監(jiān)控量測要求(選測)

1、圍巖壓力量測鋼支撐內(nèi)及外力量測 圍巖內(nèi)部位移量測 錨桿軸力 滲水壓力兩層支護(hù)間壓力量測支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力1、監(jiān)測目的選測項目是對一些有特殊意義和具有代表性的區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充測試，因此，每個隧道要根據(jù)其具體情況選擇合適的選測項目，一般在W級、V級圍巖段及不良地質(zhì)段設(shè)置，其主要目的：及時掌握圍巖的力學(xué)強(qiáng)度，對圍巖的穩(wěn)定、安全性 作出評價；了解和掌握隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，驗證支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參 數(shù)的合理性，確定二次支護(hù)的時間；對支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的安全性作出評價及建議，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工；為變更設(shè)計、調(diào)整施工方法提供科學(xué)依據(jù)；有 效避免塌方等工程事故。2、監(jiān)控量測依據(jù)(1) 公路隧道設(shè)計規(guī)范(JTG D70

2、/2-2014)；(2) 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTG F60-2009；(3) 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范細(xì)則 JTG/T F60-2009 ；(4) 鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程 TB10121-2007；2監(jiān)測內(nèi)容表2.1隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測選測項目表公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTG F60 2009) »序號項目名稱方法及工具布置測試精度間隔標(biāo)準(zhǔn)1 15d16c1個月13個月大于3個 月1鋼架內(nèi)力及外力支柱壓力計或其他測力計每代表性地段12個斷 面，每斷面鋼支撐內(nèi)力 37個測點，或外力1對0.1Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月序號項目名稱方法及工具布置測試精度間隔標(biāo)準(zhǔn)1

3、15d16c1個月13個月大于3個 月2圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點）洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)各類位移計每代表性地段12個斷面，每斷面37個鉆孔0.1mm12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月3圍巖壓力各種類型巖土壓力盒每代表性地段12個斷面，每斷面設(shè)37個測點。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月4兩層支護(hù)間壓力各種類型巖土壓力盒每代表性地段12個斷面，每斷面設(shè)37個測點。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月5錨桿軸力鋼筋計、錨桿測力計每代表性地段12個斷面，每斷面設(shè)24個測點。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/

4、月6支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力各類混凝土內(nèi)應(yīng)變計及表面應(yīng)力解除法每代表性地段一個斷面， 每斷面設(shè)37個測點。0.01Mpa12次/天1 次/2 天1 2 次/周1 3 次/月7滲水壓力、水流量滲壓計、流量計-0.01Mpa-3、測點布置及量測方法3.1圍巖壓力量測測點布設(shè)：壓力盒布設(shè)在圍巖與初襯之間，即測得圍巖壓力（見圖1）。應(yīng)把測點布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳等，并對 各測點逐一進(jìn)行編號。埋設(shè)壓力盒時，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。 在隧道壁 面，當(dāng)所測圍巖施加給噴混凝土層的徑向壓力時，先用水泥砂漿或石膏把壓力盒 固定在巖面上，再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層，不要使噴混凝土與壓力盒之間有

5、間隙， 保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。記下壓力盒編號，并將壓力盒編號用透明膠布將 寫在紙上的編號緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好，避免在洞內(nèi)被 施工所破壞。量測：采用頻率計采集壓力盒頻率，根據(jù)壓力盒的頻率-壓力標(biāo)定曲線， 將量測數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的接觸壓力。測點A圖1壓力盒安裝示意圖及壓力盒3.2鋼支撐內(nèi)及外力量測 測點布設(shè)：鋼筋計分別沿鋼架的內(nèi)外緣對應(yīng)焊接布設(shè)， 其一個斷面安裝布 設(shè)3個點，一個點分別在內(nèi)外緣焊接2個鋼筋計。安裝前，在鋼拱架待測部位并 聯(lián)焊接鋼弦式鋼筋計，在焊接過程中注意對鋼筋計保護(hù)，記下鋼架型號；見圖2。 量測：根據(jù)鋼筋計的頻率-軸力標(biāo)定曲線可將量測數(shù)據(jù)來直接換算

6、出相應(yīng) 的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)計算方法可算出鋼筋軸力計所在的拱架 斷面的彎矩，并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、 彎矩值點畫在各鋼筋計分 布位置，并將各點連接形成隧道鋼拱架軸力及彎矩分布圖。圖2鋼架內(nèi)及外力安裝示意圖及鋼筋計3.3圍巖內(nèi)部位移量測測點布設(shè)：采用普通風(fēng)鉆鉆孔徑 4050mm長度3.6m；清除鉆孔中巖 渣和積水，灌入水泥砂漿（亦可用錨固劑），注滿全鉆孔后，將桿式位移計插入 鉆孔中；用干硬性水泥砂漿將孔口定位體與周圍巖體固結(jié)牢靠；待水泥砂漿固 結(jié)后進(jìn)行初始讀數(shù)。埋設(shè)在巖體鉆孔不同深度的各測點和定位體，通過薄壁PVC 管、定位塊、水泥砂漿與周圍巖體連接為一體，共同變形，

