6隧道现场施工监控量测

1、文件编号作业指导书（隧道现场施工监控量测）*目录1. 周边位移收敛与拱顶下沉 12. 地表下沉量测 103. 围岩内部位移量测 164. 围岩压力及层间接触压力、支护及衬砌内力量测 195. 锚杆轴力量测 266. 钢格栅内力量测 307. 围岩弹性波速度 321. 周边位移收敛与拱顶下沉1、1开展项目隧道周边收敛与拱顶下沉。1、2依据文件(1) 公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009);(2) 公路隧道设计规范(JTG D70-2004)。1、3主要仪器设备主标准设备标准名称型号规格测量范围允许误差备注精密水准仪DSZ-205000mm2、5mm/数显收敛仪JSS30A0、5m10m

2、0、06mm/1、4操作规程1、4、1精密水准仪操作规程(1) 仪器使用前需进行圆水泡检校与i角检校；(2) 将三脚架调至便与观测位置，固紧脚架螺丝；(3) 将仪器置于前后尺中间，调整三脚架大至水平后，将三脚固定在地面；(4) 调整脚螺丝手轮,使水泡居中；(5) 用光学瞄准器瞄准标尺；(6) 旋转目镜手轮使分划板视距丝清晰；(7) 转动调焦手轮，直到标尺成像清晰；(8) 旋转水平循环微动手轮，使尺成象在视场中心；(9) 进行高程、距离测量。1、4、2周边收敛仪操作规程(1) 检查预埋测点有无损坏、松动并将测点灰尘擦净；(2) 打开收敛计钢尺摇把，拉出尺头挂钩放入测点孔内，将收敛计拉至另一端 测

3、点，并把尺架挂钩挂如测点孔内，选择合适的尺孔，将尺孔销插入，用尺卡将尺 预联尺架固定。(3) 调整调节螺母，仔细观察,使塑料窗口上的刻线对在张力窗口的内标尺上 的两条白线之间(每次应一致)。(4) 记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高测量精度，每条基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于0、05mm寸,应重新测试。(5) 测试过程中,若数显读数已超过25mm则应将钢尺收拢(换尺孔)25mm重 新测试,两组平均值相减，即为两尺孔的实际间距，以消除钢尺冲孔距离不精确造 成的测量误差。(6) 一条基线测完后，应及时逆时针转动调节螺母，摘下收敛计，打开尺卡收 拢钢带尺,为下一次使用做好

4、准备。1、5试验/检测的工作程序 1、5、1监测断面的设置采用数显收敛计进行洞内收敛量测；采用精密水准仪、塔尺、钢卷尺进行拱 顶下沉量测；对于大变形、塌方等危险区域，必要时采用隧道位移实时监测系统进 行实时监测。洞内测点布置如图1-1所示。常规方法中的拱顶下沉测点顶端采用图 1所示的倒三角，以确保测试精度，嵌入围岩部分采用螺纹钢筋，避免测点受到外力作用 发生松动；周边位移测点顶端采用圆形钢筋圈，嵌入围岩部分亦采用螺纹钢筋图1-1周边收敛与拱顶下沉测点、测线布置示意图1、5、2 收敛测点埋设 在预定量测部位,用特制直径140mm占头,钻一深40cm的钻孔,然后再在 此钻孔内钻一同心的直径为 48

5、mm的小孔，孔深由试验要求确定，钻孔要求平直， 并用水冲洗干净。(2) 矫直钢丝 , 并截成预定长度 , 将钢丝连接在钻孔锚头上。(3) 把锚头末端插入安装杆 , 然后将锚头推进到预定深度 , 在操作时要注意定 向, 避免安装杆旋转 , 千万不能将安装杆后退 , 以免安装杆与锚头脱落。紧固锚头，若用楔形弹簧式锚头，则用3050公斤力拉钢丝，如果锚头不 滑动, 即可认为锚头已经锁紧 ;若用压缩木锚头 , 则等待压缩木吸水膨胀后 ,亦用 3050公斤力拉钢丝 , 若拉不动,则可认为锚头已经紧固。(5) 重复以上 2、3、4操作步骤, 安装剩余锚头 ,每根钢丝必须穿过楔形弹簧 式锚头上的环或压缩木锚

6、头中间的铁管 , 要注意避免钢丝互相缠绕。(6) 把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个导杆 , 并把测筒的上筒用 固定螺丝、木楔及水泥砂浆固定在孔内 , 然后拉紧钢丝 , 并用螺母夹紧在各个导杆 上，这时要注意调整导杆距离,使之有15mm的伸长量。(7) 把下筒与上筒相接 , 并用木楔塞紧 , 若就是电测下筒 , 还需仔细安装 , 调整 电感式位移传感器的量程 , 并引出电缆, 盖上盖板。当试验点离开挖面很近时 , 必 须采取防护措施 , 以防止爆破飞石损坏电缆及测筒。(8) 开始初读数 (如果用百分表测读 , 应每次打开盖板 ) 。为保证读数的稳定性 第一次读数的建立应不小于 24 小时

