隧道監(jiān)控量測與信息反饋技術(shù)課件

1、監(jiān)控量測與信息反饋技術(shù)二一二年四月劉招偉中國中鐵隧道集團有限公司城市地下工程主要內(nèi)容一、城市地下工程特點及其主要施工方法二、監(jiān)測與信息反饋的目的和意義三、主要監(jiān)測項目及其確定原則四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法五、變形控制基準(zhǔn)的確定六、監(jiān)控量測方案的編制七、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施 一、城市地下工程特點及其主要施工方法城市地下工程特點地質(zhì)條件復(fù)雜周邊環(huán)境復(fù)雜結(jié)構(gòu)埋深淺、與鄰近結(jié)構(gòu)相互影響荷載不確定、結(jié)構(gòu)及圍巖穩(wěn)定性難以判斷一、城市地下工程特點及其主要施工方法主要施工方法暗挖法沉管法明挖法明挖順做（放坡、樁墻及支撐支護）蓋挖順筑法蓋挖逆筑法礦山法盾構(gòu)法鋼殼方法干船

2、塢法一、礦山法全斷面法、臺階法、CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、側(cè)洞法、柱洞法、PBA法等。二、盾構(gòu)法敞開式盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)、泥水平衡盾構(gòu)等。一、城市地下工程特點及其主要施工方法暗挖法一、城市地下工程特點及其主要施工方法采用淺埋暗挖法施工時，常見的典型施工方法是臺階法以及適用于特殊地層條件的其他施工方法如CRD工法、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑臺階法（眼睛工法）、中隔墻法等。施工方法見下表。施工方法示 意 圖重 要 指 標(biāo) 比 較適用條件沉降工期防水一次支護拆除量造價全斷面法地層好跨度8m一般最短好沒有拆除低臺階法地層較差跨度12m一般短好沒有拆除低上半斷面臨時封閉臺階法地層差跨

3、度12m一般短好少量拆除低臺階環(huán)形開挖法地層差跨度12m一般短好沒有拆除低單側(cè)壁導(dǎo)坑臺階法地層差跨度14m較大較短好拆除少低中隔墻法（CD法）地層差跨度18m較大較短好拆除少偏高一、城市地下工程特點及其主要施工方法接上表交叉中隔墻法（CRD法）地層差跨度20m較小長好拆除多高雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼睛工法）小跨度，連續(xù)使用可擴成大跨度大長效果差拆除多高中洞法小跨度，連續(xù)使用可擴成大跨度小長效果差拆除多較高一、城市地下工程特點及其主要施工方法接上表側(cè)洞法小跨度，連續(xù)使用可擴成大跨度大長效果差拆除多高柱洞法多層多跨大長效果差拆除多高群洞法單層多跨小短效果好拆除少低一、城市地下工程特點及其主要施工方法接上表

4、一、城市地下工程特點及其主要施工方法臺階法CRD法 施工照片中洞法一、城市地下工程特點及其主要施工方法PBA一、城市地下工程特點及其主要施工方法按開挖面形式分 敞開式盾構(gòu) 窗閘式盾構(gòu) 封閉式盾構(gòu)按土壓力平衡方式分 土壓平衡盾構(gòu) 泥水加壓盾構(gòu)全敞式盾構(gòu)窗閘式盾構(gòu) 盾構(gòu)法隧道施工 盾構(gòu)分類一、城市地下工程特點及其主要施工方法 土壓平衡盾構(gòu)示意圖 土壓平衡盾構(gòu)主要由刀盤及刀盤驅(qū)動、盾殼、螺旋輸送機、皮帶輸送機、管片安裝機、推進油缸、同步注漿系統(tǒng)等組成。一、城市地下工程特點及其主要施工方法土倉壓力控制因素圖增大/減小推進速度增大 / 減小螺旋輸送機排放速度地下水 壓 土壓 土壓平衡盾構(gòu)的概念 土壓平衡

5、盾構(gòu)是在機械式盾構(gòu)的前部設(shè)置隔板，在刀盤的旋轉(zhuǎn)作用下，刀具切削開挖面的泥土，破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉，使土倉和排土用的螺旋輸送機內(nèi)充滿切削下來的泥土，依靠盾構(gòu)推進油缸的推力通過隔板給土倉內(nèi)的土碴加壓，使土壓作用于開挖面以平衡開挖面的水土壓力。一、城市地下工程特點及其主要施工方法 土壓平衡盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定機理 土壓平衡盾構(gòu)開挖面的穩(wěn)定由下列各因素的綜合作用而維持： 土倉內(nèi)的土壓力平衡地層壓力和水壓力， 螺旋輸送機調(diào)節(jié)排土量； 適當(dāng)保持泥土的流動性，根據(jù)需要調(diào)節(jié)添加劑的注入量。 當(dāng)土倉內(nèi)的土壓力大于地層壓力和水壓力時，地表將隆起； 當(dāng)土倉內(nèi)的土壓力小于地層壓力和水壓力時，地表將下沉； 因此土倉

6、內(nèi)的土壓力應(yīng)與地層壓力和水壓力相平衡。 一、城市地下工程特點及其主要施工方法 泥水平衡盾構(gòu)示意圖 泥水平衡盾構(gòu)的泥水系統(tǒng) 泥水平衡盾構(gòu)的概念 泥水盾構(gòu)是在機械式盾構(gòu)的刀盤后面設(shè)置隔板，隔板與刀盤之間形成泥水倉，將加壓的泥水送入泥水倉，當(dāng)泥水倉充滿加壓的泥水后，通過加壓作用和壓力保持機構(gòu)，來維持開挖面的穩(wěn)定。盾構(gòu)推進時由刀盤旋轉(zhuǎn)切削土砂，經(jīng)攪拌后形成高濃度泥漿，然后用流體輸送方式送到地面，在地面通過泥水處理設(shè)備進行分離，分離后的泥水進行質(zhì)量調(diào)整后，再輸送到開挖面一、城市地下工程特點及其主要施工方法 泥水平衡盾構(gòu)工作原理 泥水盾構(gòu)通過向密封的泥水倉內(nèi)輸送加壓的泥水來獲得開挖面的穩(wěn)定，對于不透水的粘

