《隧道施工技術(shù)》教材配套PPT課件,隧道施工技術(shù),隧道,施工,技術(shù),教材,配套,PPT,課件 隧道施工技術(shù)模塊模塊7 7 監(jiān)監(jiān) 控控 量量 測(cè)測(cè)7.3周邊位移7.1 監(jiān)控量測(cè)概述7.2洞內(nèi)外觀察7.4拱頂下沉量測(cè)7.5地表下沉量測(cè)7.6隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 自從新奧法技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，隧道工程與地下工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)已有較大的發(fā)展。新奧法的特點(diǎn)是借助現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)對(duì)隧道圍巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)隧道的開(kāi)挖作業(yè)，并使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)一步優(yōu)化。量測(cè)是對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)監(jiān)控的重要手段，是新奧法的重要組成部分。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 監(jiān)控設(shè)計(jì)的原理是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)獲得圍巖力學(xué)動(dòng)態(tài)和支護(hù)工作狀態(tài)的有關(guān)數(shù)據(jù)（信息），再通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)（信息）的數(shù)理統(tǒng)計(jì)和力學(xué)分析，來(lái)判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性及工作狀態(tài)，從而選擇和修正支護(hù)參數(shù)及指導(dǎo)施工。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 監(jiān)控設(shè)計(jì)通常包括兩個(gè)階段：初始設(shè)計(jì)階段和修正設(shè)計(jì)階段。初始設(shè)計(jì)一般應(yīng)用工程類比法與數(shù)理初步分析法進(jìn)行；修正設(shè)計(jì)則是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析和理論解析，做出更為接近工程實(shí)際的判斷，以此來(lái)修正支護(hù)參數(shù)和指導(dǎo)施工。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 量測(cè)是監(jiān)視設(shè)計(jì)、施工是否正確的眼睛，是監(jiān)視圍巖是否安全穩(wěn)定的手段，它始終伴隨著施工的全過(guò)程，是新奧法構(gòu)筑隧道非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，通過(guò)工程類比法和量測(cè)手段獲得有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以得到滿意的效果。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 近年來(lái)我國(guó)公路隧道的設(shè)計(jì)越來(lái)越多地采用復(fù)合式襯砌形式。復(fù)合式襯砌一般由噴錨支護(hù)和模筑混凝土襯砌兩部分組成。為了掌握施工中圍巖穩(wěn)定程度與支護(hù)受力、變形的力學(xué)動(dòng)態(tài)或信息，保證設(shè)計(jì)、施工的安全和經(jīng)濟(jì)，必須將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目列入施工組織計(jì)劃，并在施工中認(rèn)真實(shí)施。隧道監(jiān)控量測(cè)的一般規(guī)定隧道監(jiān)控量測(cè)的一般規(guī)定1.7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述隧道監(jiān)控量測(cè)的目的隧道監(jiān)控量測(cè)的目的2.（4）工程運(yùn)營(yíng)期間的監(jiān)控手段。（3）校核工程理論計(jì)算結(jié)果，完善工程類比方法。（2）指導(dǎo)施工，預(yù)報(bào)險(xiǎn)情。（1）為監(jiān)控設(shè)計(jì)提供依據(jù)。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述隧道監(jiān)控量測(cè)的任務(wù)隧道監(jiān)控量測(cè)的任務(wù)3.積累資料。（1）（2）（3）（4）指導(dǎo)施工。修正設(shè)計(jì)。確保安全。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 定性的動(dòng)態(tài)反映，也是修正設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，必須對(duì)反饋的信息做全面分析，最后才能確認(rèn)或修改設(shè)計(jì)參數(shù)。