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第十章 隧道监控量测 第一节 概述 隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护、衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，统称为监控量测。 10.1.1、隧道监控量测的必要性 ⑴隧道工程作为工程建筑物，受力特点与地面工程有很大的差别。 隧道在开挖支护成形运营的过程中，自始自终都存在受力状态变化这一特性。 （1）通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态， （3）通过监控量测对施工中可能出现的事故和险情进行预报，以便及时采取措施，防患于未然； （4）通过监控量测，判断初期支护稳定性，确定二次衬砌合理的施作时间；（确定二衬砌施做时间） （5）对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。①洞内、外观察；②净空变化； ③拱顶下沉；④地表下沉（浅埋隧道必测，H0≤2B时）。 表10-1 监控量测必测项目 序号 监测项目 测试方法和仪表 测试精度 备注 1 洞内、外观察 现场观察、地质罗盘、数码相机 2 衬砌前、后净空变化量测 隧道净空变化测定仪（收敛计、全站仪） 0.1mm 一般进行水平收敛量测 3 拱顶下沉 水准测量的方法，精密水准仪精密水准仪何谓素描，也就是运用单色线条在平面上勾画出景物的立体形象。地质素描，就是从地质观点出发，运用透视原理和绘画技巧来表达地质现象或地质作用的画幅。在野外勾画的素描，往往要求在较短的时间内完成，通常就在野外地质记录本上画，不可能精工细画，也可称为地质素描草图。以铅笔作画较多，如技术熟练，用笔有把握，也可用钢笔作画。 施工过程中，地质素描的主要内容包括：以地层结构为描述对象，重点反映岩石性质、岩层中的结构和构造特点。即在地质素描图中，应重点反映岩性、构造、层理、节理、褶皱、块状、断层等参数，对于水文地质，在地质素描图中也应用相就说明。 通过地质素描资料的收集、对比，可以在一定程度上预测前方未开挖地段的地质状况，以便于及时调整施工方案。目前，各单位均已将地质素描作为超前地质预报的一种辅助手段。 10.2.4、地质罗盘 地质罗盘是进行必不可少的一种工具。借助它可以定出方向，观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置(如岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置)地质罗盘的结构地质罗盘式样很多，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。 图10-1 地质罗盘结构图 a、磁针按装在底盘中央的顶针上，可自由转动，不用时应旋紧制动螺丝，将磁针抬起压在盖玻璃上避免磁针帽与项针尖的碰撞，以保护顶针尖，延长罗盘使用时间。在进行测量时放松固动螺丝，使磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方向。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。水平刻度盘：从零度开始按逆时针方向每10度一记，连续刻至360度，o度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。竖直刻度盘专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。悬锥是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。水准器：通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。瞄准器包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。地质罗盘的使用方法在使用前必须进行磁偏角的校正。因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0--180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。方位的测量是测定目的物与测者间的相对位置关系，也就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物对物觇板小孔盖玻璃上的细丝对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针