7、。(9) 开始阶段 , 每天应至少进行一次测度测读 , 随着开挖面的远离 , 测读间隔 时间可以酌情延长。1 、 5、 3 量测频度断面间距：W类及以上围岩不大于 40m;M类围岩不大于30m;H类围岩应小 于20m围岩变化处适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点 12个, 水平收敛12对。当发生较大涌水时，U、川类围岩量测断面的间距应缩小至 5 10m。观测频率 ： 根据量测断面距离掌子面距离、位移发展速率与量测断面开挖时 间取最高频率。量测断面距离掌子面距离、位移发展速率与量测频率的关系如表2。正常情况下,量测断面开挖后的第115天,每天观测12次；第1630天, 每2天观测1次；

8、第13个月,每周观测12次;大于3个月,每月13次。位 移达到稳定标准后，停止观测；如发现异常情况，恢复每天观测12次;如位移持 续大幅发展，根据工程具体情况，布置隧道位移实时监测系统进行实时监测。表1-1量测频率的确定变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测频率>10(0-1)B12次/d10-5(1-2)B1次/d5-1(2-5)B1 次 /2d<1>5B1次/1周注：B表示隧道开挖宽度。1、6安全注意事项1、6、1精密水准仪(1) 清洁将漆面擦拭干净，吹去镜片上的灰尘，然后用干净的脱脂棉小心擦净镜片处片，必 要时,可蘸取少许纯酒精，切勿用如油，汽油或水等液体，

9、不可用手触摸镜片。擦拭湿的仪器时要小心，将仪器从包箱中取出，使其充分干透。保持包箱内外清洁、 干燥。(2) 贮存长期存放时，将仪器从包箱内取出，以便空气流通，防止镜头生霉。贮存必须防尘， 空气流通，低湿度。(3) 运输长途运输应将仪器装入有泡沫塑料的运输包装箱内。1、6、2周边收敛计(1) 调节螺母逆时针转动最大范围，千万注意不得露出螺纹。(2) 数显电路本身具有自动断电功能，以提高电池使用寿命。当显示值固定不变7分钟后，显示屏自动断电。转动调节螺母，数值自动出现。(3) 收敛计使用一段时间后应进行对零校正,验检数显读数就是否为零值 , 如有偏差可打开塑料盖 ,按第 4 项进行修正 ,反之可继

10、续使用。(4) 收敛计量测完成后 ,应用棉纱擦除灰尘并应定期对钢尺擦涂机油,以防生锈。(5) 使用过程中 ,应尽量避免泥水浸入收敛计及钢尺,并正确使用收敛计各转动部件,保证钢尺平直 ,不得扭曲。(6) 测温用的水银温度计应使用分度值为0、1C的，不得用分度值大于该值的其她温度计。(7) 在煤矿井下使用时应切记不得在井下更换电池。除本说明书规定的电池以外 不得采用其她型号电池代替。(8) 当发现显示字符暗淡 ,不稳定或无显示时 ,应及时更换电池。 收敛计长期不用时 应将电池取出。(9) 更换钢尺的方法就是 ,先将钢尺要把对面一侧的尺架板卸下,再将新钢尺套入尺心轴 ,并盖好尺架板。(10) 收敛计

11、就是一种精密量测仪器 ,不得随意拆卸、更换零件 ,如出现故障无法排 除时 , 请于生长厂家联系解决。1、 7 数据处理基线两点间收敛值(S)按下式计算：S=(D0+L0)-(Dn+Ln)式中:Do首次数显读数(mm);Lo首次钢尺长度(mm);Dn第n次数显读数(mm);Ln第n次钢尺长度(mm);如第 n 次测量与首次测量的环境温度相差较大时 ,要进行温度修正。公式如下 :Ln 'Ln a(TnTo)Ln式中:Ln '温度修正后钢带尺长度(mm);a钢带尺线膨胀系数，取a= 12X 10_5CTn 第n次量测环境温度(C)To首次量测环境温度(C)钢尺温度修正后收敛值(S&#