簡(jiǎn)而言之，量測(cè)是監(jiān)控的手段，監(jiān)控是量測(cè)的目的。監(jiān)控過(guò)程可分為現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)、數(shù)據(jù)處理和信息反饋。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述隧道監(jiān)控量測(cè)的要求隧道監(jiān)控量測(cè)的要求4.（1）快速埋設(shè)測(cè)點(diǎn)。（2）每一次量測(cè)數(shù)據(jù)所需時(shí)間盡可能短。（3）測(cè)試元件應(yīng)具有良好的防震、防沖擊波能力。（4）測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確可靠。（5）測(cè)試元件在埋設(shè)后應(yīng)能長(zhǎng)期有效地工作。（6）測(cè)試元件應(yīng)有足夠的精度。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目與方法隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目與方法5.監(jiān)控量測(cè)是新奧法三大核心內(nèi)容之一，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（TG F602009）規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)纱箢?。必測(cè)項(xiàng)目有4項(xiàng)，分別是洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉和地表下沉；選測(cè)項(xiàng)目有11項(xiàng)，分別是剛架內(nèi)力及外力，圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)），圍巖體內(nèi)位移（地表設(shè)點(diǎn)），圍巖壓力，兩層支護(hù)間壓力，錨桿軸力，支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力，圍巖彈性波速度，爆破震動(dòng)，滲水壓力、水流量和地表下沉。各測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)盡可能布置在同一橫斷面上，以便于對(duì)各測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 選測(cè)項(xiàng)目是對(duì)一些有特殊意義和具有代表性意義的區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試，要求更深入地掌握圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)與錨噴支護(hù)的效果，具有指導(dǎo)未開(kāi)挖區(qū)的設(shè)計(jì)與施工的作用。由于不同地質(zhì)、工程性質(zhì)等具體條件和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)要取得的數(shù)據(jù)類型不同，選擇的測(cè)試項(xiàng)目也不同。由于條件的不同和要取得的信息不同，在不同的隧道工程中往往采用不同的測(cè)試項(xiàng)目。但對(duì)于一個(gè)具體的隧道工程來(lái)說(shuō)，對(duì)上述列舉的項(xiàng)目不會(huì)全部應(yīng)用，只是有目的地選用其中的幾項(xiàng)。這類量測(cè)項(xiàng)目測(cè)試較為麻煩，量測(cè)項(xiàng)目較多，花費(fèi)較大，一般只根據(jù)需要選擇其中部分項(xiàng)目。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 我國(guó)公路隧道的設(shè)計(jì)和施工越來(lái)越多地采用新奧法。為了掌握施工中圍巖的穩(wěn)定程度與支護(hù)受力、變形的力學(xué)動(dòng)態(tài)或信息，以判斷設(shè)計(jì)、施工的安全性與經(jīng)濟(jì)性，隧道開(kāi)挖后應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況立即布點(diǎn)并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和意見(jiàn)建議提交給設(shè)計(jì)、施工等單位，從而達(dá)到反饋設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工的目的。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 一般情況下，復(fù)合式襯砌和錨噴襯砌隧道開(kāi)工前，應(yīng)制定施工全過(guò)程的監(jiān)控量測(cè)方案。監(jiān)控量測(cè)工作應(yīng)結(jié)合開(kāi)挖、支護(hù)作業(yè)的進(jìn)程，按要求布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整補(bǔ)充，量測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)分析處理和反饋。在復(fù)合式襯砌和噴錨襯砌隧道施工時(shí)必須進(jìn)行必測(cè)項(xiàng)目的量測(cè)。