)觀測(cè)期間應(yīng)設(shè)立值班記錄值班記錄，詳細(xì)記載值班期間的一切，詳細(xì)記載值班期間的一切 情況，包括施工進(jìn)展情況、施工部位、施工工藝流程情況、氣情況，包括施工進(jìn)展情況、施工部位、施工工藝流程情況、氣 候環(huán)境、對(duì)隧洞的觀察、隧洞內(nèi)滲流水情況、噴射混凝土和襯候環(huán)境、對(duì)隧洞的觀察、隧洞內(nèi)滲流水情況、噴射混凝土

21、和襯 砌上的裂縫開展情況等。砌上的裂縫開展情況等。 各量測(cè)項(xiàng)目通常的各量測(cè)項(xiàng)目通常的觀測(cè)頻度觀測(cè)頻度為：在洞室開挖或支護(hù)后的半個(gè)為：在洞室開挖或支護(hù)后的半個(gè) 月內(nèi)，每天應(yīng)觀測(cè)月內(nèi)，每天應(yīng)觀測(cè)12次；半個(gè)月后到一個(gè)月內(nèi)，或掌子面推次；半個(gè)月后到一個(gè)月內(nèi)，或掌子面推 進(jìn)到距觀測(cè)斷面大于進(jìn)到距觀測(cè)斷面大于2倍洞徑的距離后，每倍洞徑的距離后，每2天觀測(cè)一次；一到天觀測(cè)一次；一到 三個(gè)月，每周測(cè)讀三個(gè)月，每周測(cè)讀12次：三個(gè)月以后，每月測(cè)讀次：三個(gè)月以后，每月測(cè)讀13次。若次。若 設(shè)計(jì)有特殊要求，則可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，遇突發(fā)事件，則應(yīng)加設(shè)計(jì)有特殊要求，則可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，遇突發(fā)事件，則應(yīng)加 強(qiáng)觀測(cè)。強(qiáng)觀測(cè)

22、。 chapter7隧道工程39 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 各量測(cè)項(xiàng)目原則上應(yīng)根據(jù)其變化的大小來確定觀測(cè)頻度。如洞 周收斂位移和拱頂下沉的量測(cè)頻度可根據(jù)位移速度及離開挖面的 距離而定，往往不同的基線和測(cè)點(diǎn)位移速度不同，因此，應(yīng)以產(chǎn) 生最大位移者來決定量測(cè)頻度。整個(gè)斷面內(nèi)各基線或測(cè)點(diǎn)應(yīng)采用 相同的量測(cè)頻度。 chapter7隧道工程40 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) ab負(fù)速率段 bc加速段 cd減速段 de進(jìn)一步減 速段 ef零速率段 五、量測(cè)數(shù)據(jù)警戒值及圍巖穩(wěn)定性判斷準(zhǔn)則五、量測(cè)數(shù)據(jù)警戒值及圍巖穩(wěn)定性判斷準(zhǔn)則 chapter7隧道工程41 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)

23、現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 1容許位移量容許位移量 容許位移量容許位移量是指在保證隧洞不產(chǎn)生有害松動(dòng)和保證地表不是指在保證隧洞不產(chǎn)生有害松動(dòng)和保證地表不 產(chǎn)生有害下沉量的條件下，自隧洞開挖起到變形穩(wěn)定為止產(chǎn)生有害下沉量的條件下，自隧洞開挖起到變形穩(wěn)定為止,在在 起拱線位置的隧洞壁面間水平位移總量的最大容許值，或拱頂起拱線位置的隧洞壁面間水平位移總量的最大容許值，或拱頂 的最大容許下沉量。的最大容許下沉量。 容許位移量與巖體條件、隧洞埋深、斷面尺寸及地表建筑容許位移量與巖體條件、隧洞埋深、斷面尺寸及地表建筑 物等因素有關(guān)，例如城市地鐵通過建筑群時(shí)，一般要求地表下物等因素有關(guān)，例如城市地鐵通過建筑群時(shí)，一般