12、39;)按下式计算：S'= (Do+Lo)-(Dn+Ln )(1) 每次观测后现场计算位移发展增量，出现异常情况，重新测量排除操作失误后 立即报告相关部门；(2) 每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算, 绘制位移一时间曲线(如图2、2移发展速率一时间曲线(如图2、2应用函数拟合与灰 色预测等方法进行位移发展短、长期预测；根据分析结果，判断隧道变形管理等级(如表2、2中隧道允许变形量如表4,出 现非正常情况，立即向相关部门报告；(4) 当隧道周边收敛速度以及拱顶下沉速度明显下降，隧道周边位移收敛速度小于每天0、2mm或拱顶下沉位移速度小于每天 0、1mm,

13、隧道位移相对值已达到位移总量图1-2位移一时间曲线AK1+78量测断面拱顶下沉速率曲线图oooooo O2 0 8 6 4 2 00 0 0 0 01O20201O2020OO1O1OOO1O1O.54.04.63.23.92.62.32.12.91.61.41.31.211O .89OOOO.9.9.81O .720.6OO1O201OOOOO.5.4.3.2.O"速率值（mm图1-3位移发展速率一时间曲线表1- 2变形管理等级管理等级管理位移施工状态出U 0 Un3可正常施工n(Un Uo Un3应加强支护iUo Un应采取特殊措施注：U0 实测变形值；U n 允许变形值。表1-

14、 3隧道周边允许相对位移值（）围岩级别覆盖层厚度（m）<5050 300>300n0、 100、 300、20 0、500、 401、 20出0、 150、 500、 401、 200、 802、 00IV0、 200、 800、601、601、 003、 00注：（1）相对位移值系指实测位移与两测点间距离之比，或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比（2）脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值（3）I、V、W级围岩可按工程类比初步选定允许值范围；（4）本表所列数值可在施工中通过实测与资料积累作适当修正。1、8测量不确定度1、& 1变形速率的不确定度(1) 数学模型(2) 最佳测

15、量结果vn hn 1 hnVnVn方差UCM)Vn 22()uhn 1(九1)()hnU2(hn)灵敏系数C(hn JVnhn 1C(hn)Vnhn(4) 标准不确定度的计算标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入2 5u(hn1)-帀 14434标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入U(hn)2 51.44343 合成标准不确定度UC(Vn)Uc(Vn)Vnhn 1(hn 1)Vn 2 2(云)u (hn) 521 一3(1)2.5223(6)扩展不确定度u kUc(Vn)2 2(7)不确定度报告V Vn 4(3) 方差及灵敏系数1、8 2累计沉降量的不确定度(1) 数学模型s m

16、 hn(2) 最佳测量结果s s(3) 方差及灵敏系数方差u；(s)(上)2u2(hj ()2u2(hn)hihn灵敏系数c(h1) 1hic(hn)shn(4) 标准不确定度的计算标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入2.5. 31.4434标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入U(hn)；2.531.4434(5) 合成标准不确定度uc(s)Uc(s)2u2(hJs 2 2代)U (hn)1)22.5232、04(6) 扩展不确定度ukuc (s)2 24(7) 不确定度报告s s 41、9原始记录表格见隧道周边收敛测量记录表、拱顶下沉测量记录表2. 地表下沉量测2、1开展项目

17、隧道地表下沉量测。2、2依据文件公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);(2) 公路隧道设计规范(JTG D70-2004);(3) 工程测量规范(GB50026-2007)。2、3主要仪器设备主标准设备标准名称型号规格测量范围允许误差备注水准仪DSZ2-FS10 5000mm0、5mm/水准仪AT-G20 5000mm0、5mm/地表下沉量测应尽可能按二等水准测量要求进行观测，最低不能低于三等水准要求。普通水准尺采用红、黑面标尺，尺子必须牢固无损，尺底板不应有松动、尺的中线 与尺底成垂直，尺面不能有弯曲。水准尺应进行标尺零点不等差、1米长度与分米长度 等项目的检验，水准尺必须装

18、有圆水准器，不符要求不能使用。精密水准尺采用基、辅面标尺，尺子必须牢固无损，尺底板不应有松动、尺的中线 与尺底成垂直，尺面不能有弯曲。水准尺应进行标尺零点不等差、1米长度与分米长度 等项目的检验，水准尺必须装有圆水准器，不符要求不能使用。为了消除观测中的系统误差，每次观测应做到五个固定(即观测条件相同)。五个固 定就是:后视尺固定(例如用4、687尺专门放在水准点上);测站位置固定；仪器固定;观 测人员(司仪器及持尺人员)固定;转点固定。五个固定中重点就是测站固定与持尺人员 固定,特别就是持尺人员应受过专门的训练。表2-1水准测量的主要技术指标等级水准仪的型号视线长度(m)前后视距差(m)前后

