隧道施工讲义第七章监控量测

第七章监控量测本章学习的内容：掌握隧道监控量测的目的和任务，掌握隧道的量测量测，了解隧道选测项目，掌握隧道隧道内外状态观察、周边收敛量测、地表下沉和拱顶下沉量测实施的步骤，掌握隧道量测数据的处理，掌握判断围岩稳定性的方法。重难点：重点：隧道内外状态观察、周边收敛量测、地表下沉和拱顶下沉量测实施的步骤和隧道量测数据的处理。难点：数据的分析处理。1监控量测计划的编制2隧道监控量测的项目和方法3超前地质预报目录7.1监控量测计划和编制监控量测概念。在隧道的施工过程中，使用各种仪器设备和量测元件，对地表沉降、围岩与支护结构的变形、应力、应变进行量测，据此来判断隧道开挖对地表环境的影响范围和程度、围岩的稳定性和支护的工作状态。（1）确保施工安全及结构的长期稳定性；（2）验证支护结构效果；（3）确定二次衬砌施作时间；（4）监控工程对周围环境的影响；（5）积累量测数据，为信息化设计和施工提供依据。一、监控量测编制依据

监控量测目的（1）监控量测项目；（2）人员组织；（3）元器件及设备；（4）监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准；（5）数据记录格式；（6）数据处理及预测方法；（7）信息反馈及对策等。二、隧道现场量测计划制定1、隧道监控、量测计划根据隧道的工程地质，水文地质、地形条件、支护类型和参数、施工方法及其他有关条件进行制定。2、隧道现场量测计划的主要内容3、监控量测作业流程二、隧道现场量测计划制定7.2隧道监控量测的项目和方法必测项目选测项目洞内状态观察拱顶下沉量测周边位移量测工程地质与水文地质情况观察工作面附近初期支护作用效果观察围岩压力量测围岩内部位移量测锚杆轴力量测衬砌应力量测岩体弹性波速测定量测项目地表沉降量测一、量测项目（1）观察内容掌子面地质水文条件、岩性、结构面产状、有无断层，是否偏压、围岩类别，掌子面自稳情况，地下水的影响情况等，并做好记录。对初期支护效果观察包括：锚杆的锚固效果、喷层的光洁度、喷层有无裂缝，裂缝的部位、长度、宽度、深度，喷层是否把钢支撑全部覆盖。二、隧道监控量测方法1、洞内外状态观察（2）目测观察中围岩的破坏形态分析危险性不大的破坏；危险性较大的破坏塌方征兆的破坏二、隧道监控量测方法1、洞内外状态观察（3）利用目测结果修改设计、指导施工开挖后利用目测到的地质情况与开挖前勘察结果有很大不同时，则应根据目测的情况重新修改设计方案；当发现开挖面自稳时间小于1h的情况时，采用预留核心土法；可以采用超前支护开挖后没有支护前，发现顶板剥落现象时，开挖后尽快施作喷混凝土层，缩短掘进作业时间；对开挖工作面前方拱顶用锚杆进行预支护后再开挖；增加钢拱架加强支护；缩短一次掘进长度。发现有喷混凝土与岩面粘结不好的悬空现象时，开挖后及时喷射混凝土；在喷射混凝土层中加设钢筋网；增长锚杆或增加数量。二、隧道监控量测方法1、洞内外状态观察（4）量测仪器罗盘仪二、隧道监控量测方法（5）填写地质素描卡二、隧道监控量测方法隧道围岩周边各点趋向隧道中心的变形称为收敛。所谓周边收敛量测主要是隧道内壁面两点连线方向的距离的变形量的量测。收敛值为两次量测的距离之差。二、隧道监控量测方法2、净空变化量测（1）周边收敛量测含义（2）量测仪器——收敛计①监测断面布置二、隧道监控量测方法2、净空变化量测（3）测点布置（2）

测线布置二、隧道监控量测方法测点距开挖工作面小于1～2米；第一次量测时间：上次爆破后24小时内，下次爆破前。二、隧道监控量测方法（3）测点埋设时间与方法观

测

编

号量测时间观测值温

度尺

孔

读

数123平均值

日期时间℃mmmmmmmmmm12015/10/318277.2518.0518.0718.047.2518.05234注：为提高量测精度，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时，应重新测试。二、隧道监控量测方法（4）记录读数量测断面距开挖面距离（m）量测频率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d

1）按距开挖面距离(注：b为隧道开挖宽度)

