《道路工程试验与检测（智媒体版）》课件 任务5.2 课件-围岩周边位移量测和拱顶下沉量测

任务5.2：拱顶下沉监控量测内容4监控量测的目的123仪表及精度测点的布置测量方法5测量结果6结论与工程建议

3.1监控量测的目的拱顶是隧道周边上的一个特殊点、挠度最大，其位移情况具有的一个特殊点。了解断面变化情况，判断拱顶的稳定性，防止塌方。

3.2监控量测的仪表及其精度图1精密水准仪图2钢卷尺

3.3测点的布置1、测点的选择图1拱顶下沉断面测点布置示意图图2拱顶下沉测桩2、测量端面的布置与围岩周边位移量测布置在同一断面上。

3.4测量方法（1）将水准仪安放在标准高程点和拱顶测点之间;1、测量操作图3拱顶下沉测试方法示意图（2）水准尺底端抵在标准高程点上，并将水准尺调整到水平位置，然后通过水准仪后视水准尺记下读数为;（3）前视普通钢卷尺记下读数位。若标准高程点的高程为H0，则本次测试拱顶测点的高程为H0+H1+H2，两次不同测试的拱顶高程差即为两次间隔时间内的拱顶下沉。

3.4测点的布置2、测量频率表1隧道现场监控量测项目及量测方法表项目名称方法及工具布置量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月3个月以后拱顶下沉水平仪、钢挂尺每10～50m一个断面每断面3对测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月

3.5测量结果例：乔庄隧道代表性断面ZK42+665的拱顶下沉和净空收敛曲线及位移速度曲线见图3、图4。图3位移与时间关系曲线图4位移速度与时间关系曲线量测间隔时间(d)累计间隔时间(d)当日拱顶下沉量(mm)累计拱顶下沉量(mm)当日拱顶下沉速率(mm/d)累计拱顶下沉速率(mm/d)拱顶下沉即时速率(mm/d)00000000.990.991.961.961.981.985.2276767681.062.051.463.421.371.672.5245853661.083.132.575.992.381.911.6534824280.984.110.36.290.311.531.2592214111.035.141.637.921.571.541.006887160.976.110.448.360.461.370.8470376432.028.131.179.530.581.170.6365805661.9810.111.0710.60.541.050.511909001

3.6结论及工程建议覆盖层厚度围岩级别＜50m50～300m＞300mⅢ0.1～0.30.2～0.50.4～1.2Ⅳ0.15～0.50.4～1.20.8～2.0Ⅴ0.2～0.80.6～1.61.0～3.0注：①相对位移值是指实测位移值与两侧点距离之比，或拱顶下沉与隧道宽度比；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初步选定允许值范围；④本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。施作二次衬砌的时间：拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d

任务5.2围岩内部位移监控量测内容4监控量测的目的123仪表及精度测点的布置测量方法5测量结果6结论与工程建议

8.1监控量测的目的围岩内部各点的位移是围岩动态表现，它能反映围岩内部的松弛程度和范围的大小，是判断围岩稳定性的一个重要指标。结构VWM型振弦式多点位移计主要由位移传感器及护管、不锈钢测杆及PVC护管、安装基座、护管连接座、锚头、护罩、信号传输电缆等组成。

8.4测量方法工作原理当被测结构物发生位移变形时将会通过多点位移计的锚头带动测杆，测杆再拉动位移计的拉杆产生位移变形。位移计拉杆的位移变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的变形量。

8.3测点的布置沿隧道围岩周边分别在拱顶、拱腰和边墙共打5个深孔，孔深3.7m～5m、孔径Ф50mm，采用4点杆式多点位移计量测，一个断面共20个测点。量测断面尽可能靠近掌子面，及时安装，测取读数。图3围岩内部位移和锚杆轴力量测断面布置图1、位移传感器和基座

多点位移计出厂时传感器以及护管和护管连接座均已安装就位在基座上，观测电缆也已接好，安装埋设时只需连接测杆、护管、锚头等附件即可使用。

8.4测量方法多点位移计基座部分出厂装配示意图乙

位移传感器与安装基座的组装示意图2、测杆、护管、锚头等附件

安装前应首先核对设计测量点数及各点深度，根据各测点的测量深度配备不锈钢测杆(￠6)和PVC护管(￠16)的长度。

测杆分为：0.5米、1米、1.5米三种长度，一般以1.5米的测杆为主，0.5米和1米的测杆用于调配测杆总长度。护管为1.5米标准长度，客户安装时可自由裁成需要的长度。2、测杆、护管、锚头等