24、要求地表下 沉不超過沉不超過510mm；對(duì)于山嶺隧道，地表沉降的容許位移量；對(duì)于山嶺隧道，地表沉降的容許位移量 可由圍巖的穩(wěn)定性確定。可由圍巖的穩(wěn)定性確定。 chapter7隧道工程42 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程43 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程44 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程45 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程46 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程47 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 前蘇聯(lián)學(xué)者

25、通過對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理，得出了用于計(jì)算前蘇聯(lián)學(xué)者通過對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理，得出了用于計(jì)算 洞室周邊容許最大變形值的近似公式：洞室周邊容許最大變形值的近似公式： 式中式中 f 普氏系數(shù)；普氏系數(shù)； b0洞室跨度；洞室跨度； H邊墻自拱腳至底板的高度邊墻自拱腳至底板的高度(m)； 2值一般在從拱腳起算值一般在從拱腳起算(1/31/2)H段內(nèi)測(cè)定。段內(nèi)測(cè)定。 (mm) : (mm) : 2 51 2 51 0 1 54 12 f H f b . . . 邊邊墻墻 拱拱頂頂 chapter7隧道工程48 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程49 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)

26、現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 2容許位移速率容許位移速率 容許位移速率容許位移速率是指在保證圍巖不產(chǎn)生有害松動(dòng)的條件下，隧洞是指在保證圍巖不產(chǎn)生有害松動(dòng)的條件下，隧洞 壁面間水平位移速度的最大容許值。它同樣與巖體條件、隧洞埋深壁面間水平位移速度的最大容許值。它同樣與巖體條件、隧洞埋深 及斷面尺寸等因素有關(guān)。容許位移速率目前尚無統(tǒng)一規(guī)定，一般都及斷面尺寸等因素有關(guān)。容許位移速率目前尚無統(tǒng)一規(guī)定，一般都 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定。 例如美國(guó)某些工程對(duì)容許位移速率的規(guī)定：第一天的位移量不超過容許位移量例如美國(guó)某些工程對(duì)容許位移速率的規(guī)定：第一天的位移量不超過容許位移量 的的1/51/4(約約2.543.18m

27、m)，第一周內(nèi)平均每天的位移量應(yīng)小于容許位，第一周內(nèi)平均每天的位移量應(yīng)小于容許位 移量的移量的1/20(約約0. 63mm)。南嶺隧道、大瑤山隧道、下坑隧道、金川礦區(qū)運(yùn)輸。南嶺隧道、大瑤山隧道、下坑隧道、金川礦區(qū)運(yùn)輸 平巷、張家港鐵礦的穩(wěn)定變形速度為平巷、張家港鐵礦的穩(wěn)定變形速度為0.1mm/d，引灤入津輸水隧洞在開挖后一，引灤入津輸水隧洞在開挖后一 個(gè)月的穩(wěn)定變形速度大于個(gè)月的穩(wěn)定變形速度大于10mm/30d。 chapter7隧道工程50 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) (1) 基本穩(wěn)定段(I)。變形速率 不斷下降，即變形加速度小 于0； (2) 過渡段(II)。變形速度長(zhǎng) 時(shí)間

28、保持不變，即變形加速 度等于0; (3) 破壞段(III)。變形速率漸 增，即變形加速度大于0。 3. 根據(jù)位移根據(jù)位移時(shí)間曲線判斷圍巖穩(wěn)定性時(shí)間曲線判斷圍巖穩(wěn)定性 chapter7隧道工程51 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) 注意：注意：在隧洞施工險(xiǎn)情預(yù)報(bào)中，應(yīng)同時(shí)考慮收斂或變形速度，相 對(duì)收斂量或變形量及位移時(shí)程曲線，結(jié)合洞周圍巖噴射混凝土和 襯砌的表面狀況等綜合因素作出預(yù)報(bào)。 全斷面開挖全斷面開挖 分步開挖分步開挖 chapter7隧道工程52 7-3 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)方案設(shè)計(jì) chapter7隧道工程53 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 量測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理