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、隧道橫斷面形狀和斷面大小、埋深、圍巖條件、周邊環(huán)境條件、支護(hù)類型和參數(shù)、施工方法等綜合選擇選測(cè)項(xiàng)目。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述量測(cè)斷面的確定和測(cè)點(diǎn)的布設(shè)量測(cè)斷面的確定和測(cè)點(diǎn)的布設(shè)6.1 1）量測(cè)斷面的確定）量測(cè)斷面的確定 進(jìn)行測(cè)試的斷面有兩種：一種是單一的測(cè)試斷面，另一種是綜合的測(cè)試斷面。把單項(xiàng)量測(cè)內(nèi)容布設(shè)在一個(gè)測(cè)試斷面，了解圍巖和支護(hù)在這個(gè)斷面上各部位的變化情況，這種測(cè)試斷面即單一的測(cè)試斷面；把幾項(xiàng)量測(cè)內(nèi)容有機(jī)地組合布設(shè)在一個(gè)測(cè)試斷面里，使各項(xiàng)量測(cè)內(nèi)容、量測(cè)結(jié)果、量測(cè)手段互相校驗(yàn)，對(duì)該斷面的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行綜合分析和判斷，這種測(cè)試斷面稱為綜合的測(cè)試斷面。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 隧道工程現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的測(cè)試斷面一般均沿隧道縱向間距布設(shè)，必測(cè)項(xiàng)目的量測(cè)間距一般為550 m，但對(duì)于洞口段、淺埋地段，以及特別軟的地層段，應(yīng)小于20 m。凡是地質(zhì)條件差或?yàn)橹匾こ痰?，?yīng)從密布點(diǎn)。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述2 2）測(cè)點(diǎn)的布設(shè)）測(cè)點(diǎn)的布設(shè) 在測(cè)試斷面上測(cè)點(diǎn)主要是依據(jù)斷面形狀、圍巖級(jí)別、開(kāi)挖方式和支護(hù)類型等因素進(jìn)行布置，在量測(cè)中，可根據(jù)具體情況決定布設(shè)數(shù)量，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（1）凈空位移量測(cè)（收斂量測(cè)）的測(cè)線數(shù)可參考圖7-1及表7-5。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述圖圖7-17-1凈空變形量測(cè)的測(cè)線數(shù)凈空變形量測(cè)的測(cè)線數(shù)7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述表表7-57-5凈空位移量測(cè)的測(cè)線數(shù)凈空位移量測(cè)的測(cè)線數(shù)7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 （2）圍巖體內(nèi)位移測(cè)孔的布置。圍巖體內(nèi)位移測(cè)孔布置，除應(yīng)考慮地質(zhì)、隧道斷面形狀、開(kāi)挖等因素外，一般應(yīng)與凈空位移測(cè)線相應(yīng)布設(shè)，以便使兩項(xiàng)測(cè)試結(jié)果能夠相互印證，協(xié)同分析與應(yīng)用。（3）軸力量測(cè)錨桿的布置。軸力量測(cè)錨桿在斷面上的布置位置要依據(jù)具體工程中支護(hù)錨桿的安設(shè)位置、方式而定，一般可參照圍巖內(nèi)位移測(cè)孔布置。（4）支護(hù)、襯砌應(yīng)力量測(cè)布置。噴層（襯砌）應(yīng)力量測(cè)，除應(yīng)與錨桿受力量測(cè)孔相對(duì)應(yīng)布設(shè)外，還要在有代表性的部位設(shè)測(cè)點(diǎn)，如拱頂、拱腰、拱腳、墻腰、墻腳等部位，并應(yīng)考慮與錨桿應(yīng)力量測(cè)對(duì)應(yīng)布置。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 （5）地表、地中沉降測(cè)點(diǎn)布置。地表、地中沉降測(cè)點(diǎn)原則上應(yīng)布置在隧道中心線上，并在與隧道軸線正交平面的一定范圍內(nèi)布設(shè)必要數(shù)量的測(cè)點(diǎn)，并在有可能下沉的范圍外設(shè)置不會(huì)下沉的固定測(cè)點(diǎn)作為參照。（6）圍巖彈性波測(cè)孔布置。圍巖彈性波測(cè)孔宜布置在有代表性的部位。（7）監(jiān)控量測(cè)頻率。監(jiān)控量測(cè)頻率間隔時(shí)間可分為4個(gè)階段。7.1 7.1 監(jiān)控量測(cè)概述監(jiān)控量測(cè)概述 應(yīng)根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，及時(shí)提出調(diào)整和優(yōu)化施工方案與工藝;圍巖變形和速率較大時(shí)應(yīng)及時(shí)采取安全措施，并建議變更設(shè)計(jì)。圍巖穩(wěn)定性、二次支護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)所測(cè)得的位移量或回歸分析所得的最終位移量、位移速度及其變化趨勢(shì)、隧道埋深、開(kāi)挖斷面大小、圍巖等級(jí)、支護(hù)所受壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等進(jìn)行綜合分析判定。