7、土，泥漿壓力適當(dāng)大于圍巖主動土壓力，就可以保證隧道開挖面的穩(wěn)定； 對于透水性大的砂性土，泥漿會滲入到土層內(nèi)一定深度，并在很短時間內(nèi)，在土層表面形成泥膜，有助于改善圍巖的自穩(wěn)能力，并使泥漿壓力在開挖面上發(fā)揮有效的支護作用。通過泥膜，產(chǎn)生與作業(yè)面上的土壓、水壓相抗衡的泥水壓，以保持作業(yè)面的穩(wěn)定。一、城市地下工程特點及其主要施工方法 滲透系數(shù)與巖性、粒徑 沉管隧道施工 沉管隧道主要工藝流程一、城市地下工程特點及其主要施工方法二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義修正設(shè)計指導(dǎo)施工安全評價積累資料二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義安全評價根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及分析成果，對工程自身安全狀況及受影響周邊環(huán)境安全狀況，作

8、出相應(yīng)安全評價。二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義指導(dǎo)施工根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及分析成果明確工程施工對地層的影響程度及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)施工采取相應(yīng)工程措施。二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義修正設(shè)計用現(xiàn)場實測的結(jié)果彌補理論分析過程中存在的不足，并把監(jiān)測結(jié)果反饋設(shè)計，調(diào)整相應(yīng)的設(shè)計支護參數(shù)。二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義積累資料通過監(jiān)控量測，收集數(shù)據(jù)，為以后的工程設(shè)計、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗。監(jiān)控量測工作的現(xiàn)狀、存在的問題及解決辦法1、現(xiàn)狀 1）各建設(shè)、施工單位水平對監(jiān)測工作的認識不統(tǒng)一，導(dǎo)致監(jiān)測的要求也不統(tǒng)一； 2）施工單位對監(jiān)測與信息反饋工作的實施方法不同，效果不同。2、存

9、在的問題 1）未把監(jiān)測與信息反饋作為工序編入施工組織設(shè)計，有的雖然作為工序編入，但實施不規(guī)范，不徹底，應(yīng)用效果較差； 2）實施過程中缺少專業(yè)技術(shù)人員，特別是信息反饋方面的人員，很少能結(jié)合施工情況，對監(jiān)測信息進行有效分析，未能對工程設(shè)計和施工起指導(dǎo)作用； 3）缺乏安全評估標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測控制基準(zhǔn)。3、解決辦法 1）就隧道工程的安全評估標(biāo)準(zhǔn)及控制基準(zhǔn)進行研究； 2）在規(guī)范施工方監(jiān)測的基礎(chǔ)上，引入具備監(jiān)測資質(zhì)的第三方監(jiān)測，對促進監(jiān)測技術(shù)健康發(fā)展具有積極意義。二、監(jiān)控量測與信息反饋的目的和意義 三、主要監(jiān)測項目及其確定原則監(jiān)測項目確定原則可靠行原則多層次監(jiān)測原則實用方便原則關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)測原則經(jīng)濟合理原則可靠性

10、原則儀器適用可靠；測點穩(wěn)固可靠；系統(tǒng)完善可靠；數(shù)據(jù)真實可靠； 三、主要監(jiān)測項目及其確定原則多層次監(jiān)測原則監(jiān)測對象：以位移監(jiān)測為主，兼顧其他；監(jiān)測方法：儀器監(jiān)測與人工巡視并重；儀器選擇：在經(jīng)濟可靠的原則下，以人工 監(jiān)測為主，輔以自動化監(jiān)測。監(jiān)測設(shè)計：監(jiān)測設(shè)計應(yīng)點面結(jié)合，聯(lián)系成網(wǎng)；三、主要監(jiān)測項目及其確定原則關(guān)鍵區(qū)域監(jiān)測原則實施監(jiān)測前，應(yīng)對工程狀況，周邊環(huán)境進行分析針對工程自身重點、難點、重要周邊環(huán)境等關(guān)鍵區(qū)域，進行重點監(jiān)測。三、主要監(jiān)測項目及其確定原則方便使用原則為減少監(jiān)測與施工、監(jiān)測與周邊環(huán)境間的相互干擾，監(jiān)測的設(shè)計和實施應(yīng)兼顧方便實用的原則三、主要監(jiān)測項目及其確定原則經(jīng)濟合理原則監(jiān)測設(shè)計和實

11、施過程中，應(yīng)考慮經(jīng)濟合理的原則在滿足需求的情況下，不必過分追求儀器設(shè)備的先進性。三、主要監(jiān)測項目及其確定原則明（蓋）挖法主要監(jiān)測項目-必測項目一、地表沉降（含臨近建構(gòu)筑、管線沉降）二、建構(gòu)筑物變形、傾斜三、圍護樁（墻）頂水平位移四、圍護樁（墻）體水平位移五、支撐（錨索）軸力六、地下水位七、中柱沉降（蓋挖法）三、主要監(jiān)測項目及其確定原則一、樁（墻）體內(nèi)力二、圍巖壓力（樁體背后壓力）三、滲水壓力四、基坑回彈明（蓋）挖法主要監(jiān)測項目-選測項目三、主要監(jiān)測項目及其確定原則一、地表沉降（含臨近建構(gòu)筑、管線降）二、地下水位三、建構(gòu)筑物變形、傾斜四、結(jié)構(gòu)拱頂沉降五、結(jié)構(gòu)水平收斂礦山法主要監(jiān)測項目-必測項目三

12、、主要監(jiān)測項目及其確定原則一、土體水平位移二、滲水壓力三、地層分層沉降四、初支（二襯）結(jié)構(gòu)應(yīng)力五、圍巖接觸應(yīng)力六、混凝土應(yīng)力三、主要監(jiān)測項目及其確定原則礦山法主要監(jiān)測項目-選測項目一、地表隆沉（含臨近建構(gòu)筑、管線降）二、建（構(gòu)）筑物傾斜三、管片上浮盾構(gòu)法主要監(jiān)測項目-必測項目三、主要監(jiān)測項目及其確定原則一、管片應(yīng)力二、滲水壓力三、地層分層沉降四、土體水平位移五、圍巖接觸應(yīng)力三、主要監(jiān)測項目及其確定原則盾構(gòu)法主要監(jiān)測項目-選測項目水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀、收斂計、測斜儀分層沉降儀、單點（多點）位移計、裂縫計建筑物傾斜儀等四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-位移類監(jiān)測儀器鋼筋計、壓力盒、