19、 视累 积差(m)红、黑面(基、辅面读数较差)(mm)红、黑面(基、 咼差较差)(mm)往、返较差、附合 允许闭合差(mm)四DS31005103512 JU-三-DS1100361、01、512 yrDS3752、03、0-二二DS1100130、40、6o.6：n 或 Vl注:n 测站数;L 水准路线长(以公里计)2、4操作规程精密水准仪操作规程：(1) 仪器使用前需进行圆水泡检校与i角检校；(2) 将三脚架调至便与观测位置，固紧脚架螺丝；(3) 将仪器置于前后尺中间，调整三脚架大至水平后，将三脚固定在地面；(4) 调整脚螺丝手轮，使水泡居中；(5) 用光学瞄准器瞄准标尺；(6) 旋转目镜

20、手轮使分划板视距丝清晰；(7) 转动调焦手轮，直到标尺成像清晰；(8) 旋转水平循环微动手轮，使尺成象在视场中心；(9) 进行高程、距离测量。2、5试验/检测的工作程序2、5、1量测目的地表下沉就是在隧道洞口段、围岩埋深较浅的地段，为掌握隧道施工对地表的影响程度与范围而开展的位移量测。目的就是通过量测，判断隧道开挖对洞口边仰坡、浅埋地面就是否产生显著影响，分析该影响的范围、程度及其与隧道施工的时空关系， 进而判断隧道施工的安全性与隧道施工对地面边仰坡的稳定性、地表建筑物的影响。2、5、2量测方法地表下沉采用精密水准仪与水准尺进行测量 ，测量精度为土 1mm。测点布置如图 2-1所示:以隧道开挖

21、轮廓的两拱角为基点，以45度角向地表延伸，该区域内为隧道施工 影响区域，也就是地表下沉观测的范围。在每个横断面上,布置7个或9个测点，测点中间密,两侧稀。但隧道围岩条件特别差或者隧道上部有重要建筑物时 ，可根据情况进行测点加密。在监测范围以外34倍洞径处设水准基点，作为各观测点高程测量的基准 从而计算出各观测点的下沉量。图2-1地表下沉量测范围示意图2、5、3量测频率地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。量测断面间距：按表3、2执行。表2-2地表下沉量测断面的间距埋置深度H地表下沉量测断面的间距（m）H>2B20 50

22、B<H<2B10 20H<B510注： 无地表建筑物时取表内上限值B表示隧道开挖宽度。观测频率：按表3、3要求执行表2-3地表下沉测量频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面的距离量测频率>10（0 1）B12次/d10-5（1 2）B1次/d5-1（2 5）B1 次 /2d<1>5B1次倜注：B表示隧道开挖宽度。2、5、4成果分析与信息反馈(1) 每次观测后现场计算位移发展增量，出现异常情况，重新测量排除操作失误后 立即报告相关部门；(2) 每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算, 绘制位移一时间曲线与位移发展速率一时间曲

23、线，并应用函数拟合与灰色预测等方法 进行位移发展短、长期预测；(3) 绘制地表下沉横向分布曲线，分析隧道开挖对地表的影响范围与程度；绘制地表下沉纵向分布曲线，分析隧道开挖在隧道轴线方向的影响范围及程 度；(5) 根据隧道开挖对地表的影响范围与程度，提出能够保证隧道施工安全的合理工 艺参数、地表下沉控制措施等建议，上报有关部门。2、6安全注意事项2、6、1精密水准仪(1) 清洁将漆面擦拭干净，吹去镜片上的灰尘，然后用干净的脱脂棉小心擦净镜片处片，必 要时,可蘸取少许纯酒精，切勿用如油，汽油或水等液体，不可用手触摸镜片。擦拭湿的仪器时要小心，将仪器从包箱中取出，使其充分干透。保持包箱内外清洁、 干

24、燥。(2) 贮存长期存放时，将仪器从包箱内取出，以便空气流通，防止镜头生霉。贮存必须防尘, 空气流通,低湿度(3) 运输长途运输应将仪器装入有泡沫塑料的运输包装箱内2、7数据处理2、8测量不确定度2、& 1沉降速率的不确定度(1) 数学模型vn hn 1 hn(2) 最佳测量结果VnVn(3) 方差及灵敏系数方差u|(Vn)(上)廿hn 1(h"1)(尹U2(hn)灵敏系数C(hn 1)Vnhn 1C(hn)Vnhn(4) 标准不确定度的计算标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入2 5u(hn1)-石 W4标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入U(hn)2 51.