2）按位移速度二、隧道监控量测方法（5）量测频率二、隧夜道监控疾量测方认法不要络焊接短在钢材拱架危上收敛计腔安装二、被隧道没监控糕量测川方法二、隧冰道监控钞量测方遭法(1)基线桌两点密间收善敛值S公式S=(D0+L0)-(Dn+Ln)(2凉)温度万修正Ln'=Ln-a差(Tn-T0)Ln式中:a---钢带尺缘瑞线膨胀啊系数，址取a=12迷×10-6℃钢尺踪蝶温度悄修正末后收乔敛值S’S'=(D0+L0)-(Dn+Ln')基线缩淹短，S或S’为正值掉，反之丧为负。如第n次测量池与首次量吃测的环掉境温度相毛差较大蚂时，要进陆行温傲度修死正二、凤隧道柱监控煤量测附方法（6）收钩敛值绸计算埋深渣较浅当、固环结程狡度低禁的地折层，享水平废成层洋的场绑合，洲这项堤量测呢比收岗敛量驰测更听为重撕要。（1）量测蚊目的量测数牙据是确弃认围岩填的稳定莫性，判执断支护迁效果，婚指导施凳工工序炕，预防扰拱顶崩懂塌，保捧证施工历质量和晨安全的藏最基本糠的资料闭。（2）量测沟仪器精密冷水准何仪、内钢挂狂尺或炸全站笑仪二、叫隧道苏监控固量测旨方法3、拱顶养下沉量菠测钢挂友尺桑全站务仪水准意仪拱顶慎下沉地表沉两降隧底隆过起二、隧摩道监控云量测方松法二、辉隧道鬼监控楚量测相方法（3）量弊测示样意图必测项渠目量测谁断面间瓣距和每揉断面测繁点数量围岩级别断面间距（m）每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅴ～Ⅵ5～101～2条基线1～3点Ⅳ10～301条基线1点Ⅲ30～501条基线1点拱顶穿下沉康量测迟与周趋边收幅敛量机测共谋用一缘瑞个断序面二、隧轿道监控茧量测方速法（4）量谷测测平点布仰置水准仪貌观测二、隧毛道监控坐量测方耕法（5）量亩测方吨法二、隧调道监控撑量测方孕法（5）量测系方法浅埋煎隧道素通常违位于迈软弱六、破绣碎、茶自稳钥时间故极短救的围门岩中筑，施淘工方很法不蓬妥极流易发饰生冒米顶塌剥方或南地表盖有害径下沉割，当最地表悔有建握筑物奴会危腊及安亦全。（1）地新表下活沉量战测含劲义二、隧瓣道监控列量测方泳法4、地表慰下沉全站潮仪水准份仪钢挂焰尺二、隧怖道监控编量测方旱法（2）量槐测仪罗器二、音隧道揪监控堡量测现方法（3）地键表下购沉量铺测测梢点观测次数观测日期实测高程（m）下沉量（mm）累计下沉量（mm）

二、隧赴道监控肺量测方徒法（4）地表办下沉记枣录表格地表下唯沉采用塘闭合测辜量法，著这样有鹅利益我猾们检查旗是否有事误，当滤闭合差鹊超过3m醉m时，罗我们剖必须慕重新到测。在地形构较陡、潮视线不兄通时我吩们有时皆候一站英不能测矿完，此估时我们猛可以设聚置转点搞。当地聚表下腔沉到2~4损CM时我伟们要货加强梦观测洋，必派要是役给业多主出容预警滋报告边。数据处亏理（仪抬高法计华算）见饱下表。二、碌隧道弯监控赴量测樱方法（5）地表灾下沉量遮测数据隶计算二、隧讯道监控现量测方句法量测断面距开挖面距离（m）量测频率（0～1）B2次/d（1～2）B1次/d（2～5）B1次/2～3d＞5B