7.2 7.2 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察 在隧道工程設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)勘探工作很難提供非常準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。因此，特別需要在施工過(guò)程中對(duì)開(kāi)挖工作面附近圍巖的性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行觀察，了解其變化，以便及時(shí)采取加強(qiáng)或減弱設(shè)計(jì)的支護(hù)措施，在確保施工安全的同時(shí)，盡量減少工程投資。此外，沒(méi)有監(jiān)控量測(cè)的邊仰坡、圍巖及支護(hù)的變形狀況仍需用肉眼觀察，以便在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)進(jìn)行處置，確保工程安全。7.2 7.2 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察觀察目的觀察目的1.預(yù)測(cè)開(kāi)挖面前方的地質(zhì)條件；為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)；根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠程度。7.2 7.2 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察觀察內(nèi)容觀察內(nèi)容2.洞內(nèi)外觀察的內(nèi)容有洞內(nèi)掌子面觀察、開(kāi)挖后已施工區(qū)間觀察和洞外觀察。每次隧道開(kāi)挖工作面爆破后應(yīng)立即觀察，按要求及時(shí)記錄整理。7.2 7.2 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察（1）掌子面觀察。（2）開(kāi)挖后已施工區(qū)間觀察。（3）洞外觀察。7.2 7.2 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察實(shí)踐操作實(shí)踐操作3.（4）在下列情況下，應(yīng)觀察圍巖的破壞形態(tài)并分析，及時(shí)處理或上報(bào)。（3）洞外記錄。（2）開(kāi)挖后已施工區(qū)間記錄。（1）掌子面記錄。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移 周邊位移概述7.3.1周邊位移的概念和量測(cè)目的周邊位移的概念和量測(cè)目的1.周邊位移是指隧道開(kāi)挖后隧道周邊量測(cè)點(diǎn)處圍巖的位移。通常量測(cè)某空間點(diǎn)的絕對(duì)位移值較為困難且精度較差，因此，常通過(guò)專用鋼尺測(cè)量隧道內(nèi)壁面兩點(diǎn)連線方向的位移，來(lái)了解這兩點(diǎn)的位移情況。兩點(diǎn)間的位移稱為收斂，此項(xiàng)量測(cè)也稱為收斂量測(cè)。在開(kāi)挖后的洞壁上應(yīng)及時(shí)安設(shè)測(cè)點(diǎn)，用收斂計(jì)量測(cè)兩測(cè)點(diǎn)間的距離，兩次測(cè)定的距離之差為該地段的收斂值（周邊位移值）。根據(jù)洞壁收斂值或位移速率，可判斷圍巖與支護(hù)是否穩(wěn)定。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移周邊位移量測(cè)的實(shí)踐操作周邊位移量測(cè)的實(shí)踐操作2.（1）收斂計(jì)量測(cè)周邊位移。（2）圍巖周邊位移量測(cè)要點(diǎn)。1 1）量測(cè)方法）量測(cè)方法7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移2 2）量測(cè)儀器）量測(cè)儀器目前，我國(guó)公路隧道施工中常用的收斂計(jì)為機(jī)械式的收斂計(jì)。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移3 3）原始記錄和量測(cè)資料整理）原始記錄和量測(cè)資料整理 原始記錄和量測(cè)資料包括原始記錄表及實(shí)際測(cè)點(diǎn)布置圖，位移隨時(shí)間及開(kāi)挖面距離的變化圖，位移速度、位移加速度隨時(shí)間及開(kāi)挖面距離的變化圖。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移4 4）數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)處理根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制時(shí)態(tài)曲線（或散點(diǎn)圖）和空間關(guān)系曲線。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移5 5）收斂量測(cè)結(jié)果的應(yīng)用）收斂量測(cè)結(jié)果的應(yīng)用 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（TG F602009）中第1033條規(guī)定：圍巖穩(wěn)定性、二次支護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)所測(cè)得位移量或回歸分析所得最終位移量、位移速度及其變化趨勢(shì)、隧道埋深、開(kāi)挖面大小、圍巖等級(jí)、支護(hù)所受壓力、應(yīng)力、應(yīng)變等進(jìn)行綜合分析判定。