畢業(yè)設計-隧道監(jiān)控量測論文

1、湖南僉通工程職業(yè)技術曇院畢業(yè)論文（2011 屆）設計（論文）題目：隧道監(jiān)控量測技術的現(xiàn)場應用姓 名：楊保華系（院）：交通工程系專業(yè)名稱：道路與橋梁指導老師：黃小兵年 月 日隧道監(jiān)控量測摘要：由于隧道工程的特殊性、復雜性和隧道i韋i巖的不確定性，對隧道i韋i巖及 支護結構等結構進行監(jiān)控量測是保證隧道工程質量、安全的必不可少的手段。通 過量測，及時對隧道個別圍巖失穩(wěn)趨勢的區(qū)段提供了預報，為施工單位及時調整 支護參數(shù)以及合理確沱二次襯砌時間提供了可靠的科學依據(jù)。通過大量量測發(fā)現(xiàn) 隧道開挖及初期支護后大約30d i韋i巖基本上穩(wěn)定，于是建議施工單位及時施作二 次襯砌。同時出于監(jiān)控措施得當，及時的指導施

2、工和修改設計，從而保證了隧道 施工的安全、經(jīng)濟、收到了良好的效果。關鍵詞：隧道工程；特殊性；監(jiān)控量測；質量；手段tunnel monitoringabstract: because of the particularity of the tunnel project, complexity and uncertainty surrounding the tunnel, the tunnel structure surrounding and supporting monitoring and measuring the structure of the tunnel project to en

3、sure quality and safety of essential means. by measured, in particular to the tunnel in the section on the forecast for the construction units to adjust the parameter of the city and properly identify the second time to provide sound scientific reason, through a tunnel excavation and measured out of

4、 the city about 30d basically stable, and the proposed construction units to apply for a second .key words: tunnel construedon;specificity; monitoring; quality; means1、全新的隧道施工概念2、檢測依據(jù)及目的隧道施工監(jiān)控量測內容1監(jiān)控量測要求2監(jiān)控雖測項h3監(jiān)控量測頻率4監(jiān)控量測的注意事項監(jiān)控量測點布設要求1布點原則2測點埋設時間必測項目的監(jiān)控量測方法1隧道現(xiàn)場調查2洞內圍巖觀察3周邊位移監(jiān)測94拱頂下沉監(jiān)測115部分選測項目的監(jiān)控

5、檢測136非接觸測量165監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的應用5. 1監(jiān)控量測控制基準185. 2變化速率205. 3變形等級管理215. 4二襯施作時間及測量結束時間的確定21總結22致謝23參考文獻-231.1全新的隧道施工概念隨著我國改革開放不斷深化，國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，在山區(qū)公路建設中突破過 去傳統(tǒng)的修路思想，不采取盤山繞行，不破壞沿線生態(tài)環(huán)境，不增氏公路里程用 設置隧道避免因采取高邊坡路基帶來的滑坡、塌方、滾石、泥石流等自然災害， 確保了行車的安全可靠，亦縮短了行車時間，同時又適應了建設與口然的和諧發(fā) 展。新奧法作為一種全新的隧道施工概念，具基木原理是運用各種手段(開挖法 弱爆破，支護形式早封閉，監(jiān)控量

6、測勤量測)抑制圍巖變形，最大 限度地發(fā)揮圍巖門身的承載能力使隧道施工更安全、更經(jīng)濟。而隧道經(jīng)濟性與 安全性就是通過現(xiàn)場監(jiān)控量測所獲得的i韋i巖、支護系統(tǒng)的應變和應力信息及時反 饋并應用于隧道設計和施工中來實現(xiàn)的。隨著新奧法(natm)在隧道施工屮的廣泛運用，現(xiàn)場監(jiān)控量測作為新奧法的靈 魂也越來越得到了廣泛的重視。因此，快速、準確地進行現(xiàn)場監(jiān)控量測和信息反 饋是應用新奧法施工的關鍵。隧道監(jiān)控的作用有以下兒點：1通過施工和環(huán)境監(jiān)測進行信息反饋及預測預報，優(yōu)化丿施工組織設計，指導 現(xiàn)場施工，確保隧道施工的安全與質量和工程項h的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。2掌握圍巖動態(tài)，了解支護結構在不同工況時的受力狀態(tài)和

7、應力分布，對圍 巖穩(wěn)定性作出評價。3驗證支護結構型式、支護參數(shù)，評價支護結構、施工方法的合理性及其安 全性，確定支護時間而監(jiān)控量測是信息化設計與施工的重要內容，應將監(jiān)控量測 納入工序管理，為隧道施工的有機組成部分。由于地下工程的受力特點及其復雜 性，通過施工現(xiàn)場的監(jiān)控量測所得到的信息，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護、襯砌可 靠性，二次襯砌合理施作時間，以及修改施工方法、調整i韋i巖類別、變更支護設 計參數(shù)、調整預留變形量等修正設計捉供原始依據(jù)，同時將量測等到的結果迅速 反饋到設計施工中去，以提高隧道施工的安全性、經(jīng)濟性。為了適應公路隧道人規(guī)模建設發(fā)展的需要，提高公路隧道設計、施工水平， 確保安全運營，

