1、任务分配任务分配教学内容教学内容情境教材情境教材时间安排时间安排教师引导教师引导教师向学生简单介绍隧道超前地质预报方法、技术；监控量测方法、技术；布置教学任务并进行引导、检查和评价。施工录象1、15PPT课件840分钟学生学习学生学习1、超前地质预报的目的？TSP超前地质预报可预测和分辨的地质现象有哪些？2隧道施工量测的目的是什么？3、隧道施工技术规范规定的主要量测项目有哪些？4、隧道施工技术规范规定的主要量测项目的量测方法如何？5、隧道施工量测项目的选择原则？6、测试断面、测线、测点、测孔的布设？量测期间及量测频率的确定？7、量测数据分析方法及反馈内容？小组讨论案例六：沪蓉西高速公路谭家坝隧
2、道TSP预报50分钟+8、完成书面基本练习；研读实训案例十。一、水准仪测拱顶下沉或地表下沉一、水准仪测拱顶下沉或地表下沉 隧道开挖后，隧道开挖后，围岩位移围岩位移是围岩动态的最显著表现，最能是围岩动态的最显著表现，最能反映出围岩反映出围岩(或围岩加支护或围岩加支护)的稳定性。的稳定性。由已知高程的临时或永久水准点，使用较高精度的水准由已知高程的临时或永久水准点，使用较高精度的水准仪，就可观测出隧道拱顶或隧道上方地表各点的下沉量及其仪，就可观测出隧道拱顶或隧道上方地表各点的下沉量及其随时间的变化情况。隧道底鼓也可用此法观测。随时间的变化情况。隧道底鼓也可用此法观测。通常这个值通常这个值是绝对位移
3、值。是绝对位移值。水准仪水准仪测拱顶下沉测拱顶下沉二、收敛计测坑道周边相对位移二、收敛计测坑道周边相对位移1 1、量测原理、量测原理 为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可以量测绝为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可以量测绝对位移值外，对位移值外，坑道周边其它各点，一般均用收敛计量测其中两点之间的坑道周边其它各点，一般均用收敛计量测其中两点之间的相对位移值，来反映围岩位移动态。相对位移值，来反映围岩位移动态。2 2、收敛计、收敛计1 1）收敛计一般由带孔钢尺，测微百分表，张力调节器，测点）收敛计一般由带孔钢尺，测微百分表，张力调节器，测点 连接器组成；连接器组成；2 2）测点连接器有
4、）测点连接器有单向连接销式及球形铰接式单向连接销式及球形铰接式两种。两种。3 3）测点是将带销孔或圆球测头的长度为）测点是将带销孔或圆球测头的长度为20cm20cm30cm30cm的钢筋锚的钢筋锚 固于岩壁内，锚固方式同早强水泥砂浆锚杆。测头的位移固于岩壁内，锚固方式同早强水泥砂浆锚杆。测头的位移 即可代表岩壁表面该测点的位移；即可代表岩壁表面该测点的位移；4 4）张力调节器）张力调节器有重锤式、弹簧式，应力环式。有重锤式、弹簧式，应力环式。收敛仪收敛仪测水平相对测水平相对位移位移图图8-1 QJ-818-1 QJ-81型球铰连接弹簧式收敛计型球铰连接弹簧式收敛计3 3、测试方法及注意事项、测
5、试方法及注意事项1 1）开挖后尽快埋设测点，并测取初读数，要求）开挖后尽快埋设测点，并测取初读数，要求12h12h内完成内完成;2 2）测点应尽可能靠近开挖面，要求在）测点应尽可能靠近开挖面，要求在2m2m以内以内;3 3）读数应在重锤稳定或张力调节器的指针稳定指示规定的张）读数应在重锤稳定或张力调节器的指针稳定指示规定的张力值时读取力值时读取;4 4）当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差）当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差;5 5）测试频率应视围岩条件、工程结构条件及施工情况而定）测试频率应视围岩条件、工程结构条件及施工情况而定;6 6）整个量测过程中，应作好详细记录，并随时检查有无错
6、误。）整个量测过程中，应作好详细记录，并随时检查有无错误。记录内容包括：记录内容包括：断面位置、测点断面位置、测点(测线测线)编号、初始读数、各次编号、初始读数、各次测试读数、当时温度、以及开挖面距量测断面的距离等。测试读数、当时温度、以及开挖面距量测断面的距离等。4 4、数据整理、数据整理 1 1）坑道周边相对位移计算式为：）坑道周边相对位移计算式为：式中：式中：R R0 0初始观测值；初始观测值；R Ri i第第i i次观测值；次观测值；u ui i第第i i次量测时，该两测点之间的相对位移值。次量测时，该两测点之间的相对位移值。0RRuii2 2）测尺为普通钢尺时，要消除温度影响尤其当洞
7、径大）测尺为普通钢尺时，要消除温度影响尤其当洞径大(测线长测线长)，及温度变化大时，应进行温度改正。其计算式为：及温度变化大时，应进行温度改正。其计算式为：式中式中 ：钢尺的线膨胀系数（一般取钢尺的线膨胀系数（一般取 )；L L量测基线长；量测基线长；t t0 0、t ti i分别为初始量测时温度和第分别为初始量测时温度和第i i次量测时温度。次量测时温度。tiiiitiuRRuttLu00)(/102.153 3）量测过程应及时计算出各测线的相对位移值，相对位移速率，）量测过程应及时计算出各测线的相对位移值，相对位移速率，及其与时间和开挖断面距离之间的关系。及其与时间和开挖断面距离之间的关系