13、應(yīng)變計、軸力計、錨桿測力計、頻率接收儀等四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-應(yīng)力應(yīng)變類監(jiān)測儀器 水位計、滲水壓力計、爆破震動儀、管線探測儀等四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-其他監(jiān)測儀器主要用于垂直類沉降位移觀測測量各測點之間高差的光學(xué)儀器水準(zhǔn)儀可用來建立沉降控制監(jiān)測網(wǎng)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-水準(zhǔn)儀主要用于垂直類沉降位移觀測四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-水準(zhǔn)儀主要用于角度類觀測；精密測定水平角度、垂直角度；配合鋼尺可測量測點距離儀器的水平距離四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-經(jīng)緯儀主要用于角度觀測四、主要監(jiān)測儀器

14、設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-經(jīng)緯儀主要用于角度、距離、坐標(biāo)觀測可用于建立平面控制網(wǎng)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-全站儀主要用于角度、距離、坐標(biāo)觀測四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-全站儀主要用于隧道周邊收斂觀測主要由連結(jié)轉(zhuǎn)向、測力、測距三部分組成用于觀測某一時段的收斂值收斂值：指兩測點在某時間內(nèi)的距離的變化量四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-收斂儀主要用于隧道周邊收斂觀測四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-收斂儀主要用于土體（樁、墻體）深層水平位移觀測可分為固定式、滑動式兩種固定式：測頭固定埋設(shè)在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的固定點上滑動式：活動式即

15、先埋設(shè)帶導(dǎo)槽的測斜管，間隔一定時間將測頭放入管內(nèi)沿導(dǎo)槽滑動，測定斜度變化，計算水平位移。（常用方式）四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-測斜儀主要用于土體深層水平位移觀測四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-測斜儀主要用于土體深層垂直位移觀測通過電感探測裝置，根據(jù)電磁頻率的變化來觀測埋設(shè)在土體不同深度內(nèi)的鋼環(huán)（磁環(huán)）的確切位置，再由其所在位置深度的變化計算出地層不同標(biāo)高處的沉降變化情況。分層沉降儀可用來監(jiān)測由開挖、打樁等地下工程引起的周圍深層土體的垂直位移（沉降或隆起）的變化。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-分層沉降儀主要用于土體深層垂直位移觀測四、主要監(jiān)

16、測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-分層沉降儀主要用于在同一鉆孔內(nèi)沿其長度方向不同深度布置3至6個測點，測量各個測點沿長度方向的位移主要分單點式、多點式組成：錨頭、傳遞桿、護管、支撐架、傳感器 護罩、灌漿管等組成四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-變位計四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-變位計四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-水位計主要用于觀測地下水位變化的儀器，可用來監(jiān)測由于降水、開挖等地下工程施工引起的地下水位變化組成：鋼尺水位計、水位管 四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-水位計 鋼尺水位計水位管四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測

17、儀器設(shè)備-鋼弦頻率接受儀 用來測讀鋼弦式傳感器其鋼弦振動頻率值的二次接收儀表，早期儀器采用全晶體管數(shù)字式，以適當(dāng)?shù)倪壿嬰娐?，使一套電子記?shù)器在待視時間隔內(nèi)，累計采用石英振蕩器作為標(biāo)準(zhǔn)時間信號的個數(shù)來進行周期測量。 四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-鋼弦頻率接受儀 四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-爆破震動儀主要用于監(jiān)測爆破引起的對周圍環(huán)境的振動影響，包括爆破振動速度、位移及加速度等參數(shù)，在我國一般以爆破振動速度來衡量。爆破振動監(jiān)測儀的品種很多，主要有數(shù)字記錄和磁帶記錄兩種，常用的是數(shù)字記錄儀。 四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器設(shè)備-爆破震動儀主要監(jiān)測傳感器

18、：鋼筋計、土壓力盒、應(yīng)變計、軸力計、錨桿測力計、孔隙水壓計、爆破震動傳感器 四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-鋼筋計鋼筋計用于測量鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋應(yīng)力。是串聯(lián)于結(jié)構(gòu)受力鋼筋之中，用以測量鋼筋應(yīng)力變化的傳感器。鋼筋計與受力主筋一般通過連桿電焊的方式聯(lián)接。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-鋼筋計四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-土壓力盒 土壓力盒是用于測量界面接觸應(yīng)力的儀器 土壓力計按埋入方式分為埋入式和邊界式兩種 土壓力盒是置于土體與結(jié)構(gòu)界面上或埋設(shè)在自由土體中，用于測量土體對結(jié)構(gòu)的土壓力及地層中土壓力變化的測量傳

19、感器 根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，土壓力盒有鋼弦式、 差動電阻式、電阻應(yīng)變式等多種型式。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-土壓力盒四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-孔隙水壓計孔隙水壓力計是用于測量由于基坑開挖、地下工程開挖等作業(yè)擾動土體而引起的孔隙水壓變化的測量傳感器。孔隙水壓計由金屬殼體和透水石組成，孔隙水滲入透水石作用于傳感器。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-孔隙水壓計四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-應(yīng)變計應(yīng)變計是用于監(jiān)測結(jié)構(gòu)受荷載、溫度變化而產(chǎn)生變形的監(jiān)測傳感器。與應(yīng)力計所不同的是，應(yīng)變計中傳感器的剛度要遠遠小于監(jiān)測對象的剛度。根據(jù)應(yīng)變計的布置

20、方式，可分為表面應(yīng)變計和埋入式應(yīng)變計。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-表面應(yīng)變計表面應(yīng)變計主要安裝在結(jié)構(gòu)表面，用于測量結(jié)構(gòu)的應(yīng)變的儀器，可用于鋼結(jié)構(gòu)表面，也可用于混凝土表面。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測傳感器-表面應(yīng)變計埋入式應(yīng)變計主要用于測量混凝土結(jié)構(gòu)的長期應(yīng)變。在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時，直接將其埋入，用于地下工程的長期應(yīng)變測量四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降地表沉降監(jiān)測是淺埋暗挖地下工程監(jiān)測中最主要的監(jiān)測項目。在基坑開挖、淺埋地下工程開挖等施工過程中都需進行地表沉降監(jiān)測。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：布點原則地表沉降測點應(yīng)在隧道

