隧道監(jiān)控量測-PPT課件

1、l隧道監(jiān)控量測是在隧道開挖過程中，使用各種量測儀表和工具對圍巖變化情況和支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進行量測，及時提供圍巖穩(wěn)定程度和支護結(jié)構(gòu)可靠性的安全信息，預(yù)見事故和險情，作為調(diào)整和修改支護設(shè)計的依據(jù)，并在復(fù)合式襯砌中，依據(jù)量測結(jié)果確定二次襯砌施作時間。l（一）、隧道施工過程中：1、 通過現(xiàn)場全面系統(tǒng)的對隧道開挖引起的錨桿的軸力、鋼架荷載狀況、初期支護和二次襯砌結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)等進行量測，從而建立起隧道從施工開始階段至建成后的完整框架體系，以便對隧道設(shè)計、施工的各個方面進行全面的評價和優(yōu)化提供完整、準確的資料和建議。2、通過量測圍巖內(nèi)部位移、錨桿和噴層的應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合有限元位移反分析以了解不同開挖方

2、法對相鄰隧道圍巖壓力、圍巖松動范圍和變形的相互影響，為施工單位選擇合理施工方案、提供施工效率、保證施工安全依據(jù)； 3 、根據(jù)現(xiàn)場量測圍巖內(nèi)部位移、錨桿和噴層的應(yīng)力狀態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合隧道專家系統(tǒng)數(shù)值模擬軟件分析；并與設(shè)計結(jié)果相互印證，以評價和檢驗設(shè)計方案的合理性；為設(shè)計單位優(yōu)化支護參數(shù)提供依據(jù)；也為設(shè)計單位以后同類隧道設(shè)計提供可借鑒的經(jīng)驗。 、根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果為施工單位確定合理的二次支護的時間提供依據(jù) （二）、隧道建成運營期間1、 評價隧道在不同運營期內(nèi)結(jié)構(gòu)可靠度2、 為隧道的早期診斷和處理提供可靠的數(shù)據(jù)。3、 為營運養(yǎng)護管理提供依據(jù)；l施工監(jiān)控項目分為必測項目（類量測）和選測項目（類量測）。必測項

3、目是用以判斷圍巖的變化情況和支護結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的經(jīng)常性量測。選測項目是用以判斷隧道圍巖松動狀態(tài)，噴錨支護效果和積累資料為目的的量測。l地質(zhì)和支護狀況觀察l周邊位移l拱頂下沉l錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力l地表下沉l圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點）l圍巖壓力及兩層支護間壓力l鋼支撐內(nèi)力及外力l支護、襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力l 1)巖質(zhì)種類和分布狀態(tài)境界面位置的狀態(tài)。l 2)巖性特征：巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及產(chǎn)狀。l 3)節(jié)理性質(zhì)、組數(shù)、間距、規(guī)模，節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和方向性，斷面狀態(tài)特征，充填物的類型和產(chǎn)狀等。 4）掌子面地下水的大小，涌水部位、地下水顏色及渾濁程度等5）掌子面的穩(wěn)定狀態(tài)：頂板和邊墻有無坍塌、

4、掉塊現(xiàn)象；噴混凝土是否有崩裂和剝離；鋼鋼架是否變形扭曲等。6)觀察圍巖破壞形態(tài)分析：a.危險性小，不會發(fā)生急劇破壞。如加臨時支護之后即可穩(wěn)定的情況。b.應(yīng)當(dāng)引起注意的破壞。如拱頂混凝土噴層因受彎曲壓縮的影響而出現(xiàn)的裂隙。c.危險征兆的破壞。如拱頂混凝土噴層出現(xiàn)有對稱性局部的崩落、側(cè)墻內(nèi)移等。lK102+22 中風(fēng)化花崗巖，節(jié)理NE11SW40 l K106+17.5 拱部涌水2.4L/min l凈空變化量測和拱頂下沉量測，應(yīng)該在同一斷面上進行。量測斷面的的間距與隧道長度、圍巖條件、開挖方法等多種因素有關(guān)。拱頂下沉量測測測點，一般布置在拱中和兩側(cè)拱腰，每斷面布置三點，當(dāng)受通風(fēng)管或其他障礙時，可適