8、給今后隧道工程的建設積累經(jīng)驗，在韶關市郊民豐3號隧道中進 行施工期的監(jiān)控量測。1.2檢測依據(jù)及目的為保證公路隧道施工質量，及時發(fā)現(xiàn)施工屮存在的缺陷，盡早進行缺陷處理, 開展木項檢測。施工質量檢測依據(jù)：公路工程質量檢驗評定標準(土建工程)(jtg f80/12004)；公路隧道設計規(guī)范(jtg d702004)；公路隧道施t技術規(guī)范(jtg04294)；錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范(gb 500862001 )；公路隧道工程施工圖設計資料;施工質量檢測目的：探測隧道襯砌質量，查明隧道錨桿長度、錨固情況，隧道襯砌背后的回填情 況是否符合設計要求，了解隧道襯砌的潛在隱患，作為隧道竣工驗收、以及隧道 結

9、構狀態(tài)評佔和病害整治設計的重要依據(jù)。2隧道施工監(jiān)控量測內容2. 1監(jiān)控量測要求隧道監(jiān)控量測是“新奧法”的匣耍組成部分，新奧法中量測工作是監(jiān)視設計、施工是否正確的眼睛，是監(jiān)視圍巖是否安全穩(wěn)定的手段，始終伴隨著施工的全過程。因此有如下要求：1) 能快速埋設測點；2) 每一次量測數(shù)據(jù)所需時間應盡可能短；3) 測試數(shù)據(jù)應準確可靠；4) 測試元件應具有良好的防震、防沖擊波能力;5) 測試數(shù)據(jù)直觀，不必復雜計算即可直接應用;6) 測試元件埋設手能長期有效工作;7) 測試元件應滿有足夠的精度。2.2監(jiān)控量測項目監(jiān)測的項日和具體內容按現(xiàn)行公路隧道施工技術規(guī)范(jtj042-94)規(guī)定 及紹諸高速公路全線各隧道

10、的特殊要求所擬定。監(jiān)測項忖包含如下內容：2.2. 1必測項目 洞內圍巖和支護狀況觀察；周邊位移監(jiān)測；拱頂下沉監(jiān)測；地表沉 降2. 3監(jiān)控量測頻率監(jiān)控量測項fi的選擇遵循“嚴守施工規(guī)范，服務隧道施工，緊貼隧道實際, 保證經(jīng)濟安全”的原則，保證必測項口及時、準確地實施，并根據(jù)工程實際揭鋁 的圍巖條件和隧道施工情況，合理開展有針對性的、令代表性的選測項廿。表1隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及量測方法序 號項目名稱方法及工貝布置量測間隔時間1 15d16d-l個月z個月知3個月1地質和支 護狀況觀 察巖性、結構面產(chǎn)狀及 支護裂縫觀察或描 述，地質羅盤等開挖后及初期支護后進行。每次爆破后進行2周邊位移各種類型收斂

11、計每1050m 一個斷 而，每斷而23 對測點。1次/2天披周1-3罰月3拱頂下沉水平儀、水準尺、鋼 尺或測桿每1050m *個斷面。1次/2天1-3潔月5地表下沉水平儀、水準尺每550m 個斷 面，每個斷而至少 7個測點，每隧道 至少2個斷面。中 線每520m 一個 測點。開挖面距量測斷面前后v2b時，12次/天。 開挖面距量測斷面前后v5b時，1次/2天。開挖面距量測斷面前后5b時，1次/周。2.4監(jiān)控量測的注意事項(1) 監(jiān)控量測的主要目的是保證隧道施工安全，因此，應按設計或規(guī)范要求及時進行信息反饋，以便及時采取工程應對措施。(2) 監(jiān)控量測資料已作為竣工文件之一，因此，施工過程屮應根據(jù)

12、業(yè)主要求, 加強資料收集、整理工作。(3) 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)必須按照規(guī)定的頻率連續(xù)、不間斷采集。為提高觀測數(shù)據(jù) 的準確性，減少誤差，監(jiān)測務必做到四網(wǎng)主：同定觀測與錄入人員、固定監(jiān)測儀 器、固定測量方式與線路、固定測量水準基點和工作基點，使監(jiān)測工作在基本相 同的情況下完成。(4) 監(jiān)控量測時與錄入人員應有高度的責任感，實事求是開展工作，嚴禁弄 虛作假，確保數(shù)據(jù)的真實性。(5) 對監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)要按“四及時”的原則進行分析和處理，即“觀測數(shù) 據(jù)及時錄入、監(jiān)測及時預分析、對異常數(shù)據(jù)應及時杏找原因、對異常監(jiān)測點及時 復測”。3監(jiān)控量測點布設要求31布點原則(1) 針對該高速公路隧道地質圍巖及結構特點，并根