21、開挖前布設(shè)。地表沉降測點和隧道內(nèi)測點原則上應(yīng)布置在同一里程。一般條件下，地表沉降測點縱向間距按下表要求布置。（H：隧道埋深，B：隧道開挖寬度）四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：布點原則橫斷面布點應(yīng)根據(jù)地層條件，一般間隔3050m布設(shè)一組地表橫向沉陷槽測點，測點橫向間距為25m。橫斷面測點布置應(yīng)如下圖。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：布點原則例：某隧道地表橫斷面布點四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：測點埋設(shè)地表沉降監(jiān)測點的埋設(shè)首先用鉆機鉆透硬化路面，然后用洛陽鏟進行探挖，以免破壞地下管線，開挖成孔以后放入鋼筋，放入鋼套筒隔離鋼筋與周邊

22、土體，上部回填砂土和木屑。測點上部安設(shè)保護蓋，做好標(biāo)記。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：測點埋設(shè)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：測量儀器地表沉降監(jiān)測主要采用高精度水準(zhǔn)儀進行觀測。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：計算方法采用精密水準(zhǔn)測量方法?；c和附近基準(zhǔn)點聯(lián)測取得初始高程，作為初測值。監(jiān)測時通過各測點與基準(zhǔn)點（基點）進行聯(lián)系測量，可得到各監(jiān)測點的標(biāo)準(zhǔn)高程ht，本次所得高程與上次測得高程進行比較，差值h即為該測點本次沉降值。與初測值相比較，差值即為該測點的累積沉降值。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-地表沉降：數(shù)據(jù)分析與

23、處理根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制時間位移曲線散點圖和距離位移曲線散點圖，根據(jù)沉降規(guī)律判斷圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和施工措施的有效性。當(dāng)位移-時間曲線趨于平緩時，可選取合適的函數(shù)進行回歸分析，預(yù)測最大沉降量。繪制橫斷面和縱斷面沉降槽曲線，判斷施工影響范圍、最大沉降坡度、最小曲率半徑、地層體積損失等參數(shù)。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：目的根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制時間位移曲線散點圖和距離位移根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，掌握地下管線的位移量和變化速率，及時調(diào)整施工方案，采取有效防范措施，保證地下管線的安全和正常使用，確?；拥捻樌┕ぁＫ?、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：前期調(diào)查調(diào)查內(nèi)容包括：管線的用途、

24、材料和規(guī)格管線的平面位置、埋深和埋設(shè)年代管線的接頭型式和對位移的敏感程度管線所在道路的人流和交通的情況管線目前所處的健康狀態(tài)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式直接式抱箍式模擬式四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式直接式有檢查井的管線，直接打開檢查井直接將監(jiān)測點布設(shè)到管線上或者管線承載體上；或用敞開式開挖和鉆孔取土的方法挖至管頂表面，管頂埋設(shè)測桿作為測點。直接式測點適用于埋深淺、管徑大的地下管線。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式直接式四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式抱

25、箍式抱箍式采用直接開挖暴露出管線抱箍形式，由扁鐵做成抱箍固定在管線上，抱箍上焊一測桿，測桿頂端不應(yīng)高出地面，路面處布置陰井，既用于測點保護，又便于道路交通正常通行。抱箍式測點由于埋設(shè)較復(fù)雜主要用于一些次要的交通易疏解的干道和十分重要的管道。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式抱箍式四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：測點埋設(shè)方式模擬式 模擬式采用為采用地表沉降測點代替管線沉降測點，間接獲得管線沉降變化的一種方法。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-管線沉降：數(shù)據(jù)分析與處理管線沉降的數(shù)據(jù)分析與處理方法與地表沉降相同四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測

26、方法主要監(jiān)測方法-拱頂下沉拱頂下沉是觀察隧道拱部變形的一項指標(biāo)是反映隧道安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)是圍巖和支護系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的的反映，易于實現(xiàn)量測信息的反饋。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-拱頂下沉：測點布設(shè)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-拱頂下沉：測點布設(shè)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-拱頂下沉：監(jiān)測儀器及計算監(jiān)測儀器：精密水準(zhǔn)儀、鋼掛尺沉降計算：對同一測點，沉降值Ui為： Ui=Ui-Ui-1 Ui第i次高差 Ui-1第i-1次測得與基點高差 Ui第i次測得沉降值四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-收斂量測隧道開挖后，周邊點的位移是圍

27、巖和支護力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化（收縮和擴張）是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。通過隧道凈空收斂監(jiān)測，可直接了解圍巖和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，并進行施工安全狀態(tài)評估。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-收斂量測：預(yù)埋件收斂量測需加工收斂量測預(yù)埋件，如下圖所示四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-收斂量測收斂量測量點布設(shè)與拱頂沉降在同一斷面，布設(shè)位置見拱頂沉降監(jiān)測儀器：收斂計數(shù)據(jù)處理與分析：同拱頂沉降四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平位移在土體中埋設(shè)測斜管，測試受開挖影響的土體各高程上的水平位移。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平

28、位移：測點布設(shè)一般布設(shè)在監(jiān)測主斷面上四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平位移：測點布設(shè)測斜管一般管底標(biāo)高低于隧道底部標(biāo)高2。測斜管與鉆孔之間孔隙內(nèi)回填細砂或水泥與粘土拌和的材料，其配合比應(yīng)與地層的物理力學(xué)性質(zhì)相匹配。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平位移：測試原理 通常使用的活動式測斜儀采用帶導(dǎo)輪的測斜探頭，再將測斜管分成n個測段，每個測段的長度為Li（一般為5001000mm），在某一深度位置上所測得的是兩對導(dǎo)輪（500mm）之間的傾角值，通過計算可得到這一區(qū)段的變位i，計算公式為：四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平位移：測試原

29、理位移的計算：是某一深度上測斜管的累計變位值，其累計時應(yīng)從測斜管的基準(zhǔn)點（不動點）開始?；鶞?zhǔn)點位置的設(shè)定分管底和管頂兩種情況。測斜曲線：將同一測斜管的不同深度處所測得的變位值在坐標(biāo)紙上連接起來，便可得到原始變位（H）曲線。這一曲線反映了測量時刻地層在隧道施工中的實際位移狀態(tài)，例：測斜曲線四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-深層土體水平位移：測試原理四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力1）了解施工過程中施加于初期支護結(jié)構(gòu)上的圍巖松動荷載大小或圍巖初始地應(yīng)力作用于隧道結(jié)構(gòu)上分力的大小，分析評估此力作用于初支結(jié)構(gòu)和二襯結(jié)構(gòu)的安全度。2）尋找由于地下工程施工引起的不同距離和