25、4434、3合成标准不确定度Uc(vn)Uc(Vn)Vn 2 2U)u(hn 1)Vn 2 2 祝)u (hn)2.521 一3(1)2.52(6) 扩展不确定度u kUc(Vn)224(7)不确定度报告V Vn 42、8 2累计沉降量的不确定度(1)数学模型s h1 hn(2) 最佳测量结果s s(3) 方差及灵敏系数方差 u；(s)()2u2(h1) ( s)2u2(hn)hihn灵敏系数c( h1)sh1c(hn)shn(4) 标准不确定度的计算标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入u(hj2.531.4434标高测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入U(hn)2.5.31.44

26、34(5) 合成标准不确定度Uc(s)Uc(s)2u2(hJ (s 2 2hn) u (hn)r|12:2 (1)22.5232、04(6)扩展不确定度u kuc (s) 2 24(7) 不确定度报告2、9原始记录表格见隧道地表下沉测量记录表。3围岩内部位移量测3、1开展项目隧道开挖断面围岩周边位移量测。3、2依据文件公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);(2)公路隧道设计规范(JTG D70-2004)。3、3主要仪器设备主标准设备标准名称型号规格测量范围允许误差备注电测式多点位移计/16020250F0、1FGK读数仪VW-1014004500Hz0、1Hz/-30+70

27、C0、1C3、4操作规程GK 读数仪操作规程与应力量测部分相同3、5试验/检测的工作程序(1)使用钻孔在隧道监测断面打一定深度的钻孔，一般深度为45米； 将多点位移计埋入钻好的孔内,多点位移计(如图5、1)布置如图5、2所示 每断面布置5个测孔(连拱隧道6个)，每个测孔等间距布置6个测点。图3-1多点位移计示意图图3- 2围岩内部位移量测断面布置示意图3、6安全注意事项 3、6、1贮存长期存放时，将仪器从包箱内取出，以便空气流通。贮存必须防尘，空气流通，低湿 度。3、6、2运输长途运输应将仪器装入有泡沫塑料的运输包装箱内。3、7数据处理(1) 每次观测后现场计算围岩位移分布及发展情况，出现异常

28、情况，重新测量排除 操作失误后分析原因，立即报告相关部门；(2) 每次测回数据交数据处理员输入计算机，进行位移增量、位移发展速率的计算 绘制位移一时间曲线与位移发展速率一时间曲线，并应用函数拟合与灰色预测等方法 进行位移发展短、长期预测；(3) 绘制位移空间分布曲线，分析隧道围岩的松动范围、松动程度,提出隧道支护、 衬砌结构优化的合理建议。3、8测量不确定度3、& 1数学模型P k(f2。f2)3、& 2最佳测量结果 1 nP k(fo2 fi2)3、8 3方差及灵敏系数方差Uc2(p)(P)2U2(k) ( P)2U2(fo) ( P)2U2(f) kfof灵敏系数C(k)丄

29、 fo2 f2 kC(fo) -p2kfo f0pC( f)2kf3、8 4标准不确定度计算k(1) 传感器的灵敏系数测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入u(k)k2(2)测量标准不确定度主要来源于设备的不准引入u(fl)与测量标本的不一致性u( fo)频率测量标准不确定度包括测量设备的不准引入u( f2)u( fl) n单n1 (fi - fi)2U( f2)i 1n i 1n(n 1)频率测量标准不确定度u(f)u2( f-) u2(f2)(fii 1n(n 1)3、8 5合成标准不确定度P 2 2P 2 2P 2 2U(P)(八(fo)U(f0) ( f)U(f)3、3、21 k2f

30、。2nfi)22 2 2 1 k2f2o 4k2(n i 12f i)2 3n 1(fii 1n(n 1)nfi)2 n i 18 6扩展标准不确定度ku(p) 221 k2 fo2Jifi)2Jf4k2(1n i in 2fi)23n1(fii 1n i 1n(n 1)nfi)28 7标准不确定度报告-k(fn i ifi2)3、9原始记录表格见隧道围岩体内位移测试记录表(洞内或地表设点)。4.围岩压力及层间接触压力、支护及衬砌内力量测4、1开展项目围岩压力及层间接触压力、支护及衬砌内力量测。4、2依据文件(1) 公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);公路隧道设计规范(JTG

31、 D70-2004)。4、3主要仪器设备主标准设备标准名称型号规格测量范围允许误差备注压力盒/应变计VWS-10/1502500F0、5F/GK读数仪VW-10116020250F4004500Hz0、1F0、1Hz/4、3、1主要技术指标隧道支护与衬砌结构的应力与压力测试属于选测项目，包括初期支护混凝土与钢拱架应力、二次衬砌混凝土与钢筋应力、围岩与初期支护间压力、初期支护与二次衬 砌间压力、连拱隧道中隔墙顶压力等项目。这些项目需要埋设大量传感器，操作复杂,成本较高，一般在塌方、断层带等隧道结构受力不明确的区段布设。压力量测一般采用压力盒测量，初期支护与二次衬砌混凝土应力采用埋入式应变 计测量