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移 周邊位移量測(cè)7.3.2任務(wù)分析任務(wù)分析1.隧道開(kāi)挖后，圍巖向坑道方向的位移是圍巖動(dòng)態(tài)的最顯著表現(xiàn)，最能反映出圍巖（或圍巖加支護(hù)）的穩(wěn)定性。它不僅反映了圍巖內(nèi)部的松弛程度，而且更能反映圍巖松弛范圍的大小，也是判斷圍巖穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。因此對(duì)坑道周邊位移的量測(cè)是最直接、最直觀、最有意義、最經(jīng)濟(jì)和最常用的量測(cè)項(xiàng)目。為量測(cè)方便起見(jiàn)，除對(duì)拱頂、地表下沉及底鼓可以量測(cè)絕對(duì)位移值外，坑道周邊其他各點(diǎn)一般均用收斂計(jì)量測(cè)其中兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移值，以反映圍巖位移動(dòng)態(tài)。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移收斂計(jì)收斂計(jì)2.收斂計(jì)一般由帶孔鋼尺、測(cè)微百分表、張力調(diào)節(jié)器、測(cè)點(diǎn)連接器組成。（1）測(cè)點(diǎn)連接器有單向連接銷式及球形鉸接式兩種，其中銷式連接的測(cè)頭預(yù)埋安裝有方向的要求。（2）張力調(diào)節(jié)器分為重錘式（如SW-8型、美國(guó)SINCO-518115型）、彈簧式（如SL-80型、Q-81型）、應(yīng)力環(huán)式（如GSL型、WRM-4型）。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移測(cè)試方法及注意事項(xiàng)測(cè)試方法及注意事項(xiàng)3.（1）開(kāi)挖后應(yīng)盡快埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，并測(cè)取初讀數(shù)，要求在12 h內(nèi)完成。（2）測(cè)點(diǎn)（測(cè)試斷面）應(yīng)盡可能靠近開(kāi)挖面，要求在2 m以內(nèi)。（3）讀數(shù)應(yīng)在重錘穩(wěn)定或張力調(diào)節(jié)器指針?lè)€(wěn)定指示規(guī)定的張力值時(shí)讀取。（4）當(dāng)相對(duì)位移值較大時(shí)，要注意消除換孔誤差。（5）測(cè)試頻率應(yīng)視圍巖條件、工程結(jié)構(gòu)條件及施工情況而定，一般應(yīng)按表7-1的要求而定。（6）在整個(gè)量測(cè)過(guò)程中，應(yīng)做好詳細(xì)記錄，并隨時(shí)檢查有無(wú)錯(cuò)誤。7.3 7.3 周周 邊邊 位位 移移量測(cè)數(shù)據(jù)整理量測(cè)數(shù)據(jù)整理4.（1）坑道周邊相對(duì)位移計(jì)算式為 ui=RiR0 （7-1）式中，ui為第i次量測(cè)時(shí)，該兩測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位移值（cm）；Ri為第i次觀測(cè)值（cm）；R0 為初始觀測(cè)值（cm）。（2）當(dāng)測(cè)尺為普通鋼尺時(shí)，要消除溫度影響，尤其當(dāng)洞徑大（測(cè)線長(zhǎng)）、溫度變化大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行溫度改正。（3）在量測(cè)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)計(jì)算出各測(cè)線的相對(duì)位移值、相對(duì)位移速率，及其與時(shí)間和開(kāi)挖斷面距離之間的關(guān)系，并列表或繪圖進(jìn)行直觀表示。7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉的特點(diǎn)拱頂下沉的特點(diǎn)1.隧道拱頂內(nèi)壁點(diǎn)垂直方向的絕對(duì)位移值稱為拱頂下沉值。單位時(shí)間內(nèi)拱頂下沉值稱為拱頂下沉速度。在開(kāi)挖后的拱頂壁面上及時(shí)安設(shè)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)已知的高程水準(zhǔn)點(diǎn)（通常借用隧道高程控制點(diǎn)），用懸吊鋼尺和水準(zhǔn)儀測(cè)量讀出測(cè)點(diǎn)高程，兩次測(cè)定的高程之差即拱頂下沉值，根據(jù)拱頂下沉值和下沉速率，可判斷圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)效果。也可用收斂計(jì)測(cè)出拱頂相對(duì)于隧道某點(diǎn)（邊墻或隧底）的位移。7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉測(cè)試原理拱頂下沉測(cè)試原理2.由已知高程的臨時(shí)或永久水準(zhǔn)點(diǎn)（通常借用隧道高程控制點(diǎn)），使用較高精度的水準(zhǔn)儀，就可觀測(cè)出隧道拱頂或隧道上方地表各點(diǎn)的下沉量及其隨時(shí)間的變化情況。