13、據(jù)隧道監(jiān)控量測以往 類似工程的監(jiān)控量測經(jīng)驗和各類量測項目的作用意義，在相關隧道規(guī)范指導下進 行量測斷面的布置設計。(2) 根據(jù)不良地質、突水、洞口淺埋等及有特殊要求的停車、通道交叉地段 或業(yè)主及監(jiān)理認為有必耍監(jiān)控的地段，設置監(jiān)控量測斷面。(3) 應重點監(jiān)測圍巖質量差或局部不穩(wěn)定塊體、節(jié)理或地下水發(fā)育地段，以 及特殊工程部位(如洞口處)。監(jiān)測點的安裝埋設應盡可能靠近隧道掌子面，以 便盡可能完整獲得圍巖開挖后初期力學形態(tài)變化和變形情況。(4) 選測項目的布設結合隧道自身特點，重點突岀。32測點埋設時間(1) 測點埋設時間，應根據(jù)地質條件、量測項日和施工方法等確定。(2) 測點應距開挖面2m的范圍內

14、盡快安設，并應保證爆破后24h內或卜一次 爆破前測讀初次讀數(shù)。4必測項目的監(jiān)控量測方法4. 1隧道現(xiàn)場調查4.1.1現(xiàn)場調查冃的應用超前地質預報的地質理論分析并判定隧道存在的主要不良地質的性質、 類型、成因特征、大約位置、大約規(guī)模、可能引發(fā)的地質災害及其對隧道施工的 影響程度。4. 1.2調查方法采用以下分析方法和步驟：(1) 熟悉勘察設計文件、資料和圖紙。其冃的是對整個隧道所處地質環(huán)境有 一個基本了解和宏觀把握。f 1收集隧道詳細地勘資料和設計資料隧道總體地質分析.1廠進行隧道地而地質調查和掌子面觀察隧道地表和掌子面地質分析1/ / 綜合分析l地質分析準備收集隧址所在區(qū)域地質資料進行區(qū)域地質

15、分析宏觀預報(2) 地面地質補充調查。其目的是核實隧道 地質條件，確定隧道超前地質預報重點區(qū)段和重 點問題。對隧道的地質情況進行深入調查，在地形圖 上圈定地層出露位置、量測巖性產(chǎn)狀、判定斷層 性質產(chǎn)狀、統(tǒng)計節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、確定不良地 質作用、了解特殊性巖土分布性狀等，從而了解 設計文件屮對地質條件的認識是否正確，圍巖級 別判定是否適宜，并編制岀長期地質預報報告， 指導中短期地質預報更具針對性地實施。圖1地質分析的流程圖(3) 洞內地質調查和掌子面地質索描。具h的是核實隧道i韋i巖級別，建議隧道支護 參數(shù)。掌子而地質素描的主要冃的是判定隧道|韋| 巖級別，應采用與現(xiàn)行隧道規(guī)范中圍巖分級的規(guī)則相

16、一致的“地質與支護狀況觀 察記錄表”所列各項內容應，索描圖主要是對結構面的展布情況和隧道輪廓、掌 子面是否有臺階進行描繪，對結構面產(chǎn)狀要標明。分析流程上圖所示。4. 1. 3信息反饋(1) 通過現(xiàn)場地質調查，全面掌握隧道沿線的地質悄況，分析隧道經(jīng)過不良 地質體的可能性；(2) 統(tǒng)計節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、確定不良地質作用、了解特殊性巖土分布性狀 等；(3) 復核設計文件中對地質條件的認識是否正確，圍巖級別判定是否適宜；(4) 編制出氏期地質預報報告，指導中短期地質預報更具針對性地實施。4.2洞內圍巖觀察4.2.1觀察目的通過觀察實際揭露的隧道掌子面地質情況，掌握隧道實際圍巖狀態(tài)，分析隧 道掌子面的穩(wěn)

17、定狀態(tài)，預測前方隧道帀巖情況，并提岀必要的預警；通過觀察隧 道洞內初期支護的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)齊種異常現(xiàn)彖并進行跟蹤觀察，評價初期支護 的穩(wěn)定性。包括： 預測開挖面前方的地質條件及圍巖級別； 為判斷用巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質依據(jù)； 根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護結構的可靠程度。4. 2. 2觀察方法掌子面地質觀察采用目測配合數(shù)碼相機進行觀測，及時繪制掌子面地質素 描，記錄i韋i巖的巖性、產(chǎn)狀、節(jié)理等詳細特征，斷層、破碎帶等不良地質特征， 地下水的水量、分布、壓力、類型等特征，填寫掌子面地質觀察記錄；初期支護 狀態(tài)采用冃測觀察為主，對初期支護噴碇、鋼支撐、錨桿出現(xiàn)的外鼓、裂縫、剝 落、扭