32、，分离式隧道围岩与初支间压力、初支与衬砌间压力、初支砼内应力、二衬砼 内应力量测测点布置如图4-1 o连拱隧道由于施工步骤的关系，应特别关注中隔墙顶部 的压力、中隔墙根部的应变情况，同时监测隧道围岩与初支间压力、初支与衬砌间压 力、初支砼内应力、二衬砼内应力，其测点布置如图4-2布置。图4-1单洞隧道压力、应力量测示意图I凍科咼艇曲一惟吐以一礪此牡黔利?T；I 一跌思汀一践躲6-甸區订机也7、嗥广小 引理卜卜酗水HHi1丨一电如2-TN盘址編GI2L?呛钢靈M fjfi图4-2连拱隧道压力、应力量测示意图（对称布置）4、3、2量测频率断面间距:压力、应力量测根据工程实际需要，报业主批准后实施。

33、一般在分离式 隧道浅埋段、偏压段、洞内塌方段应布设量测断面 ；连拱隧道应至少布设一个代表性 断面。观测频率:正常情况下，分离式隧道量测断面开挖后的第 115天，每天观测12 次;第1630天，每2天观测1次;第13个月，每周观测12次;大于3个月，每月1 3次。连拱隧道每道施工步骤均需要按上述频率执行。当隧道变形、压力或应变出现 异常值时，应提高观测频率。4、4操作规程4、4、1振弦读数仪操作规程(1) 基本操作按下面板上“ON开关启动VW-101型振弦读数仪，首先仪器先进行自检。自检通 过后,显示屏上即显示当前所连接传感器的单元号、频率模数、温度值、激励类型，或按左右键切换成显示当前所连接传

34、感器的单元号、 频率值、日期、时间、激励类型。 若未连接传感器或连接不正确，显示屏上即显示“”。面板上“ON开关启动有防误动功能，按下需持续2秒以上后，将手放开即开机。(2) 参数设定在开机状态下,按(需持续2秒)确认键(ENTER进入主菜单,选择参数设定功能。1.TYPE2.DATE3.STORE4.EXIT(3)选择激励类型(TYPE)在一般情况下，采取基本操作VW-101型振弦读数仪即可完成对振弦式传感器的测 量。在工地现场干扰源较多或传感器测值出现不稳、测读困难时，应根据传感器测量范围设定激励参数，可通过读数仪提供的五种激励参数的设定，改变激励频率范围使测值更稳定。激励类型(TYPE)

35、频率范围(Hz)频率模数范围(F)40045001602025014001200160144027002000490400031200280014407840420003500400012250530004500900020250选择激励类型，可根据传感器的测量范围上下限来选择。移动上下键使光标在(TYPE)下，按确认键进入激励类型选择，移动上下键选择激励类型,选择完后按确认 键返回主菜单。(4)日期、时间设定(DATE)在主菜单上选择日期、时间设定功能后,显示出如下子菜单T-M-D: 99-08-08QH:M:S: 08:38:48W在时间设定菜单上，使用左右键移动光标，上下键选择数字，修改

36、或设定日期与时 间。“Q”为放弃修改，“W为确认当前修改并存储。(5) 数据存贮(STORE在主菜单上选择数据存贮设定功能后，显示出如下子菜单。1.CLEAR2.INDEX3.STIME4.MAINVW-101型振弦读数仪存贮器有32K容量,共有999个存贮单元,可存贮3200条传 感器的测量数据。数据在存贮器中的排列顺序为：序号、单元号、日期、时间、频率 值、模数值、温度值。VW-101型振弦读数仪有自动存贮与手动存贮功能，手动存贮: 在测量状态下按“ STORE'键,可将当前测读的数据进行实时存贮。 清除存贮器内数据(CLEAR)选择“ 1”后,根据提示选择“ Y',清除存

37、贮器内数据，并将传感器的存贮单元号 设定为起点“ 001”。清除存贮器内数据大约需要5分钟。 设定存贮单元号(INDEX)传感器的测量数据在存贮器内就是按时间先后顺序号排列的，用户可根据需要自行设定存贮单元起点序号，将测量数据存贮在设定单元号的存贮器内。在测量状态下 改变单元序号可按(需持续2秒)上下键进行选择；亦可进入主菜单(INDEX)项，使 用左右键选择数字位 ,上下键改变单元号数字 , 确定后按确认键退出。 设定存贮时间(STIME)自动存贮时间间隔有:0、19999分钟任意选择,单位为分钟。使用上下键设定存 贮时间间隔 ,0000 为不存贮数据。设定好存贮时间间隔后 , 读数仪会按所