隧道底鼓也可用此法觀測(cè)。通常這個(gè)值是絕對(duì)位移值。另外也可以用收斂計(jì)量測(cè)拱頂相對(duì)于隧道底的相對(duì)位移。隧道的拱頂是坑道周邊上的一個(gè)特殊點(diǎn)，是撓度最大的一個(gè)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的代表性。淺埋隧道洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y(cè)應(yīng)在隧道尚未開(kāi)挖前就開(kāi)始進(jìn)行，借以獲得開(kāi)挖過(guò)程中的全部位移曲線。7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作3.對(duì)于淺埋隧道，可由地面鉆孔，使用撓度計(jì)或其他儀表測(cè)定拱頂相對(duì)地面不動(dòng)點(diǎn)的位移值。對(duì)于深埋隧道，可用拱頂變位計(jì)，將鋼尺或收斂計(jì)掛在頂點(diǎn)作為標(biāo)尺，后視點(diǎn)可設(shè)在穩(wěn)定襯砌上，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。1 1）量測(cè)方法）量測(cè)方法7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作2 2）量測(cè)要求）量測(cè)要求 （1）拱頂下沉量測(cè)斷面間距、量測(cè)頻率、初讀數(shù)的測(cè)取等同收斂量測(cè)。（2）每個(gè)斷面布置13個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)設(shè)在拱頂中心或其附近。（3）量測(cè)精度為0.1 mm。（4）量測(cè)時(shí)間應(yīng)延續(xù)到拱頂下沉穩(wěn)定后。7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作3 3）量測(cè)儀器）量測(cè)儀器拱頂下沉量測(cè)主要用隧道拱部變位觀測(cè)計(jì)。7.4 7.4 拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作4 4）原始記錄和量測(cè)資料積累）原始記錄和量測(cè)資料積累 量測(cè)的原始記錄與收斂量測(cè)相同，用下沉量、下沉速度與時(shí)間關(guān)系圖來(lái)表示。7.5 7.5 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)量測(cè)目的量測(cè)目的1.淺埋隧道和隧道的洞口段通常位于軟弱、破碎、自穩(wěn)時(shí)間較短的圍巖中，如施工方法不妥，極易發(fā)生冒頂塌方或地表有害沉降，當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)會(huì)危及其安全。特別是對(duì)城市隧道，地表下沉量測(cè)具有特殊意義。7.5 7.5 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作2.1 1）量測(cè)方法）量測(cè)方法一般用精密水準(zhǔn)儀量測(cè)，量測(cè)精度為0.5 mm。7.5 7.5 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作2 2）量測(cè)斷面及測(cè)點(diǎn)的布置）量測(cè)斷面及測(cè)點(diǎn)的布置 量測(cè)斷面沿縱向（隧道中線方向）布置，其間距為：當(dāng)埋深h2b時(shí)，取2050 m;當(dāng)埋深bh2b時(shí)，取1020 m;當(dāng)埋深hb時(shí)，取510 m（b為隧道寬度）。每處隧道至少有兩個(gè)斷面。7.5 7.5 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作3 3）量測(cè)頻率）量測(cè)頻率 地表下沉量測(cè)應(yīng)從開(kāi)挖工作面前方 h+（隧道埋置深度+隧道高度）處開(kāi)始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時(shí)為止。7.5 7.5 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)實(shí)踐操作實(shí)踐操作4 4）原始記錄和量測(cè)資料積累）原始記錄和量測(cè)資料積累分別作出縱向下沉-時(shí)間曲線和橫向下沉-時(shí)間曲線，以作為原始記錄和量測(cè)資料。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 量測(cè)數(shù)據(jù)反饋于設(shè)計(jì)、施工是監(jiān)控設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，但目前尚未形成完整的設(shè)計(jì)體系。當(dāng)前采用的量測(cè)數(shù)據(jù)反饋設(shè)計(jì)的方法主要是定性的，即依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論上的推理來(lái)建立一些準(zhǔn)則。根據(jù)量測(cè)的數(shù)據(jù)和這些準(zhǔn)則即可修正設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)與調(diào)整施工措施。