隧道監(jiān)控量測(cè)-PPT課件

1、l隧道監(jiān)控量測(cè)是在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，使用各種量測(cè)儀表和工具對(duì)圍巖變化情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行量測(cè)，及時(shí)提供圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的安全信息，預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情，作為調(diào)整和修改支護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)，并在復(fù)合式襯砌中，依據(jù)量測(cè)結(jié)果確定二次襯砌施作時(shí)間。l（一）、隧道施工過(guò)程中：1、 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)全面系統(tǒng)的對(duì)隧道開(kāi)挖引起的錨桿的軸力、鋼架荷載狀況、初期支護(hù)和二次襯砌結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)等進(jìn)行量測(cè)，從而建立起隧道從施工開(kāi)始階段至建成后的完整框架體系，以便對(duì)隧道設(shè)計(jì)、施工的各個(gè)方面進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)和優(yōu)化提供完整、準(zhǔn)確的資料和建議。2、通過(guò)量測(cè)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(kāi)挖方

2、法對(duì)相鄰隧道圍巖壓力、圍巖松動(dòng)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(chǎng)量測(cè)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(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)值模擬軟件分析；并與設(shè)計(jì)結(jié)果相互印證，以評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性；為設(shè)計(jì)單位優(yōu)化支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)；也為設(shè)計(jì)單位以后同類(lèi)隧道設(shè)計(jì)提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。 、根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果為施工單位確定合理的二次支護(hù)的時(shí)間提供依據(jù) （二）、隧道建成運(yùn)營(yíng)期間1、 評(píng)價(jià)隧道在不同運(yùn)營(yíng)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(yíng)運(yùn)養(yǎng)護(hù)管理提供依據(jù)；l施工監(jiān)控項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目（類(lèi)量測(cè)）和選測(cè)項(xiàng)目（類(lèi)量測(cè)）。必測(cè)項(xiàng)

3、目是用以判斷圍巖的變化情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的經(jīng)常性量測(cè)。選測(cè)項(xiàng)目是用以判斷隧道圍巖松動(dòng)狀態(tài)，噴錨支護(hù)效果和積累資料為目的的量測(cè)。l地質(zhì)和支護(hù)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(diǎn)）l圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力l鋼支撐內(nèi)力及外力l支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力l 1)巖質(zhì)種類(lèi)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(lèi)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(wú)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(xiǎn)性小，不會(huì)發(fā)生急劇破壞。如加臨時(shí)支護(hù)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(xiǎn)征兆的破壞。如拱頂混凝土噴層出現(xiàn)有對(duì)稱(chēng)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(cè)和拱頂下沉量測(cè)，應(yīng)該在同一斷面上進(jìn)行。量測(cè)斷面的的間距與隧道長(zhǎng)度、圍巖條件、開(kāi)挖方法等多種因素有關(guān)。拱頂下沉量測(cè)測(cè)測(cè)點(diǎn)，一般布置在拱中和兩側(cè)拱腰，每斷面布置三點(diǎn)，當(dāng)受通風(fēng)管或其他障礙時(shí)，可適

5、當(dāng)移動(dòng)位置，詳見(jiàn)下表。（1） 、測(cè)點(diǎn)布置 凈空位移量測(cè)的測(cè)線(xiàn)數(shù) 特殊地段 地段 開(kāi)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(cè)項(xiàng)目 量測(cè)位置 全斷面開(kāi)挖 一條水平測(cè)線(xiàn) 三條或六條 三條或六條 短臺(tái)階法 二條水平測(cè)線(xiàn) 四條或六條 四條或六條 四條或六條 四條或六條 多臺(tái)階法 每臺(tái)階一條水平測(cè)線(xiàn) 每一臺(tái)階三條 每一臺(tái)階三條 每一臺(tái)階三條 每一臺(tái)階三條 l全斷面法。即全斷面開(kāi)挖法，是指按設(shè)計(jì)開(kāi)挖面一次開(kāi)挖成型。其開(kāi)挖順序是全斷面開(kāi)挖，錨噴支護(hù)，灌筑砼襯砌l臺(tái)階法。臺(tái)階法一般是將設(shè)計(jì)斷面分成上半斷面和下半斷面兩次開(kāi)挖成型。其開(kāi)挖順序是上半部開(kāi)挖拱部錨桿噴射砼支護(hù)，拱部襯砌，下半

6、部中央部分開(kāi)挖，邊墻部分開(kāi)挖，邊墻錨桿噴射砼支護(hù)及襯砌凈空變形量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)的測(cè)線(xiàn)布置示意圖（凈空變形量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)的測(cè)線(xiàn)布置示意圖（1 1一起拱線(xiàn)；一起拱線(xiàn)；2 2一施工基面）一施工基面）a)1a)1條水平測(cè)線(xiàn)條水平測(cè)線(xiàn); ; b)2b)2條水平測(cè)線(xiàn)條水平測(cè)線(xiàn); ; c)3c)3條測(cè)線(xiàn)；條測(cè)線(xiàn)；d)6d)6條測(cè)線(xiàn)條測(cè)線(xiàn)凈空位移、拱頂下沉的測(cè)點(diǎn)間距凈空位移、拱頂下沉的測(cè)點(diǎn)間距 條件 圍巖洞口附近埋深小于2B施工進(jìn)展200m前施工進(jìn)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(cè)應(yīng)在每次開(kāi)挖后盡早進(jìn)行，而且應(yīng)在下一循環(huán)開(kāi)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(cè)應(yīng)盡量布置在同一斷面；（4）、拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的監(jiān)測(cè)頻率一般應(yīng)根據(jù)下表中位移速度和距開(kāi)挖面距離選擇較高的一個(gè)量測(cè)頻率確定。拱頂下沉量與凈空變化量的監(jiān)測(cè)頻率基本保持一致。 拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量測(cè)頻率（位移速度）拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量測(cè)頻率（位移速度） 表表4位移速度(mm/d)量測(cè)頻率52次/d151次/d0.511次/(23)d0.20.51次/3d0.21次/7d 拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量測(cè)頻率拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量