38、设定的存贮 时间间隔自动进行存贮。 返回主菜单(MAIN)以上参数设定完成后 , 选择 4存贮设定的参数并返回主菜单。 退出(EXIT)选择 4退出主菜单 ,返回测量状态。(6) 试验结束使用结束,关闭电源,检查设备就是否完整。将仪器盒盖锁闭。4、5 试验/ 检测的工作程序测点布设：应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上 (如拱顶、拱腰、拱 脚、边墙仰拱等 ), 并对各测点逐一进行编号。埋设压力盒时 , 要使压力盒的受压面向 着围岩。在隧道壁面 , 当测围岩施加给喷砼层的径向压力时 , 先用水泥砂浆或石膏把压 力盒固定在岩面上 , 再谨慎施作喷砼层 , 不要使喷砼与压力盒之间有间隙 , 保

39、证围岩与 压力盒受压面贴紧。埋设压力盒时 ,要使压力盒的受压面向着围岩。 在隧道壁面,当测围岩施加给喷砼 层的径向压力时 , 先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上 , 再谨慎施作喷砼层 , 不 要使喷砼与压力盒之间有间隙 , 保证围岩与压力盒受压面贴紧。4、6 安全注意事项4、6、 1 贮存长期存放时 ,将仪器从包箱内取出 ,以便空气流通。贮存必须防尘 ,空气流通 ,低湿 度。4、6、 2 运输长途运输应将仪器装入有泡沫塑料的运输包装箱内。4、7 数据处理压力、应力量测就是为了深入分析隧道结构的受力变形状态而实施的 , 因而, 除采 用常规分析外 , 还应进行全面的力学分析与安全评估 :（1

40、）每次量测现场计算压力、 应力量值与变化情况 ,发现异常 ,重新测量排除操作 误差后上报相关部门 ;（2）每次测回数据交数据处理员输入计算机 , 进行压力 （应力）增量、压力 （应力） 发展速率的计算 , 绘制压力 （应力） 时间曲线与压力 （应力） 发展速率时间曲线 , 并 应用函数拟合与灰色预测等方法进行压力 （ 应力）发展短、长期预测 ;（3）绘制压力 （应力）空间分布曲线 , 分析隧道受力状态 ,评价隧道初期支护结构的 安全性与经济性 , 提出隧道支护工艺与参数优化的合理建议 ; 评价隧道衬砌结构的安 全性 , 提出衬砌结构的参数优化建议 ;（4）针对浅埋段、 偏压段、洞内塌方段开展的

41、监测 , 除每次观测后提出短期、 定性 的分析报告外 ,每断面量测完全结束后 , 提交全面的分析与评估报告 ;（5）在连拱隧道开展的监测 , 除每次观测后提出连拱隧道短期施工安全报告与建 议外, 监测全面结束后 , 进行综合分析并与理论数值计算对比 , 提出连拱隧道施工工艺 安全性报告。4、8、测量不确定度4、8、1 应力测试不确定报告4、8、2 数学模型为 :E k（F Fo） （b a（T T。）B式中 : 表示被测结构物的应力 ,单位为 MPa;k 表示应变计测量应变的最小读数 , 单位为 1o 6 /F;F 表示应变计的实时测量值 ,单位为 F;Fo 表示应变计的基准值 ,单位为 F;

42、b表示应变计的温度修正系数，单位为10 6/°C ;a表示被测结构物的线膨胀系数,单位为10 6/C ；T表示温度的实时测量值，单位为C ;To表示温度的基准值,单位为C ;B 表示应变计的计算修正系数。4、8、3 最佳测量结果4、8 4灵敏系数与方差计算应力测量主要由频率模数 F与温度T这2个变量决定，故灵敏系数可分别对该2个变量求导得出。灵敏系数：kE ； EbFT2 2 2 2 2万差:Uc()(乍)u (F)(齐)u (T)4、8 5标准不确定度的计算VWS型振弦式应变计的频率模数误差为f = 0、5(F);温度测量误差为t = 0、5CC)频率模数的标准不确定度u(F)与温

43、度的标准不确定度u(T)由仪器设备的不准确引入，u(F) =, u(T)=k 忑灵 kV3V3测定值满足均匀分布K =恋3)4、8 6合成不确定度计算Uc(4、8 7扩展不确定度计算U = k X uc()务厂=2X uc()=-324、9原始记录表格见围岩压力及两层支护间压力测试记录表 ；见支护、衬砌内应力及表面应力测试记录5. 锚杆轴力量测5、1开展项目锚杆轴力量测。5、2依据文件(1) 公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)(2) 公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);(3) 公路隧道设计规范(JTG D70-2004)。5、3、主要仪器设备主标准设备标准名称型