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 量測(cè)數(shù)據(jù)處理施作時(shí)間的確定7.6.1 現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)處理即及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制時(shí)態(tài)曲線（或散點(diǎn)圖）和空間關(guān)系曲線。所謂時(shí)態(tài)曲線即被測(cè)量項(xiàng)目隨時(shí)間的變化規(guī)律曲線。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 （1）根據(jù)記錄繪制位移與時(shí)間的關(guān)系曲線。（2）繪制位移與開(kāi)挖面距離關(guān)系曲線。（3）繪制位移速度（v）與時(shí)間關(guān)系曲線。凈空位移量測(cè)凈空位移量測(cè)1.7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作圍巖體內(nèi)位移測(cè)定圍巖體內(nèi)位移測(cè)定2.（1）繪制孔內(nèi)各測(cè)點(diǎn)（l1、l2、）位移與時(shí)間關(guān)系曲線。（2）繪制不同時(shí)間（t1、t2、）位移與深度（測(cè)點(diǎn)位置L）的關(guān)系曲線。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 （1）繪制不同時(shí)間（t1、t2、）應(yīng)變（）與深度的關(guān)系曲線。（2）繪制圍巖體內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)（1、2、）的應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系曲線。圍巖徑向應(yīng)變測(cè)試圍巖徑向應(yīng)變測(cè)試3.7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作錨桿軸向力測(cè)試錨桿軸向力測(cè)試4.（1）繪制不同時(shí)間（t1、t2、）錨桿軸力與深度的關(guān)系曲線。（2）繪制各測(cè)點(diǎn)（1、2、）軸力與時(shí)間的關(guān)系曲線。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 繪制應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系曲線。噴層應(yīng)力與圍巖壓力密切相關(guān)，噴層應(yīng)力反映噴層的安全度，可據(jù)此調(diào)整噴錨支護(hù)參數(shù)，特別是噴層的厚度。噴層應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試噴層應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試5.7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作聲波測(cè)試聲波測(cè)試6.（1）由于量測(cè)的偶然誤差所造成的離散性，繪制的散點(diǎn)圖總是上下波動(dòng)和不規(guī)則的，因此必須進(jìn)行數(shù)據(jù)處理才能獲得合理的典型曲線，并以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述。（2）位移與時(shí)間的正常曲線和反常曲線如圖7-11所示。（3）根據(jù)量測(cè)獲得的位移與時(shí)間曲線，即能看出各時(shí)刻的總位移量、位移速度及位移加速度趨勢(shì)等。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用圖圖7-117-11位移與時(shí)間的正常曲線和反常曲線位移與時(shí)間的正常曲線和反常曲線7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作 量測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用7.6.2實(shí)踐操作實(shí)踐操作地質(zhì)預(yù)報(bào)地質(zhì)預(yù)報(bào)1.地質(zhì)預(yù)報(bào)就是根據(jù)地質(zhì)素描來(lái)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)開(kāi)挖面前方圍巖的地質(zhì)狀況，以便考慮選擇適當(dāng)?shù)氖┕し桨刚{(diào)整各項(xiàng)施工措施。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作周邊位移分析與反饋周邊位移分析與反饋2.如前所述，周邊位移是圍巖動(dòng)態(tài)的最顯著表現(xiàn)，所以隧道工程現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)主要以圍巖周邊位移作為圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)判斷的指標(biāo)。一般而言，坑道開(kāi)挖后，若圍巖位移量小，持續(xù)時(shí)間短，其穩(wěn)定性就好；若圍巖位移量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其穩(wěn)定性就差。