18、曲等異?，F(xiàn)象，用數(shù)碼相機、塞尺、卷尺等進行跟蹤觀測并做好原始記錄。 觀測中，如發(fā)現(xiàn)界常現(xiàn)象，要詳細記錄發(fā)現(xiàn)的時間、距開挖工作面的距離以及附 近測點的齊項量測數(shù)據(jù)。4.2.3測試儀器地質羅盤，地質錘，放大鏡，數(shù)碼和機。4.2.4觀察內容(1) 對開挖后沒有支護的圍巖： 巖質種類分布狀態(tài)，近界面位置的狀態(tài)； 巖性特征(巖石的顏色、成分、結構、構造)； 地層時代歸加及產(chǎn)狀； 節(jié)理性質、組數(shù)、間距、規(guī)模、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和方向性，斷面狀態(tài) 特征，充填物的類型和產(chǎn)狀等； 斷層的性質，產(chǎn)狀，破碎帶寬度、特征； 石煤層情況； 溶洞的情況； 地下水類型，涌水量大小，涌水壓力、水的化學成分，濕度等； 開挖工作

19、面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無剝落現(xiàn)象。(2) 開挖后已支護段： 初期支護完成后對噴層表面的觀測及裂縫狀況的描述和記錄； 有無錨桿被拉脫或埜板陷入圍巖內部的現(xiàn)象； 噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙或剝離，要特別注意噴混凝土是否發(fā)生剪切破壞； 鋼拱架有無被壓曲現(xiàn)象； 是否有底鼓現(xiàn)彖。4. 2. 5觀察頻率目測應在隧道開挖工作面爆破后及初期支護后進行，每次爆破后須進行掌子 面地質情況觀察，每個監(jiān)測斷面應繪制隧道開挖工作面及兩幫索描剖面圖。4. 2. 6成果分析與信息反饋(1) 通過掌子而地質觀察，分析闌巖穩(wěn)定狀態(tài)，評估岀現(xiàn)局部掉塊、塌方、 涌水等災害出現(xiàn)的可能性，出現(xiàn)異常情況，第一時間通報承包商，及時指導施工, 并將

20、界常情況、相關建議匯報業(yè)主和監(jiān)理；(2) 編制隧道實際地質狀況系列圖冊，參考前期勘察資料，預測前方i韋i巖狀 態(tài)，每周向承包商預報前方圍巖狀況;(3) 對初期支護出現(xiàn)的界常悄況，分析出現(xiàn)界常情況的原因，根據(jù)具體原因、 問題的嚴重性向承包商、監(jiān)理和業(yè)主匯報，并提出處理建議；(4) 針對初期支護異常情況，開展跟蹤監(jiān)測，繪制空間分布圖和時間發(fā)展曲 線，預測發(fā)展趨勢，及時預警。(5) 編制地質與支護狀況現(xiàn)場觀察記錄表。4. 3周邊位移監(jiān)測4.3. 1量測內容量測隧道內壁兩點連線方向的相對位移，同時通過對連線長度的測量，對所 測斷面的超、欠挖量進行測定。4. 3. 2量測忖的隧道周邊收斂能夠直觀反映隧道

21、圍巖與支護結構的穩(wěn)定性，通過周邊收斂量 測，為隧道支護結構穩(wěn)定性分析提供依據(jù)；通過計算周邊收斂位移速率和預測最 終位移值，為二次襯砌澆筑選擇最佳時機；為隧道施工工藝、支護襯砌參數(shù)優(yōu)化 提供參考。具體表現(xiàn)為以下四點：(1) 周邊位移是隧道圍巖應力狀態(tài)變化的最直觀反應，量測周邊位移可為判 斷隧道空間的穩(wěn)定性提供可靠的信息：(2) 根據(jù)變位速度判斷隧道圍巖的穩(wěn)定程度，為二次襯砌提供合理的支護時 機；(3) 判斷初期支護設計與施工：方法選取的合理性，用以指導設計和施丁；(4) 對超、欠挖量進行測定，判定開挖質量，用以指導施工。4. 3. 3量測方法設置監(jiān)控量測斷面，每個斷面分別在側墻(由施工開挖方法確

22、定)設置測點, 利用收斂計，采用一根在重錘作用下被拉緊的普通鋼尺作為傳遞位移的媒介，通 過百分表測讀隧道周邊某兩點相對位置的變化。4. 3.4測試儀器收斂計，型號如表2所示。表2使用儀器主標準設備標準名稱型號規(guī)格測量范圍測量精度備注數(shù)顯收斂儀jss30a0. 5m10m±0. 1mm杭州（分辨率0.01mm）4. 3. 5測點布置周邊位移測點頂端采用圓形鋼筋圈，嵌入圍巖部分亦采用螺紋鋼筋。每量測 斷而設置12對測線，如表3所示。表3周邊收斂測線數(shù)開挖方法全斷面法短臺階法多臺階法一般地段i條水平側線二條水平側線侮臺階一條水平測線特殊地段三條、四條或六條測線布置如圖2所示。表4量測頻度變