30、位置上地層土壓力的變化規(guī)律，確保周圍環(huán)境的安全四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力3）探索各種條件下的靜止、主動、被動土壓力規(guī)律，驗算隧道結(jié)構(gòu)的土壓力理論分析值及分布規(guī)律，為提高理論分析水平積累資料。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力：斷面埋設(shè)選擇在典型斷面的關(guān)鍵部位埋設(shè)：初期支護四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力：斷面埋設(shè)選擇在典型斷面的關(guān)鍵部位埋設(shè)：二次襯砌四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力：測點埋設(shè)壓力盒埋設(shè)，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。先用水泥砂漿將壓力盒處的圍巖（或噴層）抹平，再用水泥砂漿或石膏、支

31、架等把壓力盒固定在巖面（或噴層）上，再謹(jǐn)慎施作噴射混凝土層（或模筑砼）覆蓋，保證圍巖（或噴層）與壓力盒受壓面密貼，不要使噴混凝土與壓力盒之間有間隙，壓力膜應(yīng)與所測土壓力的方向?qū)?yīng)。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-圍巖接觸應(yīng)力：數(shù)據(jù)分析根據(jù)壓力值繪制壓應(yīng)力時間曲線圖，在隧道橫斷面圖上按不同的施工階段，以一定的比例把壓力值點畫在各壓力盒分布位置，并以連線的形式將各點連接起來，成為隧道圍巖壓力分布形態(tài)圖四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-鋼筋應(yīng)力主要采用鋼筋計測量鋼筋的應(yīng)力，通過測量初期支護鋼拱架或二襯鋼筋應(yīng)力，計算其所受軸力和彎矩，了解掌握施工過程中初支和二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)力情況，從而

32、判斷、評估支護結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性，以便修改施工參數(shù)、完善施工措施。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-鋼筋應(yīng)力：斷面埋設(shè)同圍巖壓力監(jiān)測一樣，在具有代表性的隧道監(jiān)測主斷面的關(guān)鍵部位上埋設(shè)，鋼筋應(yīng)力測點應(yīng)與其它監(jiān)測項目如測斜、支護內(nèi)力測試部位相匹配，以便進行綜合分析。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法主要監(jiān)測方法-鋼筋應(yīng)力四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備：光纖監(jiān)測技術(shù)非接觸監(jiān)測系統(tǒng)靜力水準(zhǔn)四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-光纖監(jiān)測技術(shù)利用外界因素使光在光纖中傳輸時光強、相位、偏振態(tài)以及波長（或頻率）等特征參量發(fā)生變化，從而對外界因素進行檢測和信號傳輸?shù)募夹g(shù)稱為

33、光纖檢測技術(shù)。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-光纖監(jiān)測技術(shù) 光纖監(jiān)測技術(shù)與傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的對比四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-光纖監(jiān)測技術(shù) 主要光纖監(jiān)測技術(shù)光纖結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng) （SOFO）布拉格光纖光柵傳感儀 （FBG）布理淵光時域反射計 （BOTDR）四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-非接觸監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通過先進全站儀具有自動目標(biāo)識別、自動跟蹤、無棱鏡測距的功能、將全站儀置于固定測站，通過數(shù)據(jù)線與遠處控制室連接，通過控制室電腦發(fā)出指令控制全站儀對目標(biāo)進行測量。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-非接觸監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成：高精度全站儀，

34、小型棱鏡（或反射膜片）、數(shù)據(jù)記錄和傳輸系統(tǒng)、后處理軟件四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)該方法及所選用的儀器依據(jù)連通管原理的方法，采用傳感器測量每個測點容器內(nèi)液面的相對變化，通過計算求得各點相對于基點的相對沉降。四、主要監(jiān)測儀器設(shè)備及監(jiān)測方法新型監(jiān)測方法和設(shè)備-靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng) 五、變形控制基準(zhǔn)的確定控制基準(zhǔn)的意義1、設(shè)計意圖的體現(xiàn)2、施工單位的施工工藝及水平的體現(xiàn)3、地層地質(zhì)情況變化體現(xiàn)4、周邊環(huán)境和施工安全的體現(xiàn) 五、變形控制基準(zhǔn)的確定監(jiān)控量測控制標(biāo)準(zhǔn)包括隧道內(nèi)位移、地表沉降、爆破振動等內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、隧道施工安全性、隧道結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，以及周圍建(

35、構(gòu))筑物特點和重要性等因素制定。五、變形控制基準(zhǔn)的確定地表沉降控制基準(zhǔn)確定按環(huán)境保護要求確定最大允許地表沉降值從地表建筑物安全角度考慮從地下管線的安全角度考慮從考慮地層及支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定角度確定最大 允許地表沉降值1、從地表建筑物安全角度確定地表沉降控制值1）地表建筑物基礎(chǔ)位于沉降槽一側(cè) 如右圖所示，一般來說，淺埋地下工程施工時，在其兩側(cè)存在著潛在的破裂面，如果破裂面與地表交點位于建筑內(nèi)，則應(yīng)考慮不均勻沉降對建筑物的影響。假設(shè)破裂面與地表的交點為地表建筑物沉降的不動點，則有： 式中，H-工程覆土厚度，h1-開挖高度，D為開挖直徑，A-受影響的橫截面寬度。不均勻沉降由Peck公式求得： 五、變形控制

36、基準(zhǔn)的確定 如果令u等于建筑物的最大允許地表沉降值，而i通常位于邊墻所在的鉛垂線上（iD/2），則最大允許地表沉降值為： 即與L1對應(yīng)的點為建筑物由于地表沉降而傾斜的最大斜率點，由Peek公式推導(dǎo)的該點的傾斜率計算公式為： 令u為建筑物的容許傾斜則得到的最大允許地表沉降值為：五、變形控制基準(zhǔn)的確定2）地表建筑物基礎(chǔ)位于沉降槽中間（1）建筑物相鄰柱基L小于（等于）沉降槽拐點位置i 由沉降槽曲線可知，在拐點i處，曲線斜率最大，當(dāng)建筑物位于如圖所示時，差異沉降達到最大，故以此極限條件下的坡度值-極限坡度小于相應(yīng)建筑物允許傾斜值作為限制條件。即： 式中：L一一建筑物相鄰柱基礎(chǔ)間距 f一一建筑物的允許傾