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用 用圍巖的位移來(lái)判斷其穩(wěn)定狀態(tài)，關(guān)鍵是要確定一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)（或稱為收斂標(biāo)準(zhǔn)），即判斷圍巖穩(wěn)定與否的界限。它包括位移量（絕對(duì)或相對(duì)）、位移速率、位移加速度三個(gè)方面。1 1）判斷標(biāo)準(zhǔn)）判斷標(biāo)準(zhǔn)7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用2 2）二次襯砌（內(nèi)層襯砌）的施作時(shí)間）二次襯砌（內(nèi)層襯砌）的施作時(shí)間 按新奧法施工原則，當(dāng)圍巖或圍巖加初期支護(hù)基本達(dá)到穩(wěn)定后，就可以施作二次襯砌。應(yīng)當(dāng)特別指出的是，在流變性和膨脹性強(qiáng)烈的地層中，單靠初期支護(hù)不能使圍巖位移收斂時(shí)，就宜在位移收斂之前，施作模筑混凝土二次襯砌，以有效地約束圍巖位移。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作圍巖內(nèi)位移及松動(dòng)區(qū)分析與反饋圍巖內(nèi)位移及松動(dòng)區(qū)分析與反饋3.與凈空位移同理，如果實(shí)測(cè)圍巖的松動(dòng)區(qū)超過(guò)了允許的最大松動(dòng)區(qū)（該允許松動(dòng)區(qū)半徑與允許位移量相對(duì)應(yīng)），則表明圍巖已出現(xiàn)松動(dòng)破壞，此時(shí)必須加強(qiáng)支護(hù)或調(diào)整施工措施以控制松動(dòng)范圍。例如，加強(qiáng)錨桿（加長(zhǎng)、加密或加粗錨桿）等，一般要求錨桿長(zhǎng)度大于松動(dòng)區(qū)范圍。如果實(shí)測(cè)結(jié)果與以上情形相反，甚至錨桿后段的拉應(yīng)力很小或出現(xiàn)壓應(yīng)力時(shí)，則可適當(dāng)縮短錨桿長(zhǎng)度或縮小錨桿直徑或減小錨桿數(shù)量等。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作地表下沉分析與反饋地表下沉分析與反饋4.對(duì)于淺埋隧道，可能由于隧道的開(kāi)挖而引起上覆巖體的下沉，致使地面建筑遭到破壞和地面環(huán)境改變。因此，地表下沉的量測(cè)監(jiān)控對(duì)于地面有建筑物的淺埋隧道和城市地下通道尤為重要。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作錨桿軸力分析與反饋錨桿軸力分析與反饋5.根據(jù)量測(cè)錨桿測(cè)得的應(yīng)變，即能算出錨桿的軸力，計(jì)算公式為 （7-4）式中，N 為錨桿軸力（N）；為錨桿直徑（mm）；E為錨桿的彈性模量（MPa）；1、2分別為測(cè)試部位對(duì)稱的一組應(yīng)變片量得的兩個(gè)應(yīng)變值。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作圍巖壓力分析與反饋圍巖壓力分析與反饋6.由圍巖壓力分布曲線可知圍巖壓力的大小及分布狀況。圍巖壓力的大小與圍巖位移量及支護(hù)剛度密切相關(guān)。圍巖壓力大，即作用于初期支護(hù)的壓力大。這可能有三種情況：一是圍巖壓力大但變形量小，這表明支護(hù)時(shí)機(jī)，尤其是支護(hù)的封底時(shí)間可能過(guò)早或支護(hù)剛度太大，可做適當(dāng)調(diào)整，讓圍巖釋放較多的應(yīng)力；二是圍巖壓力大且變形量也很大，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，限制圍巖變形，控制圍巖壓力的增長(zhǎng)；三是測(cè)得的圍巖壓力很小但變形量很大，此時(shí)應(yīng)考慮圍巖可能會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作噴層應(yīng)力分析與反饋噴層應(yīng)力分析與反饋7.噴層應(yīng)力是指切向應(yīng)力，這是因?yàn)閲妼拥膹较驊?yīng)力總是不大的，可以忽略不計(jì)。噴層應(yīng)力與圍巖壓力及位移有密切關(guān)系。噴層應(yīng)力大的原因有兩個(gè)：一是圍巖壓力和位移大，二是支護(hù)不足。7.6 7.6 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用實(shí)踐操作實(shí)踐操作聲波速度分析與反饋聲波速度分析與反饋8.圍巖聲波速度量測(cè)得的波速與深度的關(guān)系曲線即可反映圍巖動(dòng)態(tài)變化和物理力學(xué)特征，還可以確定圍巖松動(dòng)區(qū)的范圍。進(jìn)行量測(cè)數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)將聲波速度量測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果與圍巖內(nèi)位移量測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果相互對(duì)照、相互驗(yàn)證、綜合分析，判斷圍巖的松弛情況，并反饋與修正支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)和指導(dǎo)調(diào)整施工措施。Thank you