29、的目的 驗(yàn)證 反饋 預(yù)報(bào) 即 （1）各種量測(cè)數(shù)據(jù)相互印證，以確認(rèn)量測(cè)結(jié)果的可靠性； （2）探求圍巖變形或應(yīng)力狀態(tài)的空間分布規(guī)律，了解圍巖穩(wěn)定性 特征，以便提供反饋，合理地設(shè)計(jì)支護(hù)系統(tǒng)； （3）監(jiān)視圍巖變形或應(yīng)力狀態(tài)隨時(shí)間的變化情況，對(duì)最終值或變 化速率進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 chapter7隧道工程54 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 a b c d e 21 uuuu m 1 u 2 u mu a bc d e chapter7隧道工程55 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 u1的確定。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性回歸，得u=f(t), 則 u2的確定。據(jù)研究，存在如下經(jīng)驗(yàn)式 所以

30、 21 uuuu m )(0 1 fu 33002650 0 02 . uu 0 1 0 )(fu u m chapter7隧道工程56 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程57 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程58 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程59 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程60 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程61 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程62 7-4

31、 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程63 7-4 量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理 chapter7隧道工程64 o概況概況 十三陵抽水蓄能電站地下廠房埋深200m+，設(shè)計(jì) 規(guī)模為長(zhǎng)145m、寬23m、高46.6m，拱座部位開挖 寬度為27.5m。廠區(qū)巖體為侏羅系礫巖，層理不清， 略有沉積韻律，呈巨厚層狀，產(chǎn)狀為NE40、 SE40左右，總厚達(dá)500m+，廠房選在最厚的部位。 廠房洞室布置在巖性單一的礫巖內(nèi)，巖石強(qiáng)度中等， 彈性模量較高，滲透性較弱，涌水量不大，裂隙不甚 發(fā)育，地應(yīng)力不高。廠區(qū)斷層主要有三組，與廠房軸 線呈大角度相交，其影響僅限于斷層寬度的范圍內(nèi)

32、， 但有一組走向近直立的裂隙與廠房軸線交角甚小，對(duì) 高邊墻的穩(wěn)定極為不利。 chapter7隧道工程65 7-5 工程實(shí)例工程實(shí)例 監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì) 根據(jù)廠區(qū)內(nèi)工程結(jié)構(gòu)及支護(hù)特點(diǎn)、工程地質(zhì)條件、施工工序 及方法等，該工程采取了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)斷面和隨機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相結(jié)合的 設(shè)計(jì)原則； 為了監(jiān)測(cè)地下廠房圍巖的位移、應(yīng)力、地下水壓力、溫度及 頂拱混凝土內(nèi)的應(yīng)變、應(yīng)力、溫度變化，主要布置鉆孔多點(diǎn)位 移計(jì)、錨桿應(yīng)力計(jì)(鋼筋計(jì))、預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力計(jì)，此外，還布 置了其他7項(xiàng)觀測(cè)項(xiàng)目，具體情況見下頁表。 chapter7隧道工程66 7-5 工程實(shí)例工程實(shí)例 chapter7隧道工程67 7-5 工程實(shí)例工程實(shí)例

33、 地下廠房地下廠房 位移計(jì)和位移計(jì)和 錨桿應(yīng)力錨桿應(yīng)力 計(jì)計(jì) 觀觀 測(cè)測(cè) 布布 置置 圖圖 M位移計(jì)位移計(jì) MC錨桿應(yīng)錨桿應(yīng) 力計(jì)力計(jì) chapter7隧道工程68 7-5 工程實(shí)例工程實(shí)例 系統(tǒng)觀測(cè)斷面3個(gè)，斷面間距3650m；觀測(cè)斷面到端墻距 離3335m；各斷面觀測(cè)點(diǎn)布置在頂拱、拱腳、邊墻中部及中 下部。鉆孔多點(diǎn)位移計(jì)長(zhǎng)1424m（預(yù)埋或后埋）。錨桿應(yīng)力 計(jì)，頂拱長(zhǎng)6m，邊墻長(zhǎng)8m，其長(zhǎng)度和施工支護(hù)錨桿同。 鉆孔多點(diǎn)位移計(jì)每孔4只，距洞壁2m、5m、10m、20m (20m孔)和2m、4m、8m、15m(15m孔)。錨桿應(yīng)力計(jì)每孔 3只，距洞壁為1.0m、2.5m、4.0m(拱頂5m錨桿