23、形速度（mm/d）量測斷面距開挖工作面的距離量測頻率b為隧道寬 度$10（0 1）b12次/天105（1 2）b1次/天51（2 5）b1次/2天<1>5b1次/周注：從不同測設得到的位移速度不同，雖測頻率應按速度高的取值；若根據(jù)位移速度和距工作而距離兩項指標分別選取的頻率不同，則從屮取高值；后期量測時，間隔時間可加大到幾個月或半年量測一次。4. 3. 6成果分析與信息反饋(1) 每次觀測后現(xiàn)場計算位移發(fā)展增量，出現(xiàn)異常情況，重新測量排除操作 失誤后立即報告相關部門；(2) 每次測回數(shù)據(jù)交數(shù)據(jù)處理員輸入計算機，進行位移增量、位移發(fā)展速率 的計算，繪制位移時間曲線(如圖3)和位移發(fā)展

24、速率時間曲線(如圖4), 并應用函數(shù)擬合和灰色預測等方法進行位移發(fā)展短、長期預測；(3) 當隧洞周邊水平收斂速度以及拱頂或底板垂直位移速度明顯下降，隧洞 周邊水平收斂速度小于olmm/d02mm/d,拱頂或底板垂直位移速度小于 0. 07mm/d0. 15mi】/d,隧道各項位移已達預計總量的80%90%以上時，向有關 部門報送二次襯砌施工報告。(4) 變形管理及預警請參閱第七章監(jiān)測報告與預警機制。4.4拱頂下沉監(jiān)測4.4. 1量測內容拱頂下沉量量測，是指對隧道拱頂?shù)膶嶋H位移值進行量測，是和對于不動點 的絕對位移，其必須與設計拱頂標高進行比較。4. 4. 2量測目的隧道拱頂下沉直觀反映隧道圍巖

25、與支護結構的穩(wěn)定性，通過拱頂下沉量測， 為隧道支護結構穩(wěn)肚性分析提供依據(jù)；通過計算拱頂下沉位移速率和預測最終位 移值，為二次襯砌澆筑選擇最佳時機；為隧道施丄工藝、支護襯砌參數(shù)優(yōu)化提供 參考。具體表現(xiàn)在以下四點：(1) 通過拱頂位移量測，了解斷面的變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性；(2) 根據(jù)變位速度判斷隧道|韋|巖的穩(wěn)定程度，為二次襯砌提供合理的支護時 機；(3) 指導現(xiàn)場設計與施工；(4) 防止沉降侵入二襯空間。4. 4. 3量測方法在隧道拱頂設置測點，安設隧道拱部變位觀測計，將鋼尺或收斂計掛在作為 隧道拱部變位觀測計上作為標尺，后視點可設在穩(wěn)定的部位，用水準儀觀測。量 測方法如圖5所示。4.

26、 4. 4測試儀器精密水準儀、鋼鋼尺，必要時釆用隧道位移實時監(jiān)測系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，檢測設備如表5所示。表5使用設備主標準設備標準名稱型號規(guī)格測量精度備注精密水準儀at-g2±0. 4mm帶光學測微器往返測精度4.4.5測點布置現(xiàn)場拱頂卜沉量測是在隧道開挖毛洞的拱頂及軸線左右各12m共設1個帶掛鉤的錨樁，測樁埋設深度30cm,鉆孔直徑4)42,用快凝水泥或早強錨固劑固 定，測樁頭需設保護罩。測點布置見圖6。埋設要求請參閱附錄。拱頂卜沉測點二$10田冊a丿、樣示點罔圖6拱頂下沉測點布設圖4. 4. 6信息反饋(1) 每次觀測后現(xiàn)場計算位移發(fā)展增量，出現(xiàn)異常情況，重新測量排除操作 失誤后立

27、即報告相關部門；(2) 每次測冋數(shù)據(jù)交數(shù)據(jù)處理員輸入計算機，進行位移增量、位移發(fā)展速率 的計算，繪制位移時間曲線和位移發(fā)展速率時間曲線，并應用兩數(shù)擬合和灰 色預測等方法進行位移發(fā)展短、長期預測。4. 5部分選測項目的監(jiān)控檢測4. 5. 1圍巖接觸應力量測用壓力盒及混凝土應力計量測，錨桿軸力量測錨桿軸力計，格柵鋼筋應 力量測用鋼筋計量測。通過量測圍巖與初襯z間的接觸壓力，可了解隧道開挖后應力重分布規(guī)律及 向支護系統(tǒng)應力釋放特點。(1) 測點埋設每一測試斷面內，埋設9個壓力盒。壓力盒分布的位置是：在拱頂設1個、 左右拱腳各設1個、左右邊墻各設1個、拱腳與拱頂間三分點處各設1個，各壓 力盒的具體埋設

