隧道超前地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測技術(shù)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1隧道隧道(sudo)超前地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測技超前地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測技術(shù)術(shù)第一頁，共72頁。第2頁/共72頁第二頁，共72頁。第3頁/共72頁第三頁，共72頁。第4頁/共72頁第四頁，共72頁。1234 5第5頁/共72頁第五頁，共72頁。第6頁/共72頁第六頁，共72頁。二、地質(zhì)綜合分析二、地質(zhì)綜合分析(fnx)(fnx)基基本要求本要求第7頁/共72頁第七頁，共72頁。1234 5 第8頁/共72頁第八頁，共72頁。第9頁/共72頁第九頁，共72頁。第10頁/共72頁第十頁，共72頁。第11頁/共72頁第十一頁，共72頁。第12頁/共72頁第十二頁，共72頁。三、地質(zhì)三、地質(zhì)(dzh

2、)(dzh)綜合分析主要方法綜合分析主要方法第13頁/共72頁第十三頁，共72頁。 地質(zhì)地質(zhì)(dzh)(dzh)雷雷達(dá)法達(dá)法 地質(zhì)雷達(dá)地質(zhì)雷達(dá)(lid)工作原理示意圖工作原理示意圖第14頁/共72頁第十四頁，共72頁。第15頁/共72頁第十五頁，共72頁。地質(zhì)(dzh)雷達(dá)第16頁/共72頁第十六頁，共72頁。 雷達(dá)雷達(dá)(lid)測試測試 第17頁/共72頁第十七頁，共72頁。實例實例1 某隧道右線某隧道右線YK84948YK84978里程段的超前地質(zhì)里程段的超前地質(zhì)(dzh)預(yù)報中（預(yù)報中（FDMTR17， 2007-08-29），指出圍巖），指出圍巖YK84968YK84972里程段存在節(jié)

3、理蝕變帶或破碎帶，里程段存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，含有一定基巖裂隙水，并建議施工時應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。含有一定基巖裂隙水，并建議施工時應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。 開挖結(jié)果表明，此段圍巖存在較明顯的節(jié)理蝕變帶，且開挖結(jié)果表明，此段圍巖存在較明顯的節(jié)理蝕變帶，且含水量較大，出現(xiàn)水如雨下的情況。含水量較大，出現(xiàn)水如雨下的情況。第18頁/共72頁第十八頁，共72頁。 YK84 YK84948948YK84YK84978978地質(zhì)地質(zhì)(dzh)(dzh)雷達(dá)波形圖雷達(dá)波形圖YK84968YK84972里里程存在水平強(qiáng)反射同相軸，程存在水平強(qiáng)反射同相軸，推測該處圍巖存在節(jié)理蝕變推測該處圍巖存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，

4、并含有一定基帶或破碎帶，并含有一定基巖裂隙水，施工巖裂隙水，施工(sh gng)時應(yīng)注意，并應(yīng)控制進(jìn)尺和時應(yīng)注意，并應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。炸藥量。第19頁/共72頁第十九頁，共72頁?，F(xiàn)場照片現(xiàn)場照片(zhopin)(zhopin) 右線右線YK84YK84968968YK84YK84972972里程段里程段第20頁/共72頁第二十頁，共72頁。實例實例2 某隧道右線出口某隧道右線出口YK68+397YK68+388里里 原設(shè)計圍巖級別為原設(shè)計圍巖級別為級，無斷層存在；級，無斷層存在； 預(yù)報圍巖級別為預(yù)報圍巖級別為IV級偏下級偏下V級。建議對此段圍巖按級。建議對此段圍巖按V類復(fù)合類復(fù)合式襯砌施工