37、斜率 S差異沉降值 由極限條件得允許最大沉降差：Sfi，同時，由peck曲線可知，當(dāng)x=i時，可得出地表下沉的最大斜率： 假定建筑物最大允許傾斜與Qmax相等，此時，地表最大允許沉降量： 五、變形控制基準(zhǔn)的確定（2）建筑物相鄰柱基L大于（等于）沉降槽拐點位置2i 這種情況下，沉降對建筑物的影響既引起傾斜，同時基礎(chǔ)受彎。當(dāng)建筑物處于受彎最不利位置，沉降量過大時，可能導(dǎo)至建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的斷裂及上部結(jié)構(gòu)壓性裂縫的產(chǎn)生。影響基礎(chǔ)變形的因素，如受力條件、荷載分布、建筑物等級不盡相同，難以進行分析，這里僅根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的極限應(yīng)變采用下式計算最大允許沉降值。 五、變形控制基準(zhǔn)的確定2、從考慮地下管線的安全角

38、度確定最大允許地表沉降值 管線與隧道的位置關(guān)系比較復(fù)雜，僅以管線與隧道軸線垂直為例進行說明。沉降槽上方的管線變形類似于建筑物地基梁L2i的情況，隨著地層的沉降，其受力條件發(fā)生轉(zhuǎn)化，這時可視為受垂直均布荷載的梁來考慮。 根據(jù)結(jié)構(gòu)在正常使用時受到的應(yīng)力應(yīng)小于其允許的設(shè)計應(yīng)力這一標(biāo)準(zhǔn)： 由：=/E 式中：允許拉應(yīng)變； 允許拉應(yīng)力； E材料彈性模量； 可知，管線在地層沉降時產(chǎn)生的變形應(yīng)小于（或等于）其允許應(yīng)力的相應(yīng)變形范圍。即可按下式計算沉降允許值。 式中：m計算長度。當(dāng)管線走向垂直于地下工程縱向時，m=i，S值最小，此時，上式可簡化為如下式。 五、變形控制基準(zhǔn)的確定3、從考慮地層及支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定角度確

39、定最大允許地表沉降值 以地下工程側(cè)壁正上方土體不發(fā)生坍塌時允許產(chǎn)生的最大地表沉降值作為控制基準(zhǔn)，這時采用“地層梁理論”，誘導(dǎo)出剪應(yīng)變的方法來確定最大允許地表沉降值。 經(jīng)驗表明，軟弱地層淺埋地下工程典型的地表沉降曲線可用Peck公式描述： 對Peck公式求導(dǎo)可得沉降曲線的最大斜率計算公式如下（發(fā)生在x=i處）： 如設(shè)定地層的極限剪應(yīng)變Yp與相等，則： 即從地下工程施工本身的安全穩(wěn)定性推求的最大允許地表沉降值為： 式中：地層抗剪強度， G地層剪切摸量。 Smax一一最大允許地表沉降值； i一一曲線拐點到中心的距離，可通過回歸求得； 地表沉降控制基準(zhǔn)值隨工程條件，尤其是周邊環(huán)境條件而變，目前多數(shù)招標(biāo)

40、文件中籠統(tǒng)的要求地表沉值小于某一數(shù)值是不適宜的，應(yīng)針對具體工程，通過類比和計算相結(jié)合的辦法找出相應(yīng)的控制基準(zhǔn)值。五、變形控制基準(zhǔn)的確定五、變形控制基準(zhǔn)的確定支護結(jié)構(gòu)（圍巖）位移控制基準(zhǔn)確定根據(jù)支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性確定根據(jù)地表沉降控制要求確定利用現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和工程經(jīng)驗對預(yù)先確定的 位移值進行修正 繪制圍巖位移支護剛度曲線，并在圖上繪制u=u（直線C），從圖中可看：圍巖位移支護剛度曲線存在一個明顯的拐點，從經(jīng)濟、安全的角度考慮，C與A、B相交在拐點附近最合理，交點對應(yīng)的支護結(jié)構(gòu)（圍巖）位移作為變形的控制值u。五、變形控制基準(zhǔn)的確定 1、暗挖隧道主要監(jiān)測項目控制基準(zhǔn)參考值 我國鐵路隧道采用允許相對位移值

41、的方法確定支護結(jié)構(gòu)的控制基準(zhǔn)。隧道周邊任意點的實測相對位移值或用回歸分析推算的最終位移值均應(yīng)小于錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范（GB50086-2001）規(guī)定值。 覆土厚度（m）圍巖級別3000.10.30.20.50.41.20.150.50.41.20.82.00.20.80.61.61.03.0五、變形控制基準(zhǔn)的確定 法國工業(yè)部制定的隧道位移基準(zhǔn)值(絕對允許值）如下表（隧道斷面50100 m2），可作為初選位移基準(zhǔn)的參考值。隧道埋深（m）洞內(nèi)拱頂容許下沉（mm）地表容許下沉（mm）硬巖軟巖硬巖軟巖105010202050102020505010020601002002060150300100

42、50050100501002004005007504012020040040120300600五、變形控制基準(zhǔn)的確定 日本“NATM設(shè)計施工指南”提出按測得的總位移量值（絕對允許值），或根據(jù)已測值預(yù)計的最終位移值，判斷圍巖的類別，然后確定與圍巖相應(yīng)的支護系統(tǒng)。圍巖類別凈空變化值（mm）單 線雙 線751502575501502550五、變形控制基準(zhǔn)的確定 我國北京地鐵工程施工相應(yīng)的監(jiān)測控制基準(zhǔn)（絕對位移值）如下： 監(jiān)測項目基準(zhǔn)值位移平均和最大速度控制值（mm/d）地表沉降區(qū)間30平均：2最大：5車站30拱底隆起區(qū)間10車站10拱頂下沉區(qū)間50平均：2最大：5車站60水平收斂區(qū)間20平均：1最大