34、)、1.0m、 2.5 m、5.0m(邊墻6m長(zhǎng)錨桿)和1.0m、3.0m、7.0m(邊墻 8m長(zhǎng)的錨桿)。觀測(cè)儀器為鋼弦式儀器。 6個(gè)孔的觀測(cè)元件是利用排水廊道預(yù)埋的。其余均為后埋的。 后埋元件是當(dāng)掌子面超過設(shè)計(jì)觀測(cè)斷面(點(diǎn))1.52.0m時(shí)安裝 埋沒的(停掘)。 chapter7隧道工程69 7-5 工程實(shí)例工程實(shí)例 chapter7隧道工程70 chapter7隧道工程71 chapter7隧道工程72 chapter7隧道工程73 chapter7隧道工程74 chapter7隧道工程75 chapter7隧道工程76 chapter7隧道工程77 chapter7隧道工程78 cha

35、pter7隧道工程79 chapter7隧道工程80 chapter7隧道工程81 chapter7隧道工程82 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程83 chapter7隧道工程84 chapter7隧道工程85 chapter7隧道工程86 chapter7隧道工程87 chapter7隧道工程88 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 一、盾構(gòu)法施工監(jiān)測(cè)一、盾構(gòu)法施工監(jiān)測(cè) 盾構(gòu)法施工隧道時(shí)所需的監(jiān)測(cè)內(nèi)容可分為兩大類：巖土 介質(zhì)和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)、隧道(包括盾構(gòu))結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)。 1巖土介質(zhì)和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)巖土介質(zhì)和周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè) 巖土介質(zhì)和周圍

36、環(huán)境的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：盾構(gòu)正面土壓力、 地表沉降和位移、土體沉降和位移、土體應(yīng)力和孔隙水壓力、 構(gòu)筑物沉陷和傾斜等項(xiàng)目。 chapter7隧道工程89 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (1) 地表沉降地表沉降 地表沉降測(cè)量是在沉陷測(cè)量區(qū)域埋設(shè)地表樁，采 取常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量方法。地表樁設(shè)置一般沿盾構(gòu)隧道的軸線每 隔35m設(shè)一測(cè)點(diǎn)，適當(dāng)布置幾排橫向地表樁，測(cè)量盾構(gòu)施工 引起的橫向沉降槽的變化。道路沉降必須將地表樁埋入道面下 的土層里，才能比較真實(shí)地測(cè)量道路的沉降。鐵路的沉降測(cè)量 必須同時(shí)監(jiān)測(cè)路基和鐵軌的沉降。地下管線的沉降測(cè)量，對(duì)重 點(diǎn)保護(hù)的管線，應(yīng)將測(cè)點(diǎn)設(shè)在管線上，并砌筑保護(hù)并蓋，

37、一般 管線則可在其周圍設(shè)置地表樁進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在盾構(gòu)切口到達(dá)前3m 和盾尾過后三天內(nèi)，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)頻率。 chapter7隧道工程90 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (2) 土中沉降和位移土中沉降和位移 監(jiān)測(cè)盾構(gòu)施工引起的深層土體沉監(jiān)測(cè)盾構(gòu)施工引起的深層土體沉 降和位移量可了解土層被擾動(dòng)的范圍和影響程度，土降和位移量可了解土層被擾動(dòng)的范圍和影響程度，土 體沉降測(cè)量采用分層沉降儀，土體深層位移則采用測(cè)體沉降測(cè)量采用分層沉降儀，土體深層位移則采用測(cè) 斜儀，兩者可共用一個(gè)測(cè)孔和測(cè)管。當(dāng)測(cè)管理設(shè)深度斜儀，兩者可共用一個(gè)測(cè)孔和測(cè)管。當(dāng)測(cè)管理設(shè)深度 低于隧道底部標(biāo)高時(shí)，可把管底作為初始不動(dòng)點(diǎn)

