隧道施工监控量测技术

1、隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术石家庄铁道学院石家庄铁道学院朱永全朱永全 一、乌一、乌岭隧道岭隧道 二、监控量测的目的和内容二、监控量测的目的和内容 三、监控量测方法与结果三、监控量测方法与结果 四、量测数据的处理与应用四、量测数据的处理与应用 五、三维位移监测及应用五、三维位移监测及应用 主要内容主要内容二、监控量测的目的和内容二、监控量测的目的和内容三、量测方法与结果三、量测方法与结果位移时间关系曲线位移时间关系曲线0初期支护初期支护二次支护二次支护下台阶开挖下台阶开挖位移位移时间时间位移位移- -开挖面距离关系曲线开挖面距离关系曲线位移位移距离距离上、下台阶开挖上、下台阶开挖锚杆

2、锚杆喷混凝土喷混凝土f4f4断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布0100200300400500600700800900ydk170+250ydk170+500ydk170+750ydk171+000里程变形/mm拱脚水平收敛墙腰水平收敛拱顶下沉ydk170+250ydk170+250+500+500+750+750ydk171+000ydk171+000f4f4断层断层+290+290+440+440+640+640+740+740主带主带影响带影响带影响带影响带里程里程02004006008001000ydk174+500ydk175+000ydk175+5

3、00拱顶下沉拱脚水平收敛墙脚水平收敛ydk174+500ydk174+500ydk175+000ydk175+000+500+500+900+900变形变形/mm/mm斜井开口斜井开口ydk175+330ydk175+330板岩占板岩占50%80%50%80%千枚岩占千枚岩占60%85%60%85%兰州方向兰州方向武威方向武威方向里程里程志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布f7f7断层断层0100200300400500600700800ydk176+800 ydk177+000 ydk177+200 ydk177+400 ydk17

4、7+600 ydk177+800里程变形/mm拱顶下沉拱脚水平收敛墙脚水平收敛ydk176+800ydk176+800+200+200+400+400+600+600+800+800ydk177+000ydk177+000变形变形/mm/mm影响带影响带主带主带影响带影响带里程里程f7f7断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布 乌鞘岭隧道龄脊段分区段变形量测技术指标统计表大变形规律乌鞘岭隧道龄脊段分区段变形量测技术指标统计表大变形规律umax = 4.2923upmaxr2 = 0.58821101001000100001101001000最大变形速率upmax/

5、mm累计变形umax/mm最大变形速率最大变形速率/mm/mm围围 岩岩 级级 别别 铁铁 路路 单单 线线 (公公 路路 双双 车车 道道 ) 铁铁 路路 双双 线线 (公公 路路 三三 车车 道道 ) 规规 范范 或或 标标 准准 名名 称称 i ii i v v v i i ii i v v v i 铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 规规范范 t b 1 0 0 0 3 -2 0 0 1 1 0 3 0 3 0 5 0 5 0 7 0 7 0 1 0 0 3 0 5 0 5 0 7 0 7 0 1 0 0 设设计计确确 定定 铁铁 路路 隧隧 道道 设设 计计 规规范范 t b 1 0

6、 0 0 3 -2 0 0 5 1 0 3 0 3 0 5 0 5 0 8 0 设设 计计 确确 定定 3 0 5 0 5 0 8 0 8 0 1 2 0 设设计计确确 定定 公公 路路 隧隧 道道 设设 计计 规规范范 j t g d 7 0 -2 0 0 4 2 0 5 0 5 0 8 0 8 0 1 2 0 现现 场场 量量 测测 确确 定定 5 0 8 0 8 0 1 2 0 1 2 0 1 5 0 现现场场量量 测测确确定定 新新 奥奥 法法 指指 南南 3 0 5 0 5 0 7 0 5 0 7 0 7 0 1 0 0 日日 本本 新新 奥奥 法法 指指 南南 2 5 7 5 7

7、5 1 5 0 1 5 0 ( 膨膨胀胀岩岩 ) 5 0 1 5 0 1 5 0 3 0 0 3 0 0 ( 膨膨 胀胀岩岩 ) 标标 准准 设设 计计 ( 专专 隧隧0 0 1 4 ) 2 0 4 0 8 0 1 2 0 标标 准准 设设 计计 ( 专专 隧隧0 0 3 4 ) 5 0 1 0 0 1 0 0 1 5 0 1 5 0 2 0 0 图5 第一类支护结构试验段测试锚杆轴力分布曲线5m4m3m2m1m-13.67kn12.83kn27.23kn-32.87kn5m4m3m2m1m39.55kn-11.44kn5m4m3m2m1m70.36kn72.61kn48.53kn42.50k

