2023学年完整公开课版监控量测

监控量测

主要依据量测结果进行修正、正确判断围岩的稳定状态、控制施工顺序及支护的承载能力。量测的目的监视施工状态（锚固效果、松弛范围）控制变形并采取措施修正设计，正确而经济的施工。量测的目的：(监控）监控量测与反馈流程图一、量测内容长度：1.5～30m；间距：50～100m、地质变化显著10～20m；精度：0.1mm（一）坑道周边位移量测——收敛计

用以判断围岩稳定性，决定锚杆根数，断面封闭、衬砌施工时间等参数。1.重锤型收敛计

2.弹簧张力型收敛计（二）松弛范围量测——位移计

长度：4～12m（最大200m）；

固定点：1～8个（φ36～86mm）

量测各个固定测点与隧道壁面之间的位移，则可大致判断松弛量及其范围，并用以决定锚杆的适当长度。多点机械式位移计

位移计构造是由定位装置、位移传递装置、孔口固定装置、百分表或读数仪等部分组成。

其材质和断面与直径26mm的锚杆一样。安装4个测点于一预计位置，一般长度在6m以内。（三）锚杆轴力量测——量测锚杆量出各点之间的长度变化，而被其间距想除得出应变值，再乘以钢材弹性系数，即得个测点间的应力值；工作原理量测锚杆了解锚杆轴力及其应力分布，再配合岩体内位移量测结果就可以设计锚杆的长度及根数。（四）接触应力及喷层内应力量测——液体压力盒用以判定喷层及周围岩体内的应力状态，知晓围岩荷载分布状况还可用计算方法校核隧道的稳定性。将压力盒埋设于混凝土内的测试部位及支护一围岩接触面的测试部位，则压力盒所受压力即为该部位(测点)应力。钢弦式压力盒布置图深圳地铁监控量测隧道激光断面测量仪爆破振动监测二现场监控量测设计

(一)现场监控量测的项目

作为了解围岩变化动态的重要手段—施工监测是直接为支护设计和施工决策服务的。

它包括：选择和确定量测手段和项目；测点布置；量测频率；制定实施计划等。施工前量测施工阶段量测(二)现场监控量测项目的选择

我国铁路部门制定的《新奥法设计施工指南》中，根据围岩条件确定量测项目，量测项目选择时可以此为参考。

量测项目围岩种类必测项目选测项目洞内观察净空收敛拱顶下沉锚杆抗拔力地表下沉围岩内位移锚杆轴力钢支撑应力接触压力混凝土应变洞内弹性波硬岩软岩土砂必须实施、可以实施、必要时实施

现场监控量测计划应综合施工、地质、测试、等方面的意见，由设计人员完成。(三)监控量测计划的制定

量测计划应根据隧道地质地形条件、支护类型和参数，施工方法和其它有关条件制定。1.地质和支护状态观察

地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。拱顶下沉、周边位移测试断面间距

拱顶下沉和周边位移一般布设在同一断面，其测试断面间距可按《锚喷支护技术规范》(GBJ86—85)规定，见下表，其中B为洞室跨度。2.测试断面、测线、测点、测孔的布设单一测试断面

测试断面有两种:综合测试断面条件洞口附近埋深小于2B施工进展200m前施工进展200m后断面间距（m）101020（土砂围岩减小到10）30，且围岩变化一次至少设一断面测点布设断面周边位移量测隧道断面量测地表下沉测试断面间距地表下沉量测与埋深关系很大，其测试断面间距可参照下表执行。其它量测项目一般都可布置在综合测试断面上，常称为代表性测试断面，其断面间距和数量视具体需要而定。在一般围岩条件下，200m～500m设一个断面。埋深h与洞室跨度B关系2B＜hB＜h＜2Bh＜B断面间距（m）20～5010～205～10周边位移测线数周边位移测线布置3．周边位移的测线布置

围岩内部相对位移的测孔，一般与周边位移测线相应布置，以便使两项测试结果能够互相验证，协同分析和应用。围岩内部位移测孔布置5．量测轴力的锚杆布置

4．围岩内位移的测孔布置量测锚杆中的变形，求出锚杆轴力。广州地铁公园前站锚索应力量测内昆线青山隧道衬砌无损检测6．衬砌应力喷层应力量测点布置

衬砌应力量测是为了研究一次衬砌或二次衬砌内的应力分布以及外荷载情况，作为分析和评定安全性的依据。

浅埋隧道开挖时必然引起地面沉陷，量测的目的是了解地面下沉范围、量值；地面及地中下沉随工作面推进的规律；地面及地中下沉稳定的时间。7．地表、地中沉降的测点布置隧道埋深测点间距（m）h＞2D20～50D＜h＜2D10～20h＜D5～10地表下沉测点纵向间距