38、，埋低于隧道底部標(biāo)高時(shí)，可把管底作為初始不動(dòng)點(diǎn)，埋 設(shè)在隧道頂部的測(cè)管一般以管頂為不動(dòng)點(diǎn)，但必須測(cè)設(shè)在隧道頂部的測(cè)管一般以管頂為不動(dòng)點(diǎn)，但必須測(cè) 量管頂?shù)乃轿灰浦颠M(jìn)行修正。下圖為雙孔隧道上方量管頂?shù)乃轿灰浦颠M(jìn)行修正。下圖為雙孔隧道上方 的地表沉降槽和分層沉降的實(shí)測(cè)曲線。的地表沉降槽和分層沉降的實(shí)測(cè)曲線。 chapter7隧道工程91 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程92 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (3) 土中應(yīng)力和孔隙水壓力土中應(yīng)力和孔隙水壓力 盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)土體的擠壓作用破 壞了土體結(jié)構(gòu)，便士中應(yīng)力和孔隙水壓力增大，對(duì)土應(yīng)力和

39、 超孔隙水壓力的量測(cè)，能了解盾構(gòu)的施工性能，對(duì)土層的擾 動(dòng)程度及預(yù)測(cè)固結(jié)沉降量，量測(cè)數(shù)據(jù)反饋后，可及時(shí)調(diào)整施 工參數(shù)，減少對(duì)土層的擾動(dòng)，土應(yīng)力和孔隙水壓力量測(cè)元件 采取鉆孔埋設(shè)方法，測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在隧道外圍。 chapter7隧道工程93 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (4) 鄰近構(gòu)筑物的保護(hù)監(jiān)測(cè)鄰近構(gòu)筑物的保護(hù)監(jiān)測(cè) 對(duì)盾構(gòu)直接穿越和影響范圍內(nèi)的 房屋、橋梁等構(gòu)筑物必須進(jìn)行保護(hù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是構(gòu)筑 物的沉降、傾斜和裂縫。沉降測(cè)點(diǎn)設(shè)在基礎(chǔ)上或墻體上，在構(gòu) 筑物外的地表上和構(gòu)筑物底板上也設(shè)一些測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀量測(cè)。 構(gòu)筑物傾斜監(jiān)測(cè)可采用經(jīng)緯儀測(cè)量方法，也可在墻體上設(shè)置傾 斜儀，連續(xù)

40、監(jiān)測(cè)墻體的傾斜。構(gòu)筑物的裂縫可用裂縫觀測(cè)儀測(cè) 得。 chapter7隧道工程94 9-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 2. 隧道隧道(包括盾構(gòu)包括盾構(gòu))結(jié)構(gòu)的監(jiān)側(cè)結(jié)構(gòu)的監(jiān)側(cè) 隧道(包括盾構(gòu))結(jié)構(gòu)的主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下： (1) 隧道應(yīng)變的量測(cè)，包括用應(yīng)變計(jì)量測(cè)結(jié)果計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸 力和彎矩; (2) 隧道收斂位移量測(cè)； (3) 預(yù)制管片凹凸接縫處法向應(yīng)力的量測(cè)。 chapter7隧道工程95 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程96 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程97 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法

41、和頂管施工監(jiān)測(cè) 預(yù)制預(yù)制 無螺無螺 栓膨栓膨 脹襯脹襯 砌隧砌隧 道量道量 測(cè)布測(cè)布 置圖置圖 chapter7隧道工程98 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 螺栓軸力測(cè)試 鋼筋應(yīng)力測(cè)試 土 壓 力測(cè)試 chapter7隧道工程99 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程100 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程101 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 二、頂管工程施工監(jiān)測(cè)二、頂管工程施工監(jiān)測(cè) 淺埋頂管要進(jìn)行地表沉降、分層沉陷、水土壓力和地下水淺埋頂管要進(jìn)行地表沉降、分層沉陷、水土壓力和

42、地下水 位等環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)于埋深大于位等環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)于埋深大于3倍直徑的頂管，一般不必進(jìn)行倍直徑的頂管，一般不必進(jìn)行 環(huán)境監(jiān)測(cè)。環(huán)境監(jiān)測(cè)。 頂管頂進(jìn)過程中對(duì)管道可進(jìn)行如下項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)：管道內(nèi)力頂管頂進(jìn)過程中對(duì)管道可進(jìn)行如下項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)：管道內(nèi)力 測(cè)試、水土對(duì)管段的接觸壓力測(cè)試、管道接頭相對(duì)位移量測(cè)和測(cè)試、水土對(duì)管段的接觸壓力測(cè)試、管道接頭相對(duì)位移量測(cè)和 管道收斂變形量測(cè)等，但在大多數(shù)情況下不監(jiān)測(cè)，除非在頂管管道收斂變形量測(cè)等，但在大多數(shù)情況下不監(jiān)測(cè)，除非在頂管 的設(shè)計(jì)中采用了新方法或在施工中采用了新工藝，為保證安全的設(shè)計(jì)中采用了新方法或在施工中采用了新工藝，為保證安全 并積累經(jīng)驗(yàn)時(shí)才作監(jiān)測(cè)。并積累經(jīng)

