隧道施工监控量测.docx

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隧道施工监控量测

隧道施工监控量测

隧道监控量测是现代化隧道喷锚施工的重要组成部分，是新奥法复合式衬砌设计、施工的核心技术之一，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态为支护提供信息依据，还能为隧道工程设计与施工积累资料，为今后的设计和施工提供类比依据，因此必须做好该项工作。

1、量测目的

⑴、掌握围岩在施工中的动态，控制围岩变形。

⑵、了解支护结构的效果，及时采取措施，安全地施工。

⑶、为优化设计提供依据，保证隧道既稳定又经济。

2、量测项目

根据本项目隧道具体条件，施工中进行以下量测项目：

⑴、隧道围岩变形量测

通过洞内变形收敛量测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征，主要包括净空收敛量测、拱项下沉量测和围岩内部位移量测。

⑵、应力-应变量测

采用应变计、应力盒、测力计等监测钢拱架、格栅支撑、锚杆和衬砌受力变形情况，进而检验和评价支护效果。

序号

项目名称

方法及

工具

布置断面数

布置位置

量测频率

1-15天

16天-1月

1-3个月

3个月以后

1

地质及支护

状态观察

岩性、结构面产状及支护裂缝。

观察和描述，地质罗盘。

开挖后及初期支护后进行

开挖后及初期支护后进行

每次爆破后

2

周边位移

拱顶下沉

收敛计、水平仪及水平尺

Ⅱ类每10-15米

Ⅱ类每10-15米

1-2次/天

1次/2天

1次/周

2次/月

3

地表下沉

水平仪及水平尺

洞室中心线上,并与洞轴线正交平面的一定范围内布设必要数量测点

开挖面距量测断面<2B时，1-2次/天

开挖面距量测断面<5B时，1次/2天

开挖面距量测断面>5B时，1次/周

4

围岩压力及两层支护间压力

各种类型压力盒

每种类型衬砌各一组，每组2-4个断面

每个断面15个测点

2次

/天

1次

/2天

2次

/周

3次

/月

5

钢拱架支撑

内力

支柱压力计

洞口段10米深埋段15-20米一个断面

支撑底部

1次/天

1次/2天

2次/周

2次/月

6

锚杆抗拔力

锚杆测力计及拉拔器

每10米一个断面

7

喷射砼应力及二次衬砌砼

应力裂缝

应力计

每10榀钢支撑一对测力计

每10榀钢支撑一对测力计

1-2

次/天

1次/2天

1-2

次/周

1-3

次/月

隧道现场监控量测项目及量测方法

⑶、围岩稳定性和支护效果分析

通过对量测数据的整理与回归分析，找出其内在规律，对围岩稳性和支护效果进行评价，然后采用位移反分析法，反求围岩初始应力场及围岩综合物理学参数，并与实际结果对比、验证。