多点位移计组装时首先分别将各点第一节测杆和传感器拉杆连接，当各点第二节测杆与第一节测杆连接完成后，穿入各点第一节护管，护管的一头插入护管连接座，另一头与下一节护管连接，其后套入分配盘。依次连接各点的测杆和护管到各自规定的长度为止(测杆比护管长一点)。测杆和测杆连接用测杆接头连接旋紧，护管和护管连接用护管接头带PVC胶连接牢固。

当各点测杆和护管接长到规定的长度后，分别安装护管密封头和锚头。护管密封头穿过测杆，外圆处涂PVC胶插入护管尾部固定。锚头直接旋在测杆尾部即可使用。测杆和测杆护管与传感器的连接示意图测杆及锚头和护管及密封头的组装3、分配盘和自锁扎带

分配盘固定在距安装基座0.5米左右处，其作用是在孔口将测杆和护管分配在规定的位置上，以便于传感器和安装基座的就位以及测杆的灵活移动。

自锁扎带的作用是使组装好的护管和测杆能集中，接长后不扭曲或交错在一起。同时也有利于多点位移计在入孔就位时测杆不会散开，减少与孔壁间的摩擦便于安装就位。安装时应每隔约2米左右距离，将测杆护管(包括排气管)等排列整齐，用自锁扎带捆扎在一起。定位盘、自锁扎带的使用4、观测电缆

多点位移计在出厂时已配备了一定长度的观测电缆，电缆长度通常根据客户的要求配备。观测电缆与传感器电缆的连接采用接线端子连接的方法，出厂时已连接好。在工地现场如需检查线路或更换传感器只要打开护罩即可操作。

多点位移计安装完成后，请用读数仪读取各支传感器的读数，调整传感器的初始值(也就是确定传感器的拉压范围)，确认无安装错误或没有需要调整的部件后再封口灌浆。观测电缆的连接示意图多点位移计标准配置(4点)的接线表：测点号端子号10芯电缆芯线传感器电缆芯线1#1红色长线1#传感器红色线2红色短线1#传感器黑色线2#3黑色长线2#传感器红色线4黑色短线2#传感器黑色线3#5蓝色长线3#传感器红色线6蓝色短线3#传感器黑色线4#7黄色长线4#传感器红色线8黄色短线4#传感器黑色线温度9白色线4#传感器白色线10绿色线4#传感器绿色线屏蔽11屏蔽线4个测点屏蔽线并接测点数测杆埋设孔径传感器护管埋设孔径传感器护管埋设孔径深度2点￠90￠110≥3803点￠90￠110≥3804点￠90￠110≥3805点￠110￠125≥3806点￠110￠140≥3808点￠125￠150≥3805、多点位移计安装适用孔径

多点位移计测量点数的多少诀定了埋设所需钻孔孔径的大小，多点位移计基座地面安装埋设适用孔径和深度表如下。多点位移计基座地下安装埋设请自定孔径和深度。

多点位移计基座地面安装埋设适用孔径表：8.4.2多点位移计的埋设多点位移计的埋设分为正向埋设和反向埋设(见图甲)。多点位移计出厂时传感器固定在基座上是以正向埋设方式装配的，此时传感器露出基座上边的部分(X)处在最高位，传感器拉杆量程(Y)处于最大量程位置(见图乙)。多点变位计的安装埋设示意图甲反向安装

正向安装8.4.3通气管和灌浆管多点位移计正向埋设(向下)：排气管从多点位移计安装基座旁边引出，排气管伸进孔内1-2米即可。灌浆管也是在多点位移计安装基座的旁边伸进钻孔内，一般直通到孔底，深度达到测杆锚头的下部。多点位移计反向埋设(向上)：排气管应与测杆一起安装，其长度应比最长的测杆锚头长出20cm以上，以保证注浆时空气能完全排出。灌浆管在多点位移计安装基座旁边伸进孔内，其深度伸进孔内1～2米即可。排气管采用小口径无接头能承受一定压力的长塑料硬管为宜。8.4.4灌浆多点位移计安装就位后应尽快灌浆，以防孔中有破碎岩石掉块或泥沙固结从而影响灌浆的顺利进行。灌浆过程中排气管内会不断有空气排出，当排气管中开始回浆时表明灌浆已满。此时，可拆除灌浆设备，堵住灌浆管和排气管。由于多点位移计安装有正向埋设和反向埋设之分，因此灌浆也分为孔口灌浆和孔底灌浆两种方式。

8.4测量方法项目名称方法及工具布置量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月3个月以后选测项目围岩内位移（洞内设点）多点位移计每30～100m一个断面每断面2～11对测点1～2次/天1次/2天1～