7、但固定在各定位塊 的測桿（一般為鋁棒）在 PVC管中處于自由狀態(tài)，不隨巖體變形而變形。當(dāng)圍 巖變形時由于水泥砂漿的黏結(jié)作用，PVC管及定位塊、定位體均隨巖體變形而變 形，由于各測桿（不同深度）在PVC管中處于自由狀態(tài)，不隨巖體變形而變形， 則在測桿頂部與定位體上定位面間產(chǎn)生相對位移；見圖 3。量測：根據(jù)隧道周邊和內(nèi)部位移狀態(tài)不能通過周邊位移量測取得，而對 于淺埋、偏壓和強(qiáng)構(gòu)造不均質(zhì)巖體，隧道兩側(cè)變形（位移）差異很大，對上述 巖體及時監(jiān)測隧道周邊和內(nèi)部絕對位移，對判別圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)效果作用極 大。圍巖內(nèi)部位移（地中位移）量測是監(jiān)測隧道周邊某點及圍巖內(nèi)部不同深度 各點的位移狀態(tài)，并將各點連接形成

8、隧道圍巖內(nèi)部位移松弛范圍彎矩分布圖。圖 3 圍巖內(nèi)部位移安裝示意圖及位移計3.4 錨桿軸力 測點布設(shè)：量測錨桿在埋設(shè)前必須鉆孔，所有的孔位應(yīng)布置在同一垂直斷面內(nèi)；水平鉆孔傾斜角度在垂直斷面內(nèi)不超過 5°，水平面內(nèi)鉆孔與隧道壁面 交角應(yīng)在85° 90°。鉆孔時孔徑應(yīng)比量測錨桿桿體直徑大 2030mm擴(kuò)孔深為 200250mm為了保證量測錨桿的施工質(zhì)量，必須注意以下幾點：（1）為保證量測錨桿與孔壁的膠結(jié)質(zhì)量， 鉆孔完成后， 要求吹干， 然后往孔內(nèi)注滿水泥砂漿， 注意要均勻地填滿全孔長。 （2）隨后將量測錨桿播入注滿砂漿的孔內(nèi)，務(wù)必使 錨桿端部與圍巖壁面保持在同一平面內(nèi)

9、，不平之處，用砂漿抹平整，待砂漿凝 固后即可開始初測。 （ 3）在埋設(shè)電測錨桿時，要緩慢順勢向鉆孔內(nèi)推進(jìn)，不可 錘擊，以免損壞電測元件的測線；見圖 4。 量測：根據(jù)鋼弦式錨桿軸力計，測量線未端與分線器插頭相連，分線器上 標(biāo)著每根芯線對應(yīng)的鋼筋應(yīng)力計。 量測時，將插頭插入分線器， 再與頻率儀相連， 就可測出每個測點的鋼筋應(yīng)力計中鋼弦的頻率變化， 從而知其應(yīng)力， 并將各點連 接形成錨桿實際工作狀態(tài)及軸向力彎矩分布圖。圖 4 錨桿軸力安裝示意圖及錨桿軸力計3.5 滲水壓力 測點布設(shè)： 滲水壓力計布設(shè)在圍巖與初襯之間， 測得圍巖水壓力。 應(yīng)把測 點布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳

10、等，并對各測點 逐一進(jìn)行編號。 埋設(shè)滲水壓力計時， 分別沿鋼架背面的鋼筋網(wǎng)上進(jìn)行安裝， 用扎 絲板扎穩(wěn)固， 再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層， 并將滲水壓力計編號用透明膠布將寫在紙 上的編號緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好， 避免在洞內(nèi)被施工所 破壞；見圖 5。 量測：采用頻率計采集滲水壓力頻率，根據(jù)滲水壓力的頻率-壓力標(biāo)定曲線，將量測數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的壓力。圖 5 滲水壓力安裝示意圖及滲水壓力計3.6 兩層支護(hù)間壓力量測 測點布設(shè)：壓力盒布設(shè)在圍巖與初襯之間，即測得圍巖壓力（見圖5）。應(yīng)把測點布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳等，并對 各測點逐一進(jìn)行編號。 埋設(shè)壓力盒時

11、， 要使壓力盒的受壓面向著圍巖。 在隧道壁 面，當(dāng)所測圍巖施加給噴混凝土層的徑向壓力時， 先用水泥砂漿或石膏把壓力盒 固定在巖面上，再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層，不要使噴混凝土與壓力盒之間有間隙， 保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。 記下壓力盒編號， 并將壓力盒編號用透明膠布將 寫在紙上的編號緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好， 避免在洞內(nèi)被 施工所破壞。 量測：采用頻率計采集壓力盒頻率，根據(jù)壓力盒的頻率-壓力標(biāo)定曲線， 將量測數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的接觸壓力。圖 6 壓力盒安裝示意圖及壓力盒3.7 支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力 測點布設(shè)：支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力計布設(shè)在二次襯砌里，每斷面上布設(shè)5個點，分別沿二襯鋼筋網(wǎng)上進(jìn)行