地表、地中沉降测点，主要应布置在洞室中轴线上方的地表或地中(钻孔中)，在主点的横向上也应布置必要数量的测点。另外，在沉降区以外还应设置测点作为参照。地表下沉量测范围及地中沉降测点布置8．声波测孔布置洞内弹性波速度测定，主要是在隧道洞内侧壁发射地震波，而后记录该地震波，说明传播(屈折波)的状况，并推断围岩的性质。与净空位移、地中位移的测定结果一起可以评价松弛区的范围。声波测试孔布置

收敛量测和拱顶下沉量测的测试频率主要根据位移速度和离开挖面距离而定，可参阅下表，若两者不一致时，原则上采用频率高的。量测频率（五）原始记录及量测资料整理(四)测试频率位移速度开挖断面距离测试频率＞100mm/d（0～1）D1～2次/d10～5mm/d（1～2）D1次/d5～1mm/d（2～5）D1次/2d＜1mm/d＞5D1次/周

每次收敛量测后，均应对量测断面内每条测线分别回归分析，求出各自回归精度最高的收敛—时间回归方程和收敛—距开挖面距离回归方程。以推算最终位移和掌握位移变化规律。

（六）数据处理

地下结构的稳定性判断有二个方面，初期支护后的稳定性判断，据此确定二次支护施工时间。洞周总收敛量，在规定允许值之内，且不大于预留变形量，据此判断结构不会侵入限界。（七）用收敛量测结果判断隧道的稳定性

《铁路隧道新奥法指南》中规定了设计允许相对位移值。隧道周边任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的最终位移值均应小于表所列数值。围岩级别

覆盖厚度（m）＜5050－100＞300Ⅲ0.10～0.300.20～0.500.40～1.20Ⅳ0.15～0.500.40～1.200.80～2.00Ⅴ0.2～0.800.60～1.601.00～3.00隧道周边允许相对位移值（%）注：①相对位移值系指实测值与可测点距离之比，或拱顶位移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。

③Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ级围岩可按工程类比原理选定允许值范围。三、量测数据的反馈

(一)施工管理(二)信息反馈修正设计

信息反馈的目的，就是进行施工管理和调整支护设计，以确保施工的安全性和设计的经济性。

量测的动态管理分为“量”和“质”两个方面，凡可以用数字大小表述的量测项目，归结为“量”的管理，如周边位移、拱顶下沉、锚杆轴力等。

信息反馈修正设计的内容：施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；采用辅助施工措施的建议。

一些实列表明：支护体系达到静止的时间间隔是在一定范围内，即大约在6天和5个月之间。四、量测值的评价1.变形速度：2.位移值

量测最终值与计算值相比较，判断结构是否具有足够的安全度。

可以与统计数据想比较，可迅速指出在通常范围内是否具有一般的安全度。3.接触应力

必须量测整个断面的环向应力，而采取平均值。4.砼应力

深埋：0.15～0.25MPa；浅埋：0.4～1.0MPa。监测管理表管理等级管理位移施工状态ⅢU0＜Un/3可正常施工ⅡUn/3≤U0≤Un2/3应注意，并加强监测ⅠU0＞Un2/3应采取加强支护等措施注：Uo—实测位移值；Un—允许位移值，Un的取值，即监测控制标准。

１.拱顶下沉：

20～40mm；平均60mm五、量测控制标准（一）位移值２.水平位移：拱顶下沉10～70％;平均50％主要视埋深而定，H埋1/100覆盖层厚度(m)硬岩(cm)塑性地层(cm)10～501～22～550～5002～610～20＞5006～1220～40拱顶围岩最大允许下沉量

法国工业部制定的地下工程允许位移量见下表，可作为初选变形量时的参考，但更重要的是靠工程积累。一般以每天或一个作业循环约1.0mm为宜。

一天的允许位移量约为开挖面总允许量的1/5～1/4，一周后应该使之下降到1/20以下。（二）位移速度１.位移速度明显减缓２.拱脚水平收敛0.07～0.15mm/d３.拱顶下沉0.1～0.2mm／d

4.已经产生的位移值达到允许变形量的80～90%以上。（三）收敛标准

NATM的基本点是隧道中起主要支护作用的是围岩，因而必须尽最大努力充分发挥围岩原有的强度。

为了能用最小支护阻力达到支护效果，就必须允许并控制围岩变形。