43、：3五、變形控制基準(zhǔn)的確定 北京地鐵盾構(gòu)法施工監(jiān)測控制基準(zhǔn)值 監(jiān)測項目基準(zhǔn)值位移平均和最大速度控制值（mm/d）地表沉降30平均：1最大：3拱頂下沉30平均：1最大：3五、變形控制基準(zhǔn)的確定五、變形控制基準(zhǔn)的確定明挖基坑工程變形控制基準(zhǔn)確定滿足現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求，大多是位移或變形控制值對于圍護結(jié)構(gòu)和支撐內(nèi)力、錨桿拉力等，不能超出設(shè)計允許值滿足工程管理部門的相關(guān)要求在滿足工程結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境安全的前提下，綜合考慮工程規(guī)模、 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、施工方案、工程質(zhì)量、施工進度和 工程造價等因素 2.明挖基坑工程變形控制基準(zhǔn)參考值 我國的基坑設(shè)計規(guī)程將基坑工程按破壞后果和工程復(fù)雜程度區(qū)分為三

44、個等級，各級基坑變形的設(shè)計和控制值見下表工程復(fù)雜一級二級三級很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重基坑深度（m）149149地下水埋深（m）2255軟土層厚度（m）5252基坑邊緣與鄰近已有建筑淺基礎(chǔ)或重要管線邊緣凈距（m）0.5h0.51.Oh1.Oh監(jiān)控值設(shè)計值監(jiān)控值設(shè)計值上海市墻頂位移（mm）305060100宜按二級基坑的標(biāo)準(zhǔn)控制，當(dāng)環(huán)境條件許可時可適當(dāng)放寬墻體最大位移（mm）608090120地表最大沉降（mm）305060100最大差異沉降6/100012/1000深圳市墻體最大水平排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻0.0025H0.0050H0.0100H位移（m）鋼板樁、深層攪拌樁一0.0100H0.0200

45、H五、變形控制基準(zhǔn)的確定五、變形控制基準(zhǔn)的確定控制基準(zhǔn)管理等級管理等級管理位移施工狀態(tài)U0Un/3可正常施工Un/3U0Un2/3應(yīng)注意，并加強監(jiān)測U0Un2/3應(yīng)采取加強支護等措施 U0 實測位移值; Un 允許位移值; Un的取值，也就是監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)六、監(jiān)控量測方案的編制監(jiān)測方案是指導(dǎo)監(jiān)控量測的主要技術(shù)文件。主要包括監(jiān)測目的和監(jiān)測項目、監(jiān)測儀器布置及安裝、數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)分析及施工信息反饋。在工程施工前，應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員在認真研究工程項目的規(guī)模、工程的技術(shù)重點、難點及周邊環(huán)境條件的基礎(chǔ)上進行編寫。六、監(jiān)控量測方案的編制監(jiān)測項目的選擇應(yīng)考慮以下因素工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件工程規(guī)模與施工

46、技術(shù)難點工程的周邊環(huán)境條件:主要是所處位置、周圍建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)型式、形狀尺寸及與地下工程之間的關(guān)系監(jiān)測項目的確定六、監(jiān)控量測方案的編制收集編制監(jiān)測方案所需的基礎(chǔ)資料現(xiàn)場踏勘，了解周圍環(huán)境編制監(jiān)測方案初稿完善監(jiān)測方案監(jiān)測方案報批方案的編制步驟六、監(jiān)控量測方案的編制工程概況監(jiān)測目的與意義監(jiān)測內(nèi)容和測點數(shù)量各類測點布置平面圖各類測點布置剖面圖各項目監(jiān)測周期和頻率的確定方案的主要內(nèi)容六、監(jiān)控量測方案的編制監(jiān)測儀器設(shè)備的選用監(jiān)測人員的配備各類監(jiān)測項目控制基準(zhǔn)值的確定監(jiān)測報告送達對象和時限監(jiān)測注意事項方案的主要內(nèi)容七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)信息反饋目的確保地下工程施工安全制定合理的周邊環(huán)境保護

47、措施確保信息化設(shè)計與施工的效果積累資料七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)信息反饋內(nèi)容反饋施工反饋設(shè)計修正設(shè)計用圍巖物理力學(xué)參數(shù)修正設(shè)計用基本荷載修正設(shè)計用變形控制基準(zhǔn)、安全監(jiān)測方法和監(jiān)控判據(jù)指標(biāo)信息化設(shè)計監(jiān)測數(shù)據(jù)較小時，可簡化施工方案以減少施工程序，加快施工進度，降低工程造價監(jiān)測數(shù)據(jù)較大時，應(yīng)調(diào)整施工方案直至增加輔助施工措施，以確保工程及周邊環(huán)境的安全信息反饋程序七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)收斂限制法參數(shù)控制法工程類比法有限元法信息反饋方法反分析法 監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方法 （1）散點圖與回歸分析法 一元線性回歸分析 非線性回歸分析 （2）地下工程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

48、中常用的回歸函數(shù) 地表沉降橫向分布規(guī)律 地表沉降橫向分布規(guī)律回歸函數(shù)采用Peck公式七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù) 位移歷時回歸方程 對地表沉降、拱頂下沉、凈空收斂等變形的歷時曲線一般采用如下函數(shù)進行回歸。 （1）指數(shù)模型： （2）對數(shù)模型： （3）雙曲線模型： 以上3式中：t監(jiān)測時間（單位：日） St時間對應(yīng)的位移值 a、b回歸系數(shù) 七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù) 沉降歷程回歸方程 由于地下工程開挖過程中地表縱向沉降、拱頂下沉及凈空收斂等位移受掌子面的時空效應(yīng)的影響。采用單個曲線進行回歸時不能全面反映沉降歷程，通常采用以變彎點為對稱的兩條分段指數(shù)函數(shù)式或指數(shù)函數(shù)進行近似回歸分析。式中

49、：A，B回歸參數(shù)x距開挖面的距離S距開挖面x處的地表沉降x0、u0變彎點x0處的沉降值u0七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)收斂分析法七、監(jiān)測信息處理與反饋技術(shù) 收斂限制法是一種以理論為基礎(chǔ)、實測為依據(jù)、經(jīng)驗為參考的較為完善的地下工程設(shè)計方法。 對于襯砌結(jié)構(gòu)，如果在P作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移u后能保持穩(wěn)定，即可判斷結(jié)構(gòu)安全可靠；與此同時，也可判斷這時地層處于穩(wěn)定狀態(tài)。如果在P作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移u后將失穩(wěn)，則地層也不穩(wěn)定，在這種情況下，應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)形狀和厚度等參數(shù)，或調(diào)整施作襯砌的時間，重新進行設(shè)計計算。參數(shù)控制法根據(jù)位移判別圍巖穩(wěn)定與否，據(jù)此作出增強 或減弱支護參數(shù)的對策根據(jù)地表沉降監(jiān)測反映的地層變形