12、安裝，用扎帶綁扎穩(wěn)固；見圖 6。 量測：采用頻率計采集應(yīng)力值，根據(jù)應(yīng)力值-應(yīng)變曲線，在根據(jù)混凝土彈 性模量計算出混凝土應(yīng)力。圖 7 支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力安裝示意圖及應(yīng)力計4、工作原理4.1 圍巖壓力量測圍巖壓力監(jiān)測每斷面埋設(shè)5個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為112*27.5mm（兩型單 膜），分辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60 C,設(shè)備量程為（土 6.0MPa）。在傳 感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用時 , 弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 ,隨著弦的 內(nèi)應(yīng)力改變 ,自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 ,弦的張力越大 ,自振頻率越高 ,反之,自 振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不同 （應(yīng)力不同 ）而它的自振

13、頻率也相應(yīng)變化的原 理, 可由測其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼弦應(yīng)力變化的壓力盒薄膜所受壓力的 變化。4.2 鋼支撐內(nèi)及外力量測鋼架應(yīng)力監(jiān)測每斷面內(nèi)外緣埋設(shè) 3個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為22mm分辨率 為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60C,設(shè)備量程為（土 150KN。在型鋼拱架上的上、 下緣分別安裝鋼弦式表面應(yīng)變傳感器， 量測鋼架受力后所發(fā)生的應(yīng)變值， 然后通 過計算獲得鋼架的應(yīng)力值。在傳感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用 時,弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 , 隨著弦的內(nèi)應(yīng)力改變 , 自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 , 弦 的張力越大 , 自振頻率越高 , 反之,自振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不

14、同 （應(yīng)力不 同）而它的自振頻率也相應(yīng)變化的原理 , 可由測其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼 弦應(yīng)力變化。4.3 圍巖內(nèi)部位移量測圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測每斷面左右各埋設(shè) 1個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為10mm分 辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60C，該設(shè)備量程（+60mm。埋設(shè)在鉆孔內(nèi)的 各測點與鉆孔壁緊密連接， 巖層移動時能帶動測點一起移動， 測量鉆孔不同深度 巖層的位移， 也就是測量各點相對于鉆孔深度的相對位移， 當(dāng)在鉆孔內(nèi)布置多個 測點時，就能分別測出沿鉆孔不同深度巖層的位移值。 測點的深度愈大， 本身受 開挖的影響愈小，所測出的位移值愈接近絕對值。4.4 錨桿軸力錨桿軸力監(jiān)測每斷面左右各埋

15、設(shè)1個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為22mm分辨率 為w0.2%F.S，溫度范圍-20+60C,設(shè)備量程為（土 150KN）。鋼弦式測力錨桿它 是由若干個鋼弦式鋼筋應(yīng)力計串聯(lián)組合而成，每個鋼弦式鋼筋應(yīng)力是一個單元， 各單元之間以螺母形式相聯(lián)。 每個鋼筋應(yīng)力計有一個出線孔， 測量線由出線孔引 出，再沿著錨桿引向鉆孔外。 為了減小測量線的干擾， 上一個鋼筋應(yīng)力計的測量 線在經(jīng)過下一個鋼筋應(yīng)力計時，將二者的測量線合并為一條線（零線共用） ，繼 續(xù)向鉆孔外引。 量測時， 將插頭與頻率儀相連， 就可測出每個測點的鋼筋應(yīng)力計 中鋼弦的頻率變化，從而知其應(yīng)力。4.5 滲水壓力量測滲水壓力監(jiān)測每斷面埋設(shè) 5個監(jiān)測點，其

16、設(shè)備規(guī)格為40mm分辨率為w 0.08%F.S,溫度范圍-25+60C,設(shè)備量程（+20MPN。根據(jù)滲水壓力通過頻率儀 讀出空隙水壓力計的頻率， 進(jìn)而換算出滲水壓力。 進(jìn)行對滲水位置水壓力的量測。4.6 兩層支護(hù)間壓力量測初支與二襯間壓力監(jiān)測每斷面埋設(shè) 5個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為112*27.5mm（兩型單膜），分辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60 C,設(shè)備量程為（土 6.0MPS）。 在傳感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用時 , 弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 ,隨 著弦的內(nèi)應(yīng)力改變 ,自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 ,弦的張力越大 , 自振頻率越高 , 反之, 自振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不同 （應(yīng)力不同 ）而它的自振頻率也相應(yīng) 變化的原理 , 可由測其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼弦應(yīng)力變化的壓力盒薄膜所 受壓力的變化。4.7 支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力量測二次襯砌混凝土應(yīng)力監(jiān)測每斷面埋設(shè) 5個監(jiān)測點，其設(shè)備規(guī)格為28mm溫 度范圍20 ± 2C,設(shè)備量程（-10+20MPa。二次襯砌混凝土應(yīng)力是了解混凝土 層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)； 判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)長期使用的可靠性以及安全 程度；檢驗二次襯砌設(shè)計的合理性； 對于應(yīng)力的量測是將量測元件安置在二次襯 砌中，在巖圍逐漸變形過程中由不受力狀態(tài)逐漸過渡到受力狀態(tài)。 為了使量