8、n40.12kn1m2m3m4m5m19.28kn26.38kn30.41kn26.85kn56.33kn55.11kn1m2m3m4m5m10.81kn4.99kn15.42kn-16.50kn54.40kn9.13kn6.00kn14.78kn1m2m3m4m5m14.23kn64.25kn48.57kn11.85kn14.35kn1m2m3m4m5m73.12kn67.03kn38.30kn15.20kn52.72kn48.32kn左拱脚左边墙中左墙角右墙角右边墙中右拱脚拱顶二衬前的轴力分布曲线二衬后的轴力分布曲线二衬前的轴力峰值联合分布曲线二衬后的轴力峰值联合分布曲线32.82kn-5

9、.99kn17.77kn15.96kn-11.67kn-14.22kn74.65kn图5 第一类支护结构试验段测试锚杆轴力分布曲线5m4m3m2m1m-13.67kn12.83kn27.23kn-32.87kn5m4m3m2m1m39.55kn-11.44kn5m4m3m2m1m70.36kn72.61kn48.53kn42.50kn40.12kn1m2m3m4m5m19.28kn26.38kn30.41kn26.85kn56.33kn55.11kn1m2m3m4m5m10.81kn4.99kn15.42kn-16.50kn54.40kn9.13kn6.00kn14.78kn1m2m3m4m5

10、m14.23kn64.25kn48.57kn11.85kn14.35kn1m2m3m4m5m73.12kn67.03kn38.30kn15.20kn52.72kn48.32kn左拱脚左边墙中左墙角右墙角右边墙中右拱脚拱顶二衬前的轴力分布曲线二衬后的轴力分布曲线二衬前的轴力峰值联合分布曲线二衬后的轴力峰值联合分布曲线32.82kn-5.99kn17.77kn15.96kn-11.67kn-14.22kn74.65kn图5 第一类支护结构试验段测试锚杆轴力分布曲线5m4m3m2m1m-13.67kn12.83kn27.23kn-32.87kn5m4m3m2m1m39.55kn-11.44kn5m4

11、m3m2m1m70.36kn72.61kn48.53kn42.50kn40.12kn1m2m3m4m5m19.28kn26.38kn30.41kn26.85kn56.33kn55.11kn1m2m3m4m5m10.81kn4.99kn15.42kn-16.50kn54.40kn9.13kn6.00kn14.78kn1m2m3m4m5m14.23kn64.25kn48.57kn11.85kn14.35kn1m2m3m4m5m73.12kn67.03kn38.30kn15.20kn52.72kn48.32kn左拱脚左边墙中左墙角右墙角右边墙中右拱脚拱顶二衬前的轴力分布曲线二衬后的轴力分布曲线二衬前

12、的轴力峰值联合分布曲线二衬后的轴力峰值联合分布曲线32.82kn-5.99kn17.77kn15.96kn-11.67kn-14.22kn74.65kn5m4m3m2m1m-13.67kn12.83kn27.23kn-32.87kn5m4m3m2m1m39.55kn-11.44kn5m4m3m2m1m70.36kn72.61kn48.53kn42.50kn40.12kn1m2m3m4m5m19.28kn26.38kn30.41kn26.85kn56.33kn55.11kn1m2m3m4m5m10.81kn4.99kn15.42kn-16.50kn54.40kn9.13kn6.00kn14.78

13、kn1m2m3m4m5m14.23kn64.25kn48.57kn11.85kn14.35kn1m2m3m4m5m73.12kn67.03kn38.30kn15.20kn52.72kn48.32kn左拱脚左边墙中左墙角右墙角右边墙中右拱脚拱顶二衬前的轴力分布曲线二衬后的轴力分布曲线二衬前的轴力峰值联合分布曲线二衬后的轴力峰值联合分布曲线32.82kn-5.99kn17.77kn15.96kn-11.67kn-14.22kn74.65kn锚杆拉力峰值位置分布锚杆拉力峰值位置分布拱脚收敛基线边墙收敛基线b1b2y1y2g表表 3-5-3 围围 岩岩 压压 力力 、 接接 触触 压压 力力 及及 支