8、測(cè)頻率 （位移速度）（位移速度） 拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量測(cè)頻率拱頂下沉量測(cè)與凈空變化量測(cè)的量測(cè)頻率（距開(kāi)挖面距離）（距開(kāi)挖面距離）測(cè)量斷面距開(kāi)挖面距離(m)量測(cè)頻率1B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/(23)d5B1次/7dl量測(cè)目的l 了解錨桿受力狀態(tài)及軸力的大??；l 判斷圍巖變形的發(fā)展趨勢(shì)和圍巖內(nèi)強(qiáng)度下降區(qū)的界限；l 評(píng)價(jià)錨桿的支護(hù)效果和施工質(zhì)量。l 為優(yōu)化設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。l量測(cè)設(shè)備l 采用錨桿測(cè)力計(jì)(電阻應(yīng)變片式)對(duì)錨桿軸力進(jìn)行量測(cè)。l MLJ型錨桿拉力計(jì)l測(cè)量時(shí)應(yīng)注意：l 零漂：溫度恒定、被測(cè)件不受力時(shí)，應(yīng)變片的指示應(yīng)變隨時(shí)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(yàn)：為檢驗(yàn)貼片的牢固程度以及機(jī)械滯后量，可以對(duì)新粘貼應(yīng)變片的試件反復(fù)加卸載35次，得出其機(jī)械滯后量。l應(yīng)對(duì)應(yīng)變片進(jìn)行防潮檢驗(yàn) l量測(cè)錨桿的布置l每個(gè)量測(cè)斷面設(shè)置35個(gè)量測(cè)孔，每個(gè)測(cè)孔設(shè)置36個(gè)測(cè)點(diǎn)(由量測(cè)深度和錨桿長(zhǎng)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(cè) 力 計(jì) 桿 按 2.5m計(jì) 列 (每

10、 根 錨 桿 3個(gè) 測(cè) 點(diǎn) )， 布 置 位 置 如 圖 所 示 。 5. 類(lèi) 圍 巖 的 錨 桿 按 3.5m計(jì) 列 (每 根 錨 桿 3個(gè) 測(cè) 點(diǎn) )， 類(lèi) 圍 巖 錨 4.應(yīng) 變 計(jì) 、 壓 力 盒 和 鋼 錨 桿 均 按 每 類(lèi) 圍 巖 2個(gè) 斷 面 計(jì) 列 。 3.所 有 引 線(xiàn) 均 通 過(guò) 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(jiǎn) 單 鋼 筋 托 梁 ， 將 鋼 弦 式 應(yīng) 變 計(jì) 對(duì) 稱(chēng) 綁 扎 在 上 面 。 其 中。 在 初 襯 完 成 之 后 ， 臺(tái) 車(chē) 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(gè) 斷 面 上 均 勻 布 置 5 7個(gè)， 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(gè) 斷 面 上 成 對(duì) 稱(chēng) 式 布 置 5個(gè)說(shuō) 明 ： 類(lèi) 圍 巖 襯 砌 段 測(cè) 點(diǎn) 布 置 示 意 圖 (圖 3)錨 桿 測(cè) 力 計(jì)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(cè)應(yīng)在開(kāi)挖測(cè)量斷面前3040米開(kāi)始量測(cè)，直至最后一個(gè)量測(cè)斷面后3040米結(jié)束 l洞身淺埋破碎段隧道地表下沉量測(cè)的橫向?qū)挾确秶鶧按：D=B+2htan(45o-/2) 確定（式中 h隧道開(kāi)挖高度；圍巖內(nèi)摩擦角）隧道地表沉陷測(cè)點(diǎn)布置圖 (圖4)埋深h與隧道開(kāi)挖寬度B測(cè)點(diǎn)間距2Bh2050mBh2B1020mhB5l0m注：B為隧道開(kāi)挖寬度。l確保所有原始量測(cè)數(shù)據(jù)的完整可靠，建立完善的量測(cè)管理制度和相應(yīng)的管理基準(zhǔn)進(jìn)行日常量測(cè)作業(yè)。所有原始記錄表格應(yīng)反映量測(cè)數(shù)據(jù)的屬性、位置、時(shí)間、單位及其當(dāng)時(shí)的地質(zhì)和施工情況。同時(shí)所有原始記錄表格應(yīng)有記錄者、復(fù)核者和小組負(fù)責(zé)人的簽名審核 l對(duì)量測(cè)資料應(yīng)認(rèn)真檢查、審核和計(jì)算，每次量測(cè)結(jié)束后，應(yīng)在二小時(shí)內(nèi)及時(shí)輸入公路隧道信息化施工與計(jì)算機(jī)輔助決策軟件進(jìn)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(shí)間關(guān)系圖、收斂速度與時(shí)間關(guān)系圖；（2）、拱頂下沉量與時(shí)間關(guān)系圖、拱頂下速度與時(shí)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(shí)，應(yīng)在所提供的圖表上，明顯地標(biāo)出相應(yīng)圖表的預(yù)警線(xiàn)、臨界破壞線(xiàn)；以便于直觀地判斷隧道支護(hù)體