28、位置如圖7所示。(2) 量測方法在初支鋼架架立好后，將待測圍巖壓力部位的圍巖表面或初支表面鑿平或用 水泥砂漿抹平，以使壓力盒能與i韋i巖充分接觸，然后用預制的混凝土墊塊將壓力 盒按圖三所示位置墊牢、固定，并將導線沿鋼架引至邊墻距墻腳15米高處，線 頭從預埋的鐵盒里引岀。埋設時將壓力盒編號與測試點所對應位置記好記錄。二軟借廿共h5x2xi = 10, 厶圧力全 wxi=9.-砂戢計 wxl=5.辭軸力廿共廿3x3=9.圖7圍巖接觸應力量測埋設元件布置圖將鐵盒內線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。每次每個壓力盒的測量 應不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。(3) 量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關系

29、，圍巖接觸應力量測頻率如表6所示：表6圍巖接觸應力測試頻率量測斷而距開挖而距離(m)量測頻率<1b2次/d（1 2） b1次/d（25） b1 次/（2 3）d>5b1 次/7d注：b為隧道寬度。4. 5. 2錨桿軸力量測在隧道拱頂及兩側拱腰處采用錨桿軸力計或鋼筋計對錨桿進行軸力測量，對 錨桿支護進行優(yōu)化設計，以節(jié)約鋼材。(1) 埋設斷面內測點布置每一測試斷而內，量測3根錨桿，每根錨桿上布置3個錨桿軸力計，每根錨 桿量測布置見圖8。(2) 測點埋設及量測方法錨桿施作前，在量測錨桿按圖五所示位置安裝好錨桿軸力計，然后再將安裝 好錨桿軸力計的量測錨桿按圖四所示位置進行布置。在錨桿安設好

30、后，將鋼筋計 導線沿鋼架引至邊墻距墻腳1. 5米高處，線頭從預埋的鐵盒里引出。埋設時將鋼 筋計編號與測試點所對應位置記好記錄。將鐵盒內線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。侮次每個鋼筋計的測量 應不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。(3) 量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關系，鋼筋計量測頻率如表7所示。表7錨桿軸力測試頻率(注：b為隧道寬度)量測斷而業(yè)開挖而距離(01)量測頻率<1b2次/d（1 2） b1次/d（25）b1 次 /（23）d>5b1 次/7d4. 5. 3初襯應變及鋼筋應力通過量測初襯應變及鋼筋應力，可了解初襯應變及鋼支撐內力在不同施工階 段下的變化特點，優(yōu)化設計初襯

31、的結構參數(shù)。(1) 埋設斷面內測點布置對于有鋼拱支撐的斷面的每一測試斷面內，在拱頂、左拱腰、右拱腰、左拱 腳及右拱腳5個點分內外層共埋設10個鋼筋計；在埋設鋼筋計相同位置各埋設 1個共5個應變計。(2) 測點埋設及量測方法初支鋼架施作前，將鋼筋計按要求焊在鋼架上、埋入式應變計綁扎在鋼架上, 在鋼架就位后，將鋼筋計及應變計的導線沿鋼架引至邊墻距墻腳1.5米高處，線 頭從預埋的鐵盒里引出。埋設時將應變計及鋼筋計編號與測試點所對應位置作好 記錄。將鐵盒內線頭插入測頻儀中，測試讀數(shù)并作好記錄。每次每個鋼筋計和應變 計測量應不少于3次，力求測量數(shù)值可靠、穩(wěn)定。(3) 量測頻率根據(jù)距開挖工作面距離關系，應

32、變計及鋼筋計量測頻率如表8所示。表8初襯應變及鋼筋應力測試頻率(注：b為隧道寬度)量測斷面距開挖面距離(m)量測頻率<1b2次/d（1 2） b1次/d（25） b1 次/（2 3）d>5b1 次/7d4. 6非接觸測量采用傳統(tǒng)的方法進行隧道監(jiān)控量測，具有成本低的主要優(yōu)點，但在目前許多 大斷而隧道、且丁期要求非常緊的情況下，用傳統(tǒng)的方法其缺點也十分突出，主 要表現(xiàn)在：(1) 由于隧道斷面，高度人，拱腳部位的測點在卜臺階開挖后往往無法量 測，拱頂下沉量測也非常困難。(2) 量測時間長，對隧道的正常施工有一定干擾。(3) 由于人工拉尺讀數(shù)，測量結果容易受人為因索影響。(4) 不能進行三