50、規(guī)律，采 取相應(yīng)施工對策，確保地層安全穩(wěn)定根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定二次襯砌施作時間七、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù) 圖中所示正常曲線，是位移的變化隨時間和距掌子面距離向前推進而漸趨穩(wěn)定，說明圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)，支護系統(tǒng)是有效、可靠的；圖中所示的反常曲線中出現(xiàn)了反彎點，說明位移出現(xiàn)反常的急劇增長現(xiàn)象，表明圍巖和支護結(jié)構(gòu)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)立即采相應(yīng)取措施，并加強監(jiān)測頻率，以確保安全。七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù) 位移變化速率是判斷地層和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，如右圖所示： 曲線位移變化速率不斷下降，最后趨于穩(wěn)定，圍巖是穩(wěn)定的； 曲線位移變化速率大，而且收斂很慢，則應(yīng)加強支護，若曲線一直發(fā)展，斜率沒有下降趨

51、勢則已出現(xiàn)危險征兆，應(yīng)采取緊急而特殊措施； 曲線是地層失穩(wěn)標(biāo)志，應(yīng)立即處理以免造成塌方。典型位移變化曲線七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)工程類比法工程的自然條件包括工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、 工程規(guī)模、施工方法、周邊環(huán)境等的對比分析支護結(jié)構(gòu)的對比分析周邊建（構(gòu)）筑物的安全穩(wěn)定性條件的對比七、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理與信息反饋技術(shù)八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施一般措施選擇合理的開挖方法，保持開挖面穩(wěn)定、減少對地層的擾動提高初期支護強度并及時進行支護圍巖與支護結(jié)構(gòu)間回填注漿工作面施作正面錨桿，穩(wěn)定掌子面淺埋暗挖法減小爆破振動影響八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施輔助施工措施超前支護地層預(yù)處理淺埋暗挖法全斷

52、面注漿凍結(jié)法錨桿法壓縮空氣法管棚法超前插樁法超前插板法超前錨桿水平高壓旋噴法隔斷墻法機械預(yù)切槽法帷幕注漿法超前小導(dǎo)管注漿 （一）地下工程開挖后圍巖的變形規(guī)律 坑道開挖后在無支護條件下，僅僅依靠圍巖自身的支護效應(yīng)，其變形實態(tài)可以通過理論分析、 實地量測予以確認。特別是要確認在無支護條件下坑道各種變形的量值。當(dāng)量值超過容許值時，就必須采取各種有效的技術(shù)對策予以控制，而且必須控制在容許值范圍之內(nèi)。 根據(jù)三維計算結(jié)果，坑道開挖后的變形，基本上可以用圖1的三維形態(tài)表示。八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施 即：隧道開挖后隧道的變形可分為以下三種實態(tài)： 掌子面前方的先行位移 掌子面擠出位移 掌子面后方的位移

53、這三種位移是同時發(fā)生的。在淺埋軟弱圍巖條件下，支護的主要目的就是要抑制這些位移的發(fā)展，也就是抑制由這些位移引起的圍巖松弛。因此，對設(shè)計、施工來說就是要搞清楚這三種位移（變形）的產(chǎn)生條件和發(fā)展規(guī)律，并通過什么手段來控制其發(fā)展。八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施 1、掌子面前方的先行位移 掌子面前方圍巖先行位移的概念，可以兩個量值表示，即掌子面處的先行位移值和掌子面前方發(fā)生先行位移達的范圍（如下圖）。實際上先行位移是隨掌子面的推進而發(fā)生的。先行位移的最大值是在掌子面處。其值約占總位移的2030左右，圍巖條件越差，其值也越大。掌子面前方的先行位移，涉及的范圍與圍巖條件有關(guān)，一般在隧道跨經(jīng)的1.01.5

54、倍左右。八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施 2、掌子面擠出位移 掌子面擠出位移是評價掌子面穩(wěn)定性的重要指標(biāo)（如右圖）。說明了掌子面擠出位移的基本概念。 當(dāng)掌子面擠出位移超過一定量值時，掌子面將崩塌。因此，當(dāng)預(yù)計掌子面擠出位移過大的場合就必須采取控制掌子面擠出位移的技術(shù)對策。這也是我們采用留核心土方法的主要目的之一。 八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施 3、掌子面后方的位移 目前我們采取的初期支護，主要是控制掌子面后方位移的技術(shù)對策。 掌子面后方位移的動態(tài)特點是初始階段的位移速度比較大，而且量值也比較大。因此，控制初期位移速度的發(fā)展是非常重要的。這也是判定圍巖好壞的一個重要指標(biāo)?？刂屏顺跗谖灰扑俣鹊?/p>

55、發(fā)展，也就控制了最終位移值。因此，在實地量測中，取得初期位移速度這個重要參數(shù)是非常重要的。其次是控制位移的收斂時間（距離）。在一般地質(zhì)條件下，位移在距掌子面12D處，基本上就收斂了。但在淺埋軟弱圍巖中，這個距離會長一些，甚至在很長時間（距離）不收斂。八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施控制變形的對策（輔助工法） 控制變形的對策主要包括：確保掌子面及支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和保護周邊環(huán)境兩個方面。 掌子面及支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定對策 掌子面擠出位移 拱腳下沉 掌子面前方先行位移 掌子面后方位移 保護周邊環(huán)境對策 地下水流失 地表下沉 近接結(jié)構(gòu)物影響八、圍巖（支護結(jié)構(gòu)）穩(wěn)定技術(shù)措施工法采用目的和效果確保施工安全保護周邊環(huán)境掌子面穩(wěn)定地下水位降低對策枯水對策地表面下沉對策近接結(jié)構(gòu)物對策拱頂穩(wěn)定掌子面穩(wěn)定抑制腳部下沉地下水對策抑制先行位移抑制開挖后位移抑制先行位移抑制開挖后位移超前支護充填式、非充填式小導(dǎo)管注漿小導(dǎo)管壓入式短鋼管鋼管鋼背板小導(dǎo)管*管棚*水平噴射注漿*預(yù)襯砌*掌子面補強弧形開挖、留核心土掌子面噴混凝土短掌子面錨桿長掌子面錨桿*腳部補強補強錨桿補強錨管腳部注漿水平噴射注漿臨時仰拱基腳混凝土水平錨管1）超前支護(控制先期變形） 超前支護大體上可