44、号规格测量范围允许误差备注量测锚杆/16020250F0、1FGK读数仪VW-1014004500Hz0、1Hz/-30+70 C0、1C5、4、操作规程锚杆轴力测试的目的在于掌握锚杆沿轴向的受力分布，分析锚杆的真实受力状态结合围岩的物理力学特征参数，可以判断：(1)根据锚杆受力状态及轴向力的大小，结合岩体的容重等物理指标，进行锚杆支 护参数优化；根据锚杆轴力的轴向分布，判断围岩松动圈的范围，确定锚杆的有效长及围岩 变形的发展趋势；(3) 通过锚杆最大测定值与其设计极限抗拉强度的比较检验锚杆的外径等参数就 是否满足施工需要。5、4、1量测方法锚杆轴力采用量测锚杆进行量测。量测锚杆布置如图 7、

45、1所示。量测锚杆采用 钢弦式锚杆应力传感器，每根锚杆根据锚杆长度均匀布设 4个传感器，接收仪器采用数 字式钢弦频率接收仪。图5-1 锚杆轴力量测断面布置示意图5、4、2量测频率断面间距:根据隧道施工的实际情况，一般每300m布设一个断面，每断面5根。每 个隧道的每个围岩等级应布置至少1个断面，以了解不同围岩等级锚杆受力情况。观测频率：正常情况下，量测断面开挖后的第115天，每天观测12次;第1630 天，每2天观测1次;第13个月，每周观测12次;大于3个月，每月13次。振弦读数仪操作规程同应力量测部分。5、5试验/检测工作程序在中空锚杆内壁或在实际使用的锚杆上轴对称贴四块应变片，以四个应变的

46、平均值为量测应变值，这样可消除弯曲应力的影响，测得的应变值乘以钢材的弹性膜量得该 点的应力。5、6安全注意事项5、6、1贮存长期存放时，将仪器从包箱内取出，以便空气流通。贮存必须防尘，空气流通，低湿 度。5、6、2运输长途运输应将仪器装入有泡沫塑料的运输包装箱内。5、7数据处理(1)每次观测后现场计算轴力分布情况，出现异常情况，重新测量排除操作失误后分析原因，立即报告相关部门(2) 每次测回数据交数据处理员输入计算机，绘制如图7、2所示轴力分布曲线图5-2锚杆轴力分布示意图(3) 分析围岩松动圈范围，优化锚杆长度；(4) 绘制轴力发展曲线，预测轴力最终值，校核锚杆承载能力，承载力不足时,提出处

47、 理意见，报相关部门。5、8测量不确定度 5、& 1应力测试不确定报告5、& 2数学模型为：E k(F Fo) (b a(T To) B式中：表示被测结构物的应力，单位为MPa;k表示应变计测量应变的最小读数，单位为10 6/F;F表示应变计的实时测量值，单位为F;F。表示应变计的基准值，单位为F;b表示应变计的温度修正系数，单位为10 6/°C ; a表示被测结构物的线膨胀系数,单位为10 6/C ;T表示温度的实时测量值，单位为C ;T。表示温度的基准值,单位为C ;B表示应变计的计算修正系数。5、& 3最佳测量结果5、8 4灵敏系数与方差计算应力测量主要

48、由频率模数 F与温度T这2个变量决定，故灵敏系数可分别对该2个变量求导得出。灵敏系数：kE ； EbFT方差：u；( ) ()2u2(F) ()2u2(T)FT5、8 5标准不确定度的计算VWS型振弦式应变计的频率模数误差为f = 0、5(F);温度测量误差为t = 0、5CC)频率模数的标准不确定度u(F)与温度的标准不确定度u(T)由仪器设备的不准确引入，0.50.5u(F)= K忑飞u(T)= 7菩工测定值满足均匀分布K = 3)5、8 6合成不确定度计算uc(),(卩凡2仃)(丁九2仃)(Eb)2(.§)2= Ek2 b25、8 7扩展不确定度计算U = K X uc()=2

49、X uc()=务2E.3b25、9原始记录表格见锚杆(锚索)内力测试记录表。6. 钢格栅内力量测6.1开展项目本方法适用于隧道内钢格栅内力量测。6、2依据文件公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);(2) 公路隧道设计规范(JTG D70-2004)。6、3主要仪器设备主标准设备标准名称型号规格测量范围允许误差备注钢筋应力计/16020250F0、1FGK读数仪VW-1014004500Hz0、1Hz/-30+70 C0、1C6、4操作规程振弦读数仪操作规程同应力量测部分。6、5试验/检测工作程序(1) 将钢格栅中要测内应力的部位截取一段钢筋，将钢筋应力计用电焊焊接在被截断 钢筋的两头；对钢筋应力计的导线进行编号，并记录对应编号对应的钢筋计的位置；(3) 用频率读数仪接上钢筋计的