33、維觀測，無法真正了解隧道的變形狀態(tài)。為滿足現(xiàn)代隧道快速、人跨、安全施工需求，現(xiàn)已越來越多地采用非接觸監(jiān) 控量測。乂叫全站儀三維非接觸量測。可用丁隧道拱頂下沉量測、隧道凈空變化 量測、隧道斷面檢杳、掘進掌子面斷面放樣等。4.6.1非接觸量測的工作原理所謂非接觸監(jiān)控量測就是將全站儀安置在任意測站點，整平后，觀測已知點 的方向、距離和高程，通過反算，得出該測站點儀器中心的坐標和標高；然后觀 測被測點，根據(jù)測點的方向、距離計算出各測點的三維坐標，從而得岀測點的三 維位移矢量或測點相對收斂值，準確、快速地為施工提供參考數(shù)據(jù)。4.6.2非接觸量測的實施(1)埋設測點測點的布置按10. 3. 2節(jié)的和關要求

34、進行。拱頂下沉、凈空變化量測的埋點時間要基本一致。埋點前，應先制作反射靶 標，用3mm左右厚度的鐵片制作成70x70mm大小的方塊，表面上貼上60x60mni的 測量專用反光片，中間鉆直徑為3mm的小孔；埋點有兩種方法，一種是直接用膨 脹螺栓將反射靶標錨固在初期支護的表面，另一種方法是在初期支護中預埋"24 左右人小的鋼筋(或用電錘鉆孔埋設)，然后將反射靶標點焊在鋼筋上。(2) 固定基點為方便、快速進行非接觸量測，應在洞外或已成型、穩(wěn)定的二襯砌地段設一 基點，作為量測時全站儀的后視基點。基點應有確定的三維坐標(水平面坐標和 標高)，基點應經(jīng)常復核，防止位移而發(fā)生觀測數(shù)據(jù)不準?；c至全

35、站儀之間應 通視良好。(3) 自由設站以盡量不影響隧道施工為前提，將全站儀自由架設在隧道內任意位置，整平 后即可。為了消除膜片傾斜對測距的影響，同一測點在每次量測時測站位置應大 致相同。(4) 測量數(shù)據(jù)觀測前，對全站儀進行調校，使儀器處于最佳狀態(tài)。觀測時，打開儀器的角 度改正及補償器功能，并對儀器進行氣壓和溫度的氣象改正。觀測采用記錄測量 模式，所有觀測數(shù)據(jù)均存儲在模塊內。觀測時以反射靶標屮心小孔為照準點，采 用雙盤測冋結合三次重復照準的冗余觀測方法，即每一測站上分別用兩個盤位連 續(xù)、重復照準三次目標點，然后取平均值作為一次設站觀測的結果。為提高測量 精度，每次監(jiān)測時，應在同一位置三次重復設站

36、。4. 6. 3數(shù)據(jù)處理和分析將每次測量記錄按要求輸入裝有相應后處理程序的計算機，計算機將自動分 析量測數(shù)據(jù)，并相應輸出量測成果，并打印報表。非接觸量測的頻率按第四節(jié)的要求進行，量測數(shù)據(jù)的應用按第五節(jié)的要求進 行。4. 6. 4免棱鏡非接觸量測免棱鏡非接觸量測就是非接觸量測時不需要棱鏡即反射靶標，其方法和原理 與前述非接觸量測的方法和原理相同，不同點有：(1) 所使用的全站儀功能不同。免棱鏡非接觸量測必須是具用“r”系列全站 儀，如常用的tcr402探卡系列全站儀或r202ne h本賓得系列全站儀，具有免棱 鏡測量功能。(2) 、免棱鏡非接觸量測可以不用反射靶標，可選取圍巖檢測斷面上的錨桿 接

37、頭或鋼筋作為直接反射部位，或按有關要求將在隧道內進行的布點位置處用砂 漿抹平，做好照準標記，每次量測照準同一位置即可。(3) 、數(shù)據(jù)處理可采用可編程計算器(如卡西歐4850或5800等)進行編程 計算，不需用專門的數(shù)據(jù)處理模塊。5監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的應用5. 1監(jiān)控量控制基準5. 1. 1極限相對位移控制基準極限相對位移值(u。)是指拱頂下沉的最大值相對隧道高度的百分比、或水 平凈空變化最人值相對隧道開挖寬度的百分比。極限相對位移值是一個經(jīng)驗統(tǒng)計 值，結合變化速率，主要用于判斷量測數(shù)據(jù)的可靠性、確定初期支護的穩(wěn)定性、 判斷監(jiān)控量測的結束時間等。9跨度bw7m隧道初期支護極限相對位移圍巖級別埋深h (

38、m)h<5050hw300300hw500拱腳水平相對凈空變化值（%）v0. 30-1.000.80-3.503.00-5.00iv0.20 0.700.502. 602. 403. 50iii0.10 0.500.40 0.700.60 1.50ii0010040.20 0.60拱頂相對下沉（）v0.06-0. 120. 100.600 601.20iv0.03 0.070.06 0.150. 10 0.60iii0.01 0.040.03 0. 110. 10 0.25ii0.01 0.050. 040. 08注：木表適用于復合式襯砌的初期支護，破質圍巖隧道収表中較小值，軟質圍巖隧道