5、，并應(yīng)特別加強(qiáng)錨桿超前支護(hù)以防止拱頂和側(cè)墻發(fā)生掉式襯砌施工，并應(yīng)特別加強(qiáng)錨桿超前支護(hù)以防止拱頂和側(cè)墻發(fā)生掉塊、塌方事故。塊、塌方事故。 預(yù)報結(jié)果預(yù)報結(jié)果(ji gu)經(jīng)開挖證實。經(jīng)開挖證實。 第21頁/共72頁第二十一頁，共72頁。在在YK68+391YK68+391YK68+388YK68+388里程里程即掌子面前方即掌子面前方6 69 9米的范圍米的范圍內(nèi)內(nèi), , 存在兩條由左向右逐漸存在兩條由左向右逐漸變淺的強(qiáng)反射面，判斷為掌變淺的強(qiáng)反射面，判斷為掌子面頂部傾向掌子面前方的子面頂部傾向掌子面前方的構(gòu)造破碎帶與隧道的兩次相構(gòu)造破碎帶與隧道的兩次相交位置，破碎帶內(nèi)節(jié)理裂隙交位置，破碎帶內(nèi)節(jié)理

6、裂隙發(fā) 育 ， 含 水 量 大 ， 局 部發(fā) 育 ， 含 水 量 大 ， 局 部(jb)(jb)存在股狀水流。存在股狀水流。 右線出口右線出口(ch ku)YK68+397YK68+372里程段波形圖里程段波形圖第22頁/共72頁第二十二頁，共72頁。 地震波反射地震波反射(fnsh)(fnsh)法（法（TSP/TGPTSP/TGP） TSP/TGP TSP/TGP測量測量(cling)(cling)原理圖原理圖第23頁/共72頁第二十三頁，共72頁。第24頁/共72頁第二十四頁，共72頁。第25頁/共72頁第二十五頁，共72頁。第26頁/共72頁第二十六頁，共72頁。第27頁/共72頁第二十

7、七頁，共72頁。三、地質(zhì)綜合三、地質(zhì)綜合(zngh)(zngh)分析主要方法分析主要方法第28頁/共72頁第二十八頁，共72頁。三、地質(zhì)綜合三、地質(zhì)綜合(zngh)(zngh)分析主要方法分析主要方法第29頁/共72頁第二十九頁，共72頁。三、地質(zhì)三、地質(zhì)(dzh)(dzh)綜合分析主要方法綜合分析主要方法第30頁/共72頁第三十頁，共72頁。1234 5 目目 錄錄第31頁/共72頁第三十一頁，共72頁。四、地質(zhì)綜合分析實施四、地質(zhì)綜合分析實施(shsh)(shsh)要點要點1、收集和分析研究工程地勘資料2、地表地質(zhì)調(diào)查及復(fù)核3、編制宏觀(hnggun)預(yù)測地質(zhì)分析報告4、開挖地質(zhì)編錄及掌子

8、面地質(zhì)素描5、物探資料綜合分析解釋6、預(yù)報成果與開挖實際對比8、階段性地質(zhì)總結(jié)9、編寫超前地質(zhì)預(yù)報總結(jié)報告 第32頁/共72頁第三十二頁，共72頁。四、地質(zhì)綜合分析四、地質(zhì)綜合分析(fnx)(fnx)實實施要點施要點第33頁/共72頁第三十三頁，共72頁。第34頁/共72頁第三十四頁，共72頁。第35頁/共72頁第三十五頁，共72頁。1監(jiān)控監(jiān)控(jin kn)量測的內(nèi)容量測的內(nèi)容23 5第二部分第二部分 隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)4第36頁/共72頁第三十六頁，共72頁。第37頁/共72頁第三十七頁，共72頁。 現(xiàn)代支護(hù)理論現(xiàn)代支護(hù)理論 一切措施都圍繞圍巖穩(wěn)定一切措施都圍繞圍巖穩(wěn)

9、定(wndng)(wndng)為目的；為目的； 支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，共同作用；支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，共同作用； 復(fù)合體中圍巖是承載主體，最大限度的發(fā)揮圍巖的自復(fù)合體中圍巖是承載主體，最大限度的發(fā)揮圍巖的自承能力，同時也要發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力；承能力，同時也要發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力； 注重現(xiàn)場試驗和監(jiān)控量測注重現(xiàn)場試驗和監(jiān)控量測 第38頁/共72頁第三十八頁，共72頁。第39頁/共72頁第三十九頁，共72頁。1監(jiān)控監(jiān)控(jin kn)量測的內(nèi)容量測的內(nèi)容23 5第二部分第二部分 隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)4第40頁/共72頁第四十頁，共72頁。第41頁/共72頁第四