43、驗(yàn)時(shí)才作監(jiān)測(cè)。 chapter7隧道工程102 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) o實(shí)例實(shí)例 o1工程概況工程概況 o 某合流污水外排工程穿越黃浦江時(shí)兩條平行倒虹管均采用頂 管法施工，始發(fā)工作井頂管口底標(biāo)高-27.00(自然地坪+4.50)， 接收工作井頂管口底標(biāo)高-10.34(自然地坪+4.50)。頂管全長(zhǎng) 764.78m，其中自始發(fā)工作井至黃浦江邊250m為直線段，其 余為主要順沿黃浦江底的曲線段，平均埋深在黃浦江底以下 7.8m左右。兩平行管道凈距1.28m，均采用內(nèi)徑為2200的 鋼筋混凝土預(yù)制管段，每節(jié)管道長(zhǎng)3m，管壁厚240mm，沿縱 向配制三級(jí)10鋼筋，環(huán)向配制三

44、級(jí)12鋼筋，主筋混凝土保 護(hù)層厚度為40mm。 chapter7隧道工程103 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 頂管施工穿越地層由浦東向浦西依次為：層草黃色砂質(zhì) 粉土，-2層草黃色粉質(zhì)粘土，-1層暗綠色粘土，-2層灰色 粘砂互層，層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和層灰色淤泥質(zhì)粘土。 施工監(jiān)測(cè)的目的: (1) 保證兩條管道頂進(jìn)施工安全性； (2) 跟蹤第2條管道頂進(jìn)對(duì)第1條管道的影響,指導(dǎo)施工； (3) 驗(yàn)證頂管設(shè)計(jì)理論的適用性（凈間距1.28 mD)。 chapter7隧道工程104 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) 2監(jiān)測(cè)方案監(jiān)測(cè)方案 在頂管施工期間開展以下在頂管施工期

45、間開展以下4方面的監(jiān)測(cè)：方面的監(jiān)測(cè)： (1) 管道內(nèi)力測(cè)試管道內(nèi)力測(cè)試 管道內(nèi)力測(cè)試包括管道縱向和環(huán)向應(yīng)管道內(nèi)力測(cè)試包括管道縱向和環(huán)向應(yīng) 力的測(cè)試。通過在管道環(huán)向和縱向鋼筋上安設(shè)鋼弦式鋼筋應(yīng)力力的測(cè)試。通過在管道環(huán)向和縱向鋼筋上安設(shè)鋼弦式鋼筋應(yīng)力 傳感器，用以推算傳感器，用以推算管道彎矩和軸力管道彎矩和軸力。管道內(nèi)力測(cè)試斷面共。管道內(nèi)力測(cè)試斷面共8個(gè)個(gè) （第一管道（第一管道5個(gè)，第二管道個(gè)，第二管道3個(gè)）。個(gè)）。8個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，近工作井個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，近工作井 的的2個(gè)主要用于監(jiān)視進(jìn)出洞頂進(jìn)作業(yè)的安全性，其余的兼有檢個(gè)主要用于監(jiān)視進(jìn)出洞頂進(jìn)作業(yè)的安全性，其余的兼有檢 驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的作用。每個(gè)斷面均