8、。图图8-2 8-2 位移位移u-u-时间时间t t关系曲线关系曲线 图图8-3 8-3 位移位移u-u-开挖面距离开挖面距离l l关系曲线关系曲线 图图8-4 8-4 位移速度位移速度v-v-时间时间t t关系曲线关系曲线三、位移计测围岩内部位移三、位移计测围岩内部位移1 1、量测原理、量测原理 围岩内部各点的位移围岩内部各点的位移反映了围岩内部的松弛程度，而且更能反映了围岩内部的松弛程度，而且更能反映围岩松弛范围的大小，这也是判断围岩稳定性的一个重要参反映围岩松弛范围的大小，这也是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。考指标。在实际量测工作中，先是向围岩钻孔，然后用位移计量测钻在实际量测工作中
9、，先是向围岩钻孔，然后用位移计量测钻孔内孔内(围岩内部围岩内部)各点相对于孔口各点相对于孔口(岩壁岩壁)一点的相对位移。一点的相对位移。2 2、位移计、位移计1 1）位移计有两种类型，一类是机械式，另一类是电测式。）位移计有两种类型，一类是机械式，另一类是电测式。2 2）定位装置是将位移传递装置固定于钻孔中的某一点，则其位）定位装置是将位移传递装置固定于钻孔中的某一点，则其位移代表围岩内部该点位移。移代表围岩内部该点位移。3 3）位移传递装置是将锚固点的位移以某种方式传递至孔口外，）位移传递装置是将锚固点的位移以某种方式传递至孔口外，以便测取读数。传递的方式有机械式和电测式两类。以便测取读数。
10、传递的方式有机械式和电测式两类。4 4）孔口固定装置。一般测试的是孔内各点相对于孔口一点的相）孔口固定装置。一般测试的是孔内各点相对于孔口一点的相对位移，故须在孔口设固定点或基准面。对位移，故须在孔口设固定点或基准面。3、测试方法及注意事项、测试方法及注意事项图图8-5 8-5 机械式位移计机械式位移计图图8-6 8-6 电阻式多点位移计电阻式多点位移计4 4、数据整理、数据整理1 1）孔内测点）孔内测点(L(L1 1，L L2 2，)位移位移(u)-(u)-时间时间(t)(t)关系曲线；关系曲线；2 2）不同时间）不同时间(t(t1 1，t t2 2，)位移位移(u)-(u)-深度深度(L(
11、L1 1，L L2 2，)关系曲线。关系曲线。四、钢筋计测锚杆内应力及四、钢筋计测锚杆内应力及 拉拔器测锚杆抗拔力拉拔器测锚杆抗拔力1 1、量测原理、量测原理 系统锚杆的主要作用是限制围岩的松弛变形。系统锚杆的主要作用是限制围岩的松弛变形。这个限制作这个限制作用的强弱，一方面受围岩地质条件的影响，另一方面锚杆的工用的强弱，一方面受围岩地质条件的影响，另一方面锚杆的工作状态的影响。作状态的影响。锚杆的工作状态好坏主要以其受力后的锚杆的工作状态好坏主要以其受力后的应力应力应变应变来反映。来反映。实际量测工作中，是采用与设计锚杆强度相等，且刚度基实际量测工作中，是采用与设计锚杆强度相等，且刚度基本相
12、等的各式钢筋计来观测锚杆的应力一应变。本相等的各式钢筋计来观测锚杆的应力一应变。2 2、钢筋计、钢筋计1 1）钢筋计多采用电测式，其传感器有）钢筋计多采用电测式，其传感器有电磁感应式、差动电阻电磁感应式、差动电阻式、电阻片式式、电阻片式几种。几种。2 2）根据测式要求，可将几只传感器连接或粘贴于锚杆不同的）根据测式要求，可将几只传感器连接或粘贴于锚杆不同的区段，可以观测出不同区段的应力区段，可以观测出不同区段的应力-应变。应变。3 3）读数仪可自动率定接收到的电信号，并显示应力一应变值。）读数仪可自动率定接收到的电信号，并显示应力一应变值。图图8-7 8-7 钢筋计钢筋计3 3、测试方法及注意
13、事项、测试方法及注意事项1 1）电感式和差动式钢筋计，需用接长钢筋将其对接于测试部）电感式和差动式钢筋计，需用接长钢筋将其对接于测试部位位(区段区段)，制成测试锚杆，并测取空载读数。，制成测试锚杆，并测取空载读数。2 2）电阻式钢筋计是取设计锚杆，在测试部位两面对称车切、）电阻式钢筋计是取设计锚杆，在测试部位两面对称车切、磨平后，粘贴电阻片，作好防潮处理，制成测试锚杆，并磨平后，粘贴电阻片，作好防潮处理，制成测试锚杆，并测取空载读数。测取空载读数。3 3）测试锚杆安装及钻孔均按设计要求进行，但应注意安装过）测试锚杆安装及钻孔均按设计要求进行，但应注意安装过程中不得损坏电阻片、防潮层及引出导线等。程中不得损坏电阻片、防潮层及引出导线等。4 4）测试频率及抽样的比例、部位应按表）测试频率及抽样的比例、部位应按表8-28-2执行。执行。5 5）作好各项记录，并及时整理。）作好各项记录，并及时整理。请观看施工录像请观看施工录像 完成基本练习完成基本练习 完成实训任务完成实训任务