14、支 护护 衬衬 砌砌 应应 力力 量量 测测 结结 果果 (m pa) 量 测 项 目 测 点 围 岩 压 力 钢 架 应 力 初 支 砼 应 力 二 衬 接 触 压 力 二 衬 砼 应 力 拱 顶 0.599 44.925 0.481 0.018 3.763 右 拱 腰 0.307 25.775 坏 0.048 0.586 右 拱 脚 0.228 171.609 10.568 0.012 1.302 右 墙 腰 0.244 131.520 1.479 0.023 1.353 右 墙 脚 0.311 90.514 -0.831 - 1.539 左 拱 腰 0.465 21.316 1.512

15、0.064 2.051 左 拱 脚 0.357 70.958 3.623 0.074 0.596 左 墙 腰 0.455 44.033 -0.260 0.061 0.160 左 墙 脚 0.383 21.556 2.904 - 1.449 最 大 值 0.599 171.609 10.568 0.074 3.763 最 小 值 0.228 21.316 -0.831 0.012 0.160 平 均 值 0.372 69.134 2.435 0.043 1.422 示 意 图 0.000.050.100.150.208-1810-711-261-153-64-256-148-3日期初支围岩压力/

16、mpa2右拱腰3右拱脚4右墙腰5左拱腰6左拱脚7左墙腰3-5-8 岭岭 脊脊 千千 枚枚 岩岩 地地 层层 实实 测测 侧侧 压压 力力 系系 数数 结结 果果 汇汇 总总 项 目 围 岩 压 力 接 触 压 力 里 程 (yd k175) 410 465 475 200 210 290 410 450 475 侧 压 力 系 数 0.721 0.620 0.378 0.576 0.450 0.928 0.985 0.335 0.761 平 均 值 0.573 0.673 总 平 均 值 0.640 四、量测数据分析与反馈四、量测数据分析与反馈(25)(25)d dh h+ +h h3 3d

17、d45450 0h hh h1 1h h2 2极限位移性质极限位移性质 拱顶下沉拱顶下沉拱脚水平收敛拱脚水平收敛墙腰水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道毛洞隧道5015011178117813041304初支后隧道初支后隧道227227710710770770二衬后隧道二衬后隧道228228742742812812极限位移性质极限位移性质拱顶下沉拱顶下沉墙腰水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道毛洞隧道400400660660初支后隧道初支后隧道136136272272二衬后隧道二衬后隧道140140280280管理等级管理等级管理位移管理位移施工状态施工状态u u150150可正常施工可正常施工150150u

18、 u300300应加强支护或二次衬砌应加强支护或二次衬砌u u300300停工，并及时采取加固措施停工，并及时采取加固措施注：注：u u隧道开挖后隧道总变形量隧道开挖后隧道总变形量22dtud五、三维变形（位移）监测五、三维变形（位移）监测 边墙收敛基线拱脚收敛基线拱脚收敛基线边墙收敛基线拱脚位移测点边墙位移测点拱顶位移测点断层圆形断面志留系地层椭圆形断面b1b2y1y2ggy2y1b1b2 两种隧道两种隧道f7f7断层断层- -圆形断面圆形断面志留系地层志留系地层- -椭圆形断面椭圆形断面右线正洞右线正洞左线平导左线平导以千枚岩含量以千枚岩含量为主为主以板岩含量为以板岩含量为主主竖直位移竖直

19、位移3503501601603003004545横向位移横向位移1501501001002002005050纵向位移纵向位移909070701001001515量测历时量测历时1010天左右天左右1010天左右天左右2020天左右天左右majpjmvcyzj21hlfrvy96dv02lppfygxus7iymzkyemz0kgeyzs3bplckyh1lt4ek7cxmux3ijoysoer7zuavwygz4epzruirvpmzzvntf1xzw5oswsxotfaejnocmfe1lzgnn1rsxg8wlcg8cvq3xpjmvodpfwcpiyjgzaznsepniaklysu7qsd1upaxmzdlpn9zw7kljfslcli26yv109ffbndh8lbun1g6acurq39eg12khl9txsz1jzgock8g1kunoh5efvcmvt5zyvqt9zk3rp3qlnf02fovexxvrxjccfrnppijljniouk6fonnyx7fygg7sxz49bmcn5oy9veshpkz