46、在環(huán)向和縱向四個(gè)方位的內(nèi)外驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的作用。每個(gè)斷面均在環(huán)向和縱向四個(gè)方位的內(nèi)外 側(cè)鋼筋上各布設(shè)側(cè)鋼筋上各布設(shè)1個(gè)鋼筋應(yīng)力傳感器，共設(shè)個(gè)鋼筋應(yīng)力傳感器，共設(shè)16個(gè)，兩條管道合個(gè)，兩條管道合 計(jì)計(jì)128個(gè)。鋼筋應(yīng)力傳感器采用個(gè)。鋼筋應(yīng)力傳感器采用GJJ10系列鋼弦式鋼筋測(cè)力系列鋼弦式鋼筋測(cè)力 計(jì)。計(jì)。 chapter7隧道工程105 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程106 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (2)1 接觸壓力測(cè)試接觸壓力測(cè)試 為取得管道實(shí)際承受的水土壓力值， 用土壓力盒直接測(cè)試管道外壁面上的接觸壓力。測(cè)試接觸壓力 采用土壓

47、力盒，其型號(hào)為TYJ系列鋼弦式土壓力計(jì)，量程為 0.5MPa。接觸壓力量測(cè)設(shè)2個(gè)測(cè)試斷面，位置分別為與距浦東 工作井出洞口50m和125m的兩個(gè)土壓力測(cè)試斷面對(duì)應(yīng)，每個(gè) 斷面均在上下左右4個(gè)方位各埋設(shè)1個(gè)土壓力盒。 chapter7隧道工程107 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (2) 2水土壓力測(cè)試水土壓力測(cè)試 為確保第為確保第2管道頂進(jìn)時(shí)管道結(jié)構(gòu)的安全管道頂進(jìn)時(shí)管道結(jié)構(gòu)的安全 性，通過測(cè)試性，通過測(cè)試第第1和第和第2管道之間管道之間的的水土壓力的大小和分布水土壓力的大小和分布，驗(yàn)，驗(yàn) 證施工工藝證施工工藝(頂進(jìn)速率等頂進(jìn)速率等)的合理性，量測(cè)儀表為土壓力盒與孔的合理性，量

48、測(cè)儀表為土壓力盒與孔 隙水壓力計(jì)。土壓力盒的型號(hào)為隙水壓力計(jì)。土壓力盒的型號(hào)為TYJ系列鋼弦式土壓力計(jì)，量系列鋼弦式土壓力計(jì)，量 程為程為0.5MPa；孔隙水壓力計(jì)的型號(hào)為；孔隙水壓力計(jì)的型號(hào)為KYJ30系列鋼弦式孔隙系列鋼弦式孔隙 水壓力計(jì)，量程為水壓力計(jì)，量程為0.5MPa。監(jiān)測(cè)鉆孔布置在浦東工作井至黃。監(jiān)測(cè)鉆孔布置在浦東工作井至黃 浦江岸間的直線段的頂管之間，每孔安裝浦江岸間的直線段的頂管之間，每孔安裝6個(gè)土壓力盒。土壓個(gè)土壓力盒。土壓 力盒在孔內(nèi)的位置見圖，孔隙水壓力計(jì)位置與之相同。力盒在孔內(nèi)的位置見圖，孔隙水壓力計(jì)位置與之相同。 4個(gè)測(cè)個(gè)測(cè) 孔中共埋設(shè)土壓力盒孔中共埋設(shè)土壓力盒18個(gè)

49、，孔隙水壓力計(jì)個(gè)，孔隙水壓力計(jì)6個(gè)。個(gè)。 chapter7隧道工程108 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) chapter7隧道工程109 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (3) 管道接頭相對(duì)位移量測(cè)管道接頭相對(duì)位移量測(cè) 為了在第2條管道頂進(jìn) 時(shí)測(cè)試第一條管道管段接縫的張開情況，約每隔50 m設(shè)置1 個(gè)管道接頭相對(duì)位移監(jiān)測(cè)斷面，總數(shù)為15個(gè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面 上均勻布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)。在管道接頭兩側(cè)用膨脹螺絲安裝測(cè)標(biāo)， 用數(shù)顯式測(cè)微計(jì)量測(cè)兩側(cè)測(cè)標(biāo)間的相對(duì)位移。 chapter7隧道工程110 7-6 盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè)盾構(gòu)法和頂管施工監(jiān)測(cè) (4) 管道收斂變形量測(cè)管道收斂變形量測(cè) 在兩條管道內(nèi)均布設(shè)收斂變形量 測(cè)裝置，以測(cè)量管段在水土