39、取表屮較大值。表列數(shù)值可在施工屮通過實測資料積累作適當修正。拱腳水平和對凈空變化指兩側拱腳測點間凈空水平變化值與其距離z比；拱頂相對卜-沉指拱頂f沉值減去隧道卜沉值厲與原拱頂至隧底高度z比。墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1.21.3后采用。表10跨度7mbw12in隧道初期支護極限相對位移圍巖級別埋深h (m)h<5050<h300300hw500拱腳水平相對凈空變化值（%）v0. 200.500.402. 001.80 3.00iv0. 10 0.300.20 0.800.70 1.20iii0.03 0. 100.08 0.400.30 0.60110

40、.01 0.030.01 0.08拱頂相對下沉（）v0080160 141. 100.80 1.40iv0. 060. 100.08 0.400.30 0.80iii0.03 0.060.04 0. 150.12 0.30110.03 0.060.05 0. 12注：本表適用于復合式襯砌的初期支護，硬質圍巖隧道取表中餃小值，軟質圍巖隧道取表中較人值。表列數(shù)值可在施工中通過實測資料積累作適當修正。拱腳水平相對凈空變化指兩側拱腳測點間凈空水平變化值與其距離z比:拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底鬲度z比。墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1. 11. 2后

41、采用。表9、表10是冃前國內統(tǒng)計（公路隧道設計規(guī)范）的跨度小于12m的不 同埋深的安全極限相對位移，對于跨度大于12m對的隧道，目前還沒有統(tǒng)一的位 移判定基準，可在施t中通過實測資料積累經(jīng)驗。根據(jù)錨桿噴混凝土支護技術 規(guī)范（gb500862001）隧道周邊允許位移和對值的判定基準如表11表11隧道周邊允許位移相對值（）圍巖級別埋深h (m)h<5050hw300300 <h500拱腳水平相對凈空變化值(%)hi0. 10 0.300.20 0.500.40 1.20iv0. 15 0.500.40 1.200.802. 00v0. 200. 800.60 1.601.003. 00

42、注：周邊位移相對值系指兩測點間實測位移累計值與兩測點距離z比，兩測點的位移值也稱為變化值。 脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較人值。 本表適用于高跨比為0. 81. 2的下列地下工程：iii級圍巖跨度不大于20m； iv級用巖跨度不大于15m； v級圍巖跨度不大于10m. 對于i、11級圉巖和表小以外iii、iv、v級圍巖地f工程，應根據(jù)實測數(shù)據(jù)的綜合分析或工程類比 方法確定允許值。實施過程中，在表911屮查取極限相對位移的百分比值k,然后乘上隧道 開挖寬度b,即得該處的隧道極限位移值u。，u。二kxb,比如，有一隧道開挖寬度 為10m,在iii級圍巖地段的安全極限位移為uo=(o. 20

43、%0.50%) x10m=(0.02 0. 05)m二(2050)mm.實施過程中，實測最大位移值或冋歸預測最大位移值不應大 于此值，否則，應仔細分析量測數(shù)據(jù)的可靠性，或對施工現(xiàn)場采取必要的預防措 施。5.1.2測點距開挖面距離的控制基準經(jīng)研究，初期支護極限相對位移距開挖面的距離有表12的關系。表12位移控制基準類別距開挖面ib (u1b)距開挖面2b (%)距開挖面較遠允許值65%uo9o%uo100%uo注:b為隧道開挖寬度，u。為極限和對位移值。5.2、變化速率變化速率是指在一定時間內量測數(shù)據(jù)發(fā)生的變化值，用mm/d表示。變化速 率越快，說明闔巖變形越快，當變化速率趨近于0時，說明變形也

44、基本穩(wěn)定。 53、變形等級管理監(jiān)控量測的主要口的就是保證施工安全，因此，對監(jiān)控量測實施三級管理。 三級管理可通過極限位移值、位移速度、位移速度變化率等綜合考慮，無論哪種 方法，一旦達到i級管理狀態(tài)，必須立即停止掌子面掘進施工。5. 3. 1通過極限位移值管理主要根據(jù)測點的累計位移值u、測點距開挖面的距離來判定，如表13所示。表13位移管理等級等級管理距開挖面1b距開挖面2b采取措施111uvuib/3uvum3可減少監(jiān)測頻率，繼續(xù)施工iium3wuw2um3u2b/3wuw2u2b/3加強監(jiān)測頻率，加強支護措施1um2u】b/311$2血/3加強監(jiān)測頻率，暫停掘進施工注：u為實測位移值5. 3. 2通過位移速度管理iii級：凈空變化速度小于0. 2mm/d,拱頂下沉速度小于0. 15mm/d,圍巖基 本達到穩(wěn)定。可正常施工。ii級：凈空變化速度在0. 2mm/d5.0mni/dz間，應加強監(jiān)控量測頻率。加 強支護措施。i級：凈空變速