5、當(dāng)移動位置，詳見下表。（1） 、測點布置 凈空位移量測的測線數(shù) 特殊地段 地段 開挖方法 一般地段 洞口附近 埋深小于2B 有膨脹壓力或偏壓地段 選測項目 量測位置 全斷面開挖 一條水平測線 三條或六條 三條或六條 短臺階法 二條水平測線 四條或六條 四條或六條 四條或六條 四條或六條 多臺階法 每臺階一條水平測線 每一臺階三條 每一臺階三條 每一臺階三條 每一臺階三條 l全斷面法。即全斷面開挖法，是指按設(shè)計開挖面一次開挖成型。其開挖順序是全斷面開挖，錨噴支護，灌筑砼襯砌l臺階法。臺階法一般是將設(shè)計斷面分成上半斷面和下半斷面兩次開挖成型。其開挖順序是上半部開挖拱部錨桿噴射砼支護，拱部襯砌，下半

6、部中央部分開挖，邊墻部分開挖，邊墻錨桿噴射砼支護及襯砌凈空變形量測和拱頂下沉量測的測線布置示意圖（凈空變形量測和拱頂下沉量測的測線布置示意圖（1 1一起拱線；一起拱線；2 2一施工基面）一施工基面）a)1a)1條水平測線條水平測線; ; b)2b)2條水平測線條水平測線; ; c)3c)3條測線；條測線；d)6d)6條測線條測線凈空位移、拱頂下沉的測點間距凈空位移、拱頂下沉的測點間距 條件 圍巖洞口附近埋深小于2B施工進展200m前施工進展200m后硬巖地層（斷層破碎帶除外）10102030軟巖地層（不產(chǎn)生很大塑性地壓）10102030軟巖（產(chǎn)生很大塑性地壓）10102030土砂1010102

7、020（2）、凈空變化量測應(yīng)在每次開挖后盡早進行，而且應(yīng)在下一循環(huán)開挖前完成初讀數(shù)；（3）、隧道凈空變化、拱頂下沉及淺埋隧道地表下沉量測應(yīng)盡量布置在同一斷面；（4）、拱頂下沉量測與凈空變化量測的監(jiān)測頻率一般應(yīng)根據(jù)下表中位移速度和距開挖面距離選擇較高的一個量測頻率確定。拱頂下沉量與凈空變化量的監(jiān)測頻率基本保持一致。 拱頂下沉量測與凈空變化量測的量測頻率（位移速度）拱頂下沉量測與凈空變化量測的量測頻率（位移速度） 表表4位移速度(mm/d)量測頻率52次/d151次/d0.511次/(23)d0.20.51次/3d0.21次/7d 拱頂下沉量測與凈空變化量測的量測頻率拱頂下沉量測與凈空變化量測的量

8、測頻率 （位移速度）（位移速度） 拱頂下沉量測與凈空變化量測的量測頻率拱頂下沉量測與凈空變化量測的量測頻率（距開挖面距離）（距開挖面距離）測量斷面距開挖面距離(m)量測頻率1B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/(23)d5B1次/7dl量測目的l 了解錨桿受力狀態(tài)及軸力的大小；l 判斷圍巖變形的發(fā)展趨勢和圍巖內(nèi)強度下降區(qū)的界限；l 評價錨桿的支護效果和施工質(zhì)量。l 為優(yōu)化設(shè)計支護參數(shù)提供依據(jù)。l量測設(shè)備l 采用錨桿測力計(電阻應(yīng)變片式)對錨桿軸力進行量測。l MLJ型錨桿拉力計l測量時應(yīng)注意：l 零漂：溫度恒定、被測件不受力時，應(yīng)變片的指示應(yīng)變隨時間而變化，一般情況下零漂應(yīng)小于10；

9、l 力學(xué)性能試驗：為檢驗貼片的牢固程度以及機械滯后量，可以對新粘貼應(yīng)變片的試件反復(fù)加卸載35次，得出其機械滯后量。l應(yīng)對應(yīng)變片進行防潮檢驗 l量測錨桿的布置l每個量測斷面設(shè)置35個量測孔，每個測孔設(shè)置36個測點(由量測深度和錨桿長度決定) l鉆孔l鉆孔的直徑為5565mm，深度為d5000mm 13.0m 13.0m 鐵 盒20cm 20cm 20cm 鐵 盒20cm 20cm 20cm 13.0m 15.6m 14.5m 13.4m 內(nèi) 外 圖 例 ： 埋 入 式 混 凝 土 應(yīng) 變 傳 感 器 22鋼 筋 鋼 弦 式 土 壓 力 傳 感 器 錨 桿 測 力 計 桿 按 2.5m計 列 (每