1次/7d注：B—隧道开挖宽度位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d二、早隧道两监控旅量测资方法（6）量往测频基率二、隧巾道监控假量测方墨法5、选拔测项船目（1）混凝搏土内担力是了燥解混盘凝土尊层的五变形眼特性招以及斩混凝叠土的债应力票状态赠；掌杆握喷粥层所老受应匆力的相大小义，判发断喷巡寿射混胃凝土赖层的回稳定虏状况屑；判工断支魂护结绒构长贿期使躁用的给可靠扑性以著及安赠全程走度；咸检验修二次帮衬砌楼设计篇的合红理性骡；积性累资否料。仪器：混凝土浸应变计撇。（2）围岩压梦力指围岩勒与支护钞或喷层伍与二次床衬砌混蛮凝土间叹的接触键压力的婚测试。错仪器：压力的盒。（3）围岩内卸部位移为了探至明支护赤系统上购承受的生荷载，朴研究支护与围拣岩相雀互作滴用之疏间的蓬关系享，不填仅需吓要量添测支锋护空乏间产锄生的企相对盐位移，而且芹还需麻要对倒围岩冲深部摘岩体押位移油进行扬监测。仪器：多点位励移计。三、深量测枕数据辩的处芹理和盆应用1、处理鹊的目的（1）将同扬一量愿测断达面的欠各种垮量测部数据姜进行弊分析牧对比淡、相序互印稠证，到以确乓认量故测结艺果的运可靠胖性；（2）探求域围岩麻变形辽或支纹护系眯统的弦受力缝随时退间变鲜化规泰律、导空间滋分布走规律想，判鼠断围侨岩和右支护袋系统族稳定暗的状香态。三、娇量测狭数据舟的处臂理和晚应用2、量耻测数遭据处抛理的绑内容绘制速位移虏、应泳力、美应变插随时父间变忆化的宝曲线听；绘制位傻移速率宫、应力奇速率、框应变速热率随时律间变化石的曲线仓；绘制位追移、应吐力、应蜡变随开挖面推既进变榜化的廉曲线肤；绘制位色移、应轧力、应鸣变随围屿岩深度蚊变化的馋曲线；绘制接蜓触压力逗、支护弓结构应兰力在隧颈道横断差面上分话布图。图1时态回姑归曲线侦示意图三、量事测数据废的处理鱼和应用三、量弃测数据妄的处理种和应用3、量华测数深据应动用（1）通看过位约移速丧度管坟理II归I级块：净空岗变化伤速度赴小于否0.芬2m呈m/踩d，暗拱顶哨下沉造速度照小于国15于mm歉/d螺，围存岩基往本达济到稳心定。恒可正剩常施划工。II级重：净空变踏化速度击在0.树2mm与/d～摆5.0捷mm/兆d之间追，应加鸦强监控陷量测频技率。加葱强支护蝴措施。I级仆：净空变傍速度持圆续大于樱5.0毫mm/霉d时，拦围岩处劝于急剧启变形状四态，应子加强监闲控量测浅频率。唇应加强镇支护措草施。三、落量测狼数据再的处狂理和馅应用3、量测会数据应润用（2）通过堂位移速速度变化啄率来管战理II屿I级：当围岩窗位移速感速度不丽断下降驻时（du2撇/d2蜂t＜0），围鹅岩趋于倘稳定状币态II级：当围缓岩位环移速或度保迫持不景变时庭（du2郑/d2昆t＝0），围返岩不稳足定，应罩加强支止护I级：当围旱岩位巴移速罗度不批断上慈升时协（du2叉/d2僵t＞0），围线岩进入虹危险状智态，必弦须立即侨停止掘眠进，加牧强支护错。三、量饮测数据喉的处理驰和应用3、量测服数据应技用（3）监控悲量测结扮束时间只有下挥列条件肿同时满飘足时，诊方可结毁束某一木断面的真监控量寨测：1）测稀点距夺开挖震面距冈离大叔于5B；2）当净赞空变化睡速度小他于0.2愿mm/齿d、拱顶缺下沉速咳度小于0.户15娇mm斗/d且持续普时间不拜少于15天；3）位船移累台计值掠达到界预计遍最大甚位移垮量（扣可通范过回训归分浓析预子测）豪的90扛%以上拿；7.脊3超前地张质预报（视频忌）一、唐地质欧调查暑法1、概宏念根据隧然道已有梦勘察资矛料、地色表补充冰地质调薯查资料炼、洞内造地质调捧查资料灯，通过方地层层屯序对比粗、地层汁分界线盾及构造方线地下励和地表皆相关性乳分析、粪断层要顾素和隧漠道几何兰参数的顷相关性乘分析、灿临近隧瘦道内不威良地质谊体的前裹兆分析津等，利犬用地质杂理论、勉地质作侄图和趋洪势分析吩等工具销，推测诊开挖面同前方可弓能揭示可的地质弦情况。2、优点不占用管开挖工蓝作面时房诚间，不势干扰施回工，设军备简单芦、操作录方便、牲提交资灶料及时贝，可随垃时掌握忙开挖面堪的地层朴、岩性零、地质京构造、蛙地下水沫等地质粮条件的显变化。二、唱超前蚊钻探震法1、概念在掌垄子面弓布设订探孔稀，采承用水觉平钻僚机进肆行超丙前钻黄探，结根据奥钻机唤在钻栋进过化程中建的推街力、填扭矩辫、钻啄速、皂成孔货难易安及钻魂孔出斜水情搅况来妖确定配前方狮的地虹层和助岩性钟，同居时进轮行涌蜜水量渔、水带压测央试及感水质构分析沸，判痕定掌级子面彼前方旺地层遮含水陪情况撤及性薪质的扎一种伍方法垦。2、特点方法简揭单、直昼观；探花测距离夹可长可绘短（5～80构m）。但英施作困验难，费雄时较多淡，费用足较大。三、物乖探法1、隧道抖地震波雨法通过小篇药量爆姥破所产荡生的地芬震波信鞋号沿隧迷道方向曾以球面肉波的形饿式传播探，在不详同岩层秆中地震发波以不弓同的速驶度传播弓，在其荷界面处拢被反射鲜，并被劣高精度拘的接收先器接收弃，通过遗计算机颂软件分棒析前方绍围岩性戚质、节扩理裂隙备分布、妙软弱岩书层及含纲水状况怎等、最佣终显示岂屏上显叉示各种励围岩构哨造界面信与隧道销轴线相鞋交所呈索现的角海度及距平掌子面盏的距离忘、并可酿初步测或定岩石仍的弹性布