隧道监控量测-PPT课件.ppt

1、l隧道监控量测是在隧道开挖过程中，使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测，及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息，预见事故和险情，作为调整和修改支护设计的依据，并在复合式衬砌中，依据量测结果确定二次衬砌施作时间。l（一）、隧道施工过程中：1、 通过现场全面系统的对隧道开挖引起的锚杆的轴力、钢架荷载状况、初期支护和二次衬砌结构的实际受力状态等进行量测，从而建立起隧道从施工开始阶段至建成后的完整框架体系，以便对隧道设计、施工的各个方面进行全面的评价和优化提供完整、准确的资料和建议。2、通过量测围岩内部位移、锚杆和喷层的应力状态，结合有限元位移反分析以了解不同开挖方

2、法对相邻隧道围岩压力、围岩松动范围和变形的相互影响，为施工单位选择合理施工方案、提供施工效率、保证施工安全依据； 3 、根据现场量测围岩内部位移、锚杆和喷层的应力状态数据，结合隧道专家系统数值模拟软件分析；并与设计结果相互印证，以评价和检验设计方案的合理性；为设计单位优化支护参数提供依据；也为设计单位以后同类隧道设计提供可借鉴的经验。 、根据监控量测结果为施工单位确定合理的二次支护的时间提供依据 （二）、隧道建成运营期间1、 评价隧道在不同运营期内结构可靠度2、 为隧道的早期诊断和处理提供可靠的数据。3、 为营运养护管理提供依据；l施工监控项目分为必测项目（类量测）和选测项目（类量测）。必测项

3、目是用以判断围岩的变化情况和支护结构工作状态的经常性量测。选测项目是用以判断隧道围岩松动状态，喷锚支护效果和积累资料为目的的量测。l地质和支护状况观察l周边位移l拱顶下沉l锚杆或锚索内力及抗拔力l地表下沉l围岩体内位移（洞内设点）l围岩压力及两层支护间压力l钢支撑内力及外力l支护、衬砌内应力、表面应力l 1)岩质种类和分布状态境界面位置的状态。l 2)岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造及产状。l 3)节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等。 4）掌子面地下水的大小，涌水部位、地下水颜色及浑浊程度等5）掌子面的稳定状态：顶板和边墙有无坍塌、

4、掉块现象；喷混凝土是否有崩裂和剥离；钢钢架是否变形扭曲等。6)观察围岩破坏形态分析：a.危险性小，不会发生急剧破坏。如加临时支护之后即可稳定的情况。b.应当引起注意的破坏。如拱顶混凝土喷层因受弯曲压缩的影响而出现的裂隙。c.危险征兆的破坏。如拱顶混凝土喷层出现有对称性局部的崩落、侧墙内移等。lK102+22 中风化花岗岩，节理NE11SW40 l K106+17.5 拱部涌水2.4L/min l净空变化量测和拱顶下沉量测，应该在同一断面上进行。量测断面的的间距与隧道长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关。拱顶下沉量测测测点，一般布置在拱中和两侧拱腰，每断面布置三点，当受通风管或其他障碍时，可适

5、当移动位置，详见下表。（1） 、测点布置 净空位移量测的测线数 特殊地段 地段 开挖方法 一般地段 洞口附近 埋深小于2B 有膨胀压力或偏压地段 选测项目 量测位置 全断面开挖 一条水平测线 三条或六条 三条或六条 短台阶法 二条水平测线 四条或六条 四条或六条 四条或六条 四条或六条 多台阶法 每台阶一条水平测线 每一台阶三条 每一台阶三条 每一台阶三条 每一台阶三条 l全断面法。即全断面开挖法，是指按设计开挖面一次开挖成型。其开挖顺序是全断面开挖，锚喷支护，灌筑砼衬砌l台阶法。台阶法一般是将设计断面分成上半断面和下半断面两次开挖成型。其开挖顺序是上半部开挖拱部锚杆喷射砼支护，拱部衬砌，下半

6、部中央部分开挖，边墙部分开挖，边墙锚杆喷射砼支护及衬砌净空变形量测和拱顶下沉量测的测线布置示意图（净空变形量测和拱顶下沉量测的测线布置示意图（1 1一起拱线；一起拱线；2 2一施工基面）一施工基面）a)1a)1条水平测线条水平测线; ; b)2b)2条水平测线条水平测线; ; c)3c)3条测线；条测线；d)6d)6条测线条测线净空位移、拱顶下沉的测点间距净空位移、拱顶下沉的测点间距 条件 围岩洞口附近埋深小于2B施工进展200m前施工进展200m后硬岩地层（断层破碎带除外）10102030软岩地层（不产生很大塑性地压）10102030软岩（产生很大塑性地压）10102030土砂1010102

7、020（2）、净空变化量测应在每次开挖后尽早进行，而且应在下一循环开挖前完成初读数；（3）、隧道净空变化、拱顶下沉及浅埋隧道地表下沉量测应尽量布置在同一断面；（4）、拱顶下沉量测与净空变化量测的监测频率一般应根据下表中位移速度和距开挖面距离选择较高的一个量测频率确定。拱顶下沉量与净空变化量的监测频率基本保持一致。 拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率（位移速度）拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率（位移速度） 表表4位移速度(mm/d)量测频率52次/d151次/d0.511次/(23)d0.20.51次/3d0.21次/7d 拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率拱顶下沉量测与净空变化量测的量