10、 根 錨 桿 3個 測 點 )， 布 置 位 置 如 圖 所 示 。 5. 類 圍 巖 的 錨 桿 按 3.5m計 列 (每 根 錨 桿 3個 測 點 )， 類 圍 巖 錨 4.應(yīng) 變 計 、 壓 力 盒 和 鋼 錨 桿 均 按 每 類 圍 巖 2個 斷 面 計 列 。 3.所 有 引 線 均 通 過 PVC管 引 至 拱 腳 處 的 預(yù) 埋 鐵 盒 內(nèi) 。 拱 頂 處 、 拱 腳 處 、 分 別 設(shè) 置 。性 斷 面 設(shè) 置 簡 單 鋼 筋 托 梁 ， 將 鋼 弦 式 應(yīng) 變 計 對 稱 綁 扎 在 上 面 。 其 中。 在 初 襯 完 成 之 后 ， 臺 車 筑 模 之 前 ， 在 有 代

11、 表式 混 凝 土 應(yīng) 變 傳 感 器埋 入 2.埋 入 式 混 凝 土 應(yīng) 變 傳 感 器 的 布 置 ： 在 每 個 斷 面 上 均 勻 布 置 5 7個， 在 拱 頂 處 、 拱 腳 處 分 別 布 置 。式 土 壓 力 傳 感 器鋼 弦 1.鋼 弦 式 土 壓 力 傳 感 器 的 布 置 ： 在 每 個 斷 面 上 成 對 稱 式 布 置 5個說 明 ： 類 圍 巖 襯 砌 段 測 點 布 置 示 意 圖 (圖 3)錨 桿 測 力 計鋼 弦 式 土 壓 力 傳 感 器 22鋼 筋埋 入 式 混 凝 土 應(yīng) 變 傳 感 器圖 例 ：外內(nèi)鐵 盒 20cm 20cm 20cm鐵 盒 20cm

12、 20cm 20cml淺埋破碎段隧道地表下沉量測應(yīng)在開挖測量斷面前3040米開始量測，直至最后一個量測斷面后3040米結(jié)束 l洞身淺埋破碎段隧道地表下沉量測的橫向?qū)挾确秶鶧按：D=B+2htan(45o-/2) 確定（式中 h隧道開挖高度；圍巖內(nèi)摩擦角）隧道地表沉陷測點布置圖 (圖4)埋深h與隧道開挖寬度B測點間距2Bh2050mBh2B1020mhB5l0m注：B為隧道開挖寬度。l確保所有原始量測數(shù)據(jù)的完整可靠，建立完善的量測管理制度和相應(yīng)的管理基準進行日常量測作業(yè)。所有原始記錄表格應(yīng)反映量測數(shù)據(jù)的屬性、位置、時間、單位及其當(dāng)時的地質(zhì)和施工情況。同時所有原始記錄表格應(yīng)有記錄者、復(fù)核者和小組負責(zé)人的簽名審核 l對量測資料應(yīng)認真檢查、審核和計算，每次量測結(jié)束后，應(yīng)在二小時內(nèi)及時輸入公路隧道信息化施工與計算機輔助決策軟件進行數(shù)據(jù)處理，并整理輸出為相應(yīng)圖表，如：（1）、收斂位移與時間關(guān)系圖、收斂速度與時間關(guān)系圖；（2）、拱頂下沉量與時間關(guān)系圖、拱頂下速度與時間關(guān)系圖；（3）、錨桿軸力隨深度變化關(guān)系圖；（4）、圍巖與噴層接觸壓力隨數(shù)據(jù)關(guān)系圖等等。同時，應(yīng)在所提供的圖表上，明顯地標出相應(yīng)圖表的預(yù)警線、臨界破壞線；以便于直觀地判斷隧道支護體