3、工程地质及支护情况观察

观察内容：

隧道开挖后，开挖面及附近周边的自稳性，地质及岩质情况，校核围岩分类，并绘出地质素描图，初期支护（锚杆、喷射砼、钢支撑）结构状况有无破坏。

开挖工作面的观察，在每次爆破后都要进行，特别是软弱围岩条件下，开挖后立即进行地质调查，若遇特殊不稳定情况时，派专人进行不间断观察。

观察后做好记录，并整理保存。

4、隧道净空收敛量测

净空变化量测和拱顶下沉量测原则上在同一断面上进行。

量测断面的间距与隧道长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关，按表6-13选用。

⑴、净空量测测点布置

净空变化量测基线在横断面上的布置见图6-22所示。

一般地段设2条水平基线，埋深小于2倍开挖宽度地段和膨胀或偏压地段设四条基线。

图6-22净空变化量测测线布置图

⑵、量测要点

①把净空变位仪的短杆固定在施测的两测点的岩体内。

②根据围岩条件确定量测间距。

③量测精度：

在变位量比较小的情况下，一般为0.1mm，在变位量比较大的情况下为1mm。

5、拱顶下沉量测

拱顶下沉量测测点，一般布置在拱中和两侧拱腰，每断面布置三点，当受通风管或其它障碍时，可适当移动位置，见图6-23。

6、围岩位移和锚杆轴力量测

根据围岩条件和工程重要程度，每断面设置2～5个测点。

拱顶下沉量测方法示意图

围岩位移和锚杆轴力量测测位布置

7、隧道钢拱架的应力～应变量测

隧道钢拱架的应力～应变量测，采用能受支撑屈服强度的应力盒，放在钢拱架支撑的底板下面，在有挤压力或膨胀力的地层内，使用仰拱横撑时，应力盒就放在特制的拱架上面。

量测衬砌砼中的应力，在量测断面上布置几对应力盒（一个径向，一个切向），然后将量测管路集中读数。

锚杆上应力～应变量测，将压力盒装在锚杆上，形成一块扩大的垫圈，可直接测得加在岩体的应力值。

8、量测频率和结束量测的时间

⑴、量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定，一般按下表选定，即元件埋设初期测试频率要每天1～3次，随着围岩渐趋稳定，量测次数可以减少，当出现不稳定征兆时，应增加量测次数。

位移量测频率表

位移速率

（mm/d）

距开挖工作面距离

（B为洞室宽）

量测频率

＞5

（0～1）B

1～3次/天

1～5

（0～2）B

1次/天

0.5～1

（2～4）B

1次/天

0.2～0.5

（2～5）B

1次/1～3天

＜0.2

（2～5）B

1次/1～15天

⑵、结束量测的时间

当围岩达到基本稳定后，以1次/3日的频率量测2周，若无明显变形，则可结束量测。

9、施工检测管理

施工检测管理流程见图，将监测的结果必须尽快地反馈到施工和设计中去。

⑴、施工检测采用的机械和电子仪器，必须确保具有良好的使用状态。

⑵、测试前做到：

①检查仪表设备是否完好，如发现问题及时修理或更换。

②检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时方可进行测试工作。

施工检测管理流程图

⑶、测试工作中：

①按各项量测的操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测点，若读数相差过大时应检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确认无误时再进行测试。

②每次测试时都要做好记录，并保持原始记录的准确性。

③在现场进行粗略计算，若发现变形较大时，应及时通知现场负责人。

10、位移速率标准

⑴、当每天净空变化大于1mm时，则认为围岩处于急剧变形阶段，加强支护，加强观测；

⑴、当每天净空变化值在0.2～1.0mm之间时，则认为围岩处于缓慢变形阶段，表示围岩向稳定方向发展；

⑶、当每天净空变化值小于0.2mm时，则认为围岩基本稳定。

11、量测资料的整理

⑴、对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，在两小时内进行资料整理工作。

⑵、及时将资料填入有关图表，使能了解数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比。

使用电子计算机的量测处理系统见图。

隧道监控量测微机处理系统图

十五、洞内地质超前预测预报

1、洞内地质超前预测预报程序

洞内地质超前预测预报程序见下图。

洞内地质超前预测预报程序图

2、地质和支护状态观察

每次爆破后，由地质工程师对开挖工作面进行观察调查并作地质素描记录。

调查项目包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩性风化程度、裂隙间距、形状、涌水情况、水的影响等等。

素描记录工作面的岩层产状、构造及特殊地质现象，同时对靠近工作面的初期支护进行观察，喷射砼是否开裂、是否有掉块现象等。

3、地质预测预报内容

⑴、对照勘测阶段的地质资料，预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度。

随工作面素描地质结构状态。

⑵、可能出现坍方、滑动影响施工时，预报其部位、形式、规模及发展趋势，并提出处理措施。

⑶、隧道将穿越不稳定岩层，较大断层等特殊地段需改变施工方法或作应急措施时的预报。

⑷、预报可能出现突然涌水地点，涌水量大小，地下水、泥砂含量及施工的影响。

⑸、软岩再现内鼓、片帮掉块地段，预报对施工的影响程度。

岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，应预报其危害程度。

⑹、在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对围岩稳定性的影响程度。

⑺、隧道浅埋段地面下沉或工裂，预报对隧道稳定和施工的影响程度。

⑻、洞口可能出现滑坡、坠石时、及时预报

⑼预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施。

⑽、绘制全洞地质断面、剖面的展开图。

4、地质预报预测方法

⑴、隧道开挖面地质素描；

⑵、岩体结构面调查；

⑶、涌水量观测；

⑷、浅层地震法（HSP地质预报仪）；

⑸、对地表水、地下水的调查；

根据地质预报方法得出的数据进行施工地质预测，及时调整施工方法，采取积极措施保证施工安全。