隧道施工监控量测技术（定稿）.ppt

量测点被喷射砼掩盖 * * 图1 洞顶地表下沉测点布置图 * 图2-1全断面开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图 * 图2-2 上下台阶及三台阶法开挖拱顶沉降及周边收敛测点布置图 * 图2-3 CD、CRD法开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图 * 图2-4 双侧壁导坑法开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图 * 图3 拱部下沉、底部上鼓、填充面下沉测点布置图 * 围岩内部位移量测 ⑴隧道围岩内部位移量测的主要目的 ①了解隧道围岩的径向位移分布和松弛范围。 ②判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围。 ③根据实测结果优化锚杆参数，指导施工。 ⑵量测仪器 多点位移计 隧道施工监控量测选测项目 * 锚杆轴力量测 ⑴量测目的 ①了解锚杆实际工作状态及轴向力的大小。 ②结合位移量测，判断围岩发展趋势，分析围岩内强度下降区的界限。 ③修正锚杆设计参数，评价锚杆支护效果。 ⑵量测方法和仪器 锚杆的轴向力测定，按其量测原理可分为电测式和机械式两类。其中电测式又可分为电阻应变式和钢弦式。 电阻应变式和机械式是通过量测锚杆不同深度处的应变（或变形），然后按有关计算方法转求应力。 钢弦式则是通过测定不同深度处传感器受力后的钢弦振动频率变化，转求应力。 * 围岩压力及两层支护间压力量测 隧道开挖后，围岩要向净空方向变形，而支护结构要阻止这种变形，这样就会产生围岩作用与支护结构上的围岩压力。围岩压力量测，通常情况下是指围岩与支护或喷层与二次衬砌混凝土间的接触压力的测试。 ⑴量测目的 了解围岩压力的量值及分布状态；判断围岩和支护的稳定性，分析二次衬砌的稳定性和安全度。 ⑵量测仪器与原理 接触压力量测仪器根据测试原理和测力计结构不同分为液压式测力计和电测式测力计，目前隧道中多用电测式。 弦测法原理：在传感器中有一根张紧的钢弦，当传感器受外力作用时，弦的内应力发生变化，随着弦的内应力改变，自振频率也相应地发生变化，弦的张力越大，自振频率越高，反之，自振频率越低。 * 钢支撑应力量测 一般在Ⅵ、Ⅴ级围岩中常采用型钢支撑；Ⅳ级围岩中常采用格栅支撑。通过对钢支撑的应力量测，可知钢支撑的实际工作状态，从钢支撑的性能曲线上可以确定在此压力作用下钢支撑所具有的安全系数，视具体情况确定是否需要采用加固措施。 ⑴量测目的 ①了解钢支撑应力的大小，为钢支撑选型与设计提供依据。 ②根据钢支撑的受力状态，判断隧道空间和支护结构的稳定性。 ③了解钢支撑的实际工作状态，保证隧道施工安全。 隧道施工监控量测技术 * ⑵量测元件 目前使用较普遍的型钢支撑应力量测多采用钢弦式表面应变计， 格栅支撑应力量测多采用钢弦式钢筋应力计。 钢弦式表面应变计结构图 钢弦式钢筋应力计 * 混凝土应力量测 混凝土应力量测包括喷射混凝土和二次衬砌模筑混凝土应力量测。其目的是了解混凝土层的变形特性以及混凝土的应力状态；掌握喷层所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳定状况；判断支护结构长期使用的可靠性以及安全程度；检验二次衬砌设计的合理性。 * 六、隧道施工量测数据处理及应用 1、隧道施工监控量测数据处理 由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测试错误。不经过整理和数学处理的量测数据一时难以直接利用。 ⑴数学处理的目的 ①将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确认量测结果的可靠性； ②探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判定围岩和支护系统稳定状态。 ⑵量测数据处理的内容（可用Excel软件编制程序进行） ①绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线－时态曲线； ②绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线； ③绘制位移、应力、应变随开挖面推进变化的曲线－空间曲线； ④绘制位移、应力、应变随围岩深度变化的曲线； ⑤绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上分布图。 * 量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求： 1. 每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图。 2. 对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。 3. 数据异常时，应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。并按公司有关规定程序报告。 * 由于量测误差所造成的离散性，按实测数据所绘制的位移等物理量随时间或空间变化的散点图上下波动，很不规则，难以用来分析。因此，需要采用数学处理的方法，将实测数据整理成试验曲线或经验公式。 回归分析是目前量测数据处理的主要方法，通过对量测数据回归分析可以