8、测频率 （位移速度）（位移速度） 拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率（距开挖面距离）（距开挖面距离）测量断面距开挖面距离(m)量测频率1B2次/d(12)B1次/d(25)B1次/(23)d5B1次/7dl量测目的l 了解锚杆受力状态及轴力的大小；l 判断围岩变形的发展趋势和围岩内强度下降区的界限；l 评价锚杆的支护效果和施工质量。l 为优化设计支护参数提供依据。l量测设备l 采用锚杆测力计(电阻应变片式)对锚杆轴力进行量测。l MLJ型锚杆拉力计l测量时应注意：l 零漂：温度恒定、被测件不受力时，应变片的指示应变随时间而变化，一般情况下零漂应小于10；

9、l 力学性能试验：为检验贴片的牢固程度以及机械滞后量，可以对新粘贴应变片的试件反复加卸载35次，得出其机械滞后量。l应对应变片进行防潮检验 l量测锚杆的布置l每个量测断面设置35个量测孔，每个测孔设置36个测点(由量测深度和锚杆长度决定) l钻孔l钻孔的直径为5565mm，深度为d5000mm 13.0m 13.0m 铁 盒20cm 20cm 20cm 铁 盒20cm 20cm 20cm 13.0m 15.6m 14.5m 13.4m 内 外 图 例 ： 埋 入 式 混 凝 土 应 变 传 感 器 22钢 筋 钢 弦 式 土 压 力 传 感 器 锚 杆 测 力 计 杆 按 2.5m计 列 (每

10、 根 锚 杆 3个 测 点 )， 布 置 位 置 如 图 所 示 。 5. 类 围 岩 的 锚 杆 按 3.5m计 列 (每 根 锚 杆 3个 测 点 )， 类 围 岩 锚 4.应 变 计 、 压 力 盒 和 钢 锚 杆 均 按 每 类 围 岩 2个 断 面 计 列 。 3.所 有 引 线 均 通 过 PVC管 引 至 拱 脚 处 的 预 埋 铁 盒 内 。 拱 顶 处 、 拱 脚 处 、 分 别 设 置 。性 断 面 设 置 简 单 钢 筋 托 梁 ， 将 钢 弦 式 应 变 计 对 称 绑 扎 在 上 面 。 其 中。 在 初 衬 完 成 之 后 ， 台 车 筑 模 之 前 ， 在 有 代

11、 表式 混 凝 土 应 变 传 感 器埋 入 2.埋 入 式 混 凝 土 应 变 传 感 器 的 布 置 ： 在 每 个 断 面 上 均 匀 布 置 5 7个， 在 拱 顶 处 、 拱 脚 处 分 别 布 置 。式 土 压 力 传 感 器钢 弦 1.钢 弦 式 土 压 力 传 感 器 的 布 置 ： 在 每 个 断 面 上 成 对 称 式 布 置 5个说 明 ： 类 围 岩 衬 砌 段 测 点 布 置 示 意 图 (图 3)锚 杆 测 力 计钢 弦 式 土 压 力 传 感 器 22钢 筋埋 入 式 混 凝 土 应 变 传 感 器图 例 ：外内铁 盒 20cm 20cm 20cm铁 盒 20cm

12、 20cm 20cml浅埋破碎段隧道地表下沉量测应在开挖测量断面前3040米开始量测，直至最后一个量测断面后3040米结束 l洞身浅埋破碎段隧道地表下沉量测的横向宽度范围D按：D=B+2htan(45o-/2) 确定（式中 h隧道开挖高度；围岩内摩擦角）隧道地表沉陷测点布置图 (图4)埋深h与隧道开挖宽度B测点间距2Bh2050mBh2B1020mhB5l0m注：B为隧道开挖宽度。l确保所有原始量测数据的完整可靠，建立完善的量测管理制度和相应的管理基准进行日常量测作业。所有原始记录表格应反映量测数据的属性、位置、时间、单位及其当时的地质和施工情况。同时所有原始记录表格应有记录者、复核者和小组负

13、责人的签名审核 l对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应在二小时内及时输入公路隧道信息化施工与计算机辅助决策软件进行数据处理，并整理输出为相应图表，如：（1）、收敛位移与时间关系图、收敛速度与时间关系图；（2）、拱顶下沉量与时间关系图、拱顶下速度与时间关系图；（3）、锚杆轴力随深度变化关系图；（4）、围岩与喷层接触压力随数据关系图等等。同时，应在所提供的图表上，明显地标出相应图表的预警线、临界破坏线；以便于直观地判断隧道支护体系地受力状态和变形状态，及时制定有效对策保证施工顺利进行。l对重要施工地段，通过有限元位移反分析判断围岩的变形状态和支护体系的稳定性并预报围岩和支护变形破坏险情、判断施工方法和施工步骤的合理性、提供二次衬砌施作的时机、检验预设计的合理性 l及时将量测分析结果整理成周报、月报，及时反馈给业主、设计、施工单位和监理，以便制定相应的工程措施，修正设计，保证在预定工期内安全、优质、高效地建成本项目隧道工程