10、十一頁，共72頁。第42頁/共72頁第四十二頁，共72頁。 量測 項目圍巖種類必測項目選測項目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉地表下沉襯砌應(yīng)力圍巖內(nèi)位移錨桿軸力鋼支撐應(yīng)力接觸壓力混凝土應(yīng)變洞內(nèi)彈性波硬巖軟巖土砂必須實施、可以(ky)實施、必要時實施第43頁/共72頁第四十三頁，共72頁。1監(jiān)控監(jiān)控(jin kn)量測的內(nèi)容量測的內(nèi)容23 5第二部分第二部分 隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)4第44頁/共72頁第四十四頁，共72頁。三三. . 監(jiān)控量測的方法監(jiān)控量測的方法 必測項目必測項目1 1、隧道內(nèi)目測觀察、隧道內(nèi)目測觀察 獲得與圍巖獲得與圍巖(wi yn)(wi yn)穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信

11、息。穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息。 觀察內(nèi)容：觀察內(nèi)容：掌子面地質(zhì)水文條件、巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無斷層，圍巖掌子面地質(zhì)水文條件、巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無斷層，圍巖(wi yn)(wi yn)類別類別，掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等。，掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等。對初期支護(hù)效果對初期支護(hù)效果 ： 噴層有無裂縫，裂縫的部位、長度、寬度、深度噴層有無裂縫，裂縫的部位、長度、寬度、深度第45頁/共72頁第四十五頁，共72頁。2 2、周邊收斂量測、周邊收斂量測 隧道圍巖周邊各點趨向隧道中心的變形稱為收斂。周隧道圍巖周邊各點趨向隧道中心的變形稱為收斂。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映。邊位移

12、是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映。 1 1）量測目的）量測目的 判斷隧道空間的穩(wěn)定性；判斷隧道空間的穩(wěn)定性； 根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時機(jī)；砌施作的合理時機(jī)； 指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。 第46頁/共72頁第四十六頁，共72頁。2 2）量測設(shè)計）量測設(shè)計(shj)(shj) 收斂量測的間距與測線收斂量測的間距與測線 必測項目(xingm)量測斷面間距和每斷面測點數(shù)量 圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點數(shù)量凈空變化拱頂下沉VVI51012條基線13點IV10301條基線1點III30501條基線1點第47頁/共

13、72頁第四十七頁，共72頁。量測頻率：量測頻率可根據(jù)位移速度和量測斷面距開挖(ki w)面距離 按位移(wiy)速度位移速度（mm/d）量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d按距開挖面距離(jl)(注：b為隧道開挖寬度)量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次/23d5b1次/7d第48頁/共72頁第四十八頁，共72頁。3 3）量測儀器）量測儀器(yq)(yq) 目前隧道施工中常用的收斂計為機(jī)械式的收斂計和數(shù)顯式收斂計。例：目前隧道施工中常用的收斂計為機(jī)械式的收斂計和數(shù)顯式收斂計。例：QJ-85QJ-

14、85型型坑道周邊收斂計；坑道周邊收斂計；JSS30AJSS30A型數(shù)顯收斂計；型數(shù)顯收斂計；SWJSWJIVIV型隧道隧道收斂計。型隧道隧道收斂計。第49頁/共72頁第四十九頁，共72頁。第50頁/共72頁第五十頁，共72頁。3 3、拱頂下沉量測、拱頂下沉量測 埋深較淺、固結(jié)程度低的地層，水平成層的場合，這項量埋深較淺、固結(jié)程度低的地層，水平成層的場合，這項量測比收斂量測更為重要。測比收斂量測更為重要。 量測數(shù)據(jù)是確認(rèn)量測數(shù)據(jù)是確認(rèn)(qurn)(qurn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌，保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌

15、，保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資料。料。 第51頁/共72頁第五十一頁，共72頁。1 1、圍巖內(nèi)部位移量測、圍巖內(nèi)部位移量測1 1）隧道圍巖內(nèi)部位移量測的主要目的是：）隧道圍巖內(nèi)部位移量測的主要目的是： 了解隧道圍巖的徑向位移分布和松弛范圍。了解隧道圍巖的徑向位移分布和松弛范圍。 判斷判斷(pndun)(pndun)開挖后圍巖的松動區(qū)、強(qiáng)度下降區(qū)以及彈性區(qū)的開挖后圍巖的松動區(qū)、強(qiáng)度下降區(qū)以及彈性區(qū)的范圍。范圍。 根據(jù)實測結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)，指導(dǎo)施工。根據(jù)實測結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)，指導(dǎo)施工。2 2）量測儀器：多點位移計）量測儀器：多點位移計3 3）測量原理）測量原理 選測項目(xingm)第52頁/共

16、72頁第五十二頁，共72頁。第53頁/共72頁第五十三頁，共72頁。2、錨桿軸力量測1）量測目的了解錨桿實際工作狀態(tài)及軸向力的大小。結(jié)合位移量測，判斷圍巖發(fā)展趨勢，分析圍巖內(nèi)強(qiáng)度下降區(qū)的界限修正錨桿設(shè)計參數(shù)，評價錨桿支護(hù)(zh h)效果。第54頁/共72頁第五十四頁，共72頁。2）量測方法和儀器 錨桿的軸向力測定，按其量測原理可分為電測式和機(jī)械式兩類。 電阻應(yīng)變(yngbin)式和機(jī)械式是通過量測錨桿不同深度處的應(yīng)變(yngbin)（或變形），然后按有關(guān)計算方法轉(zhuǎn)求應(yīng)力。 鋼弦式則是通過測定不同深度處傳感器受力后的鋼弦振動頻率變化，轉(zhuǎn)求應(yīng)力 。第55頁/共72頁第五十五頁，共72頁。3 3、圍

17、巖壓力及兩層支護(hù)間壓力量測、圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力量測 圍巖與支護(hù)或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試。圍巖與支護(hù)或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試。1 1）目的：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷）目的：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷(pndun)(pndun)圍巖圍巖和支護(hù)的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度。和支護(hù)的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度。2 2）量測儀器與原理）量測儀器與原理 液壓式測力計和電測式測力計。液壓式測力計和電測式測力計。 目前隧道中多用電測式。目前隧道中多用電測式。 弦測法原理弦測法原理 第56頁/共72頁第五十六頁，共72頁。鋼弦式壓力(y

18、l)盒布置圖第57頁/共72頁第五十七頁，共72頁。4 4、鋼支撐應(yīng)力量測、鋼支撐應(yīng)力量測 了解鋼支撐的實際工作狀態(tài)，從鋼支撐的性能曲線上可以了解鋼支撐的實際工作狀態(tài)，從鋼支撐的性能曲線上可以(ky)(ky)確定在此壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定在此壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定是否需要采用加固措施。確定是否需要采用加固措施。1 1）量測目的）量測目的了解鋼支撐應(yīng)力的大小，為鋼支撐選型與設(shè)計提供依據(jù)。了解鋼支撐應(yīng)力的大小，為鋼支撐選型與設(shè)計提供依據(jù)。根據(jù)鋼支撐的受力狀態(tài)，判斷隧道空間和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。根據(jù)鋼支撐的受力狀態(tài)，判斷隧道空間和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。了

19、解鋼支撐的實際工作狀態(tài)，保證隧道施工安全。了解鋼支撐的實際工作狀態(tài)，保證隧道施工安全。第58頁/共72頁第五十八頁，共72頁。2）量測元件 鋼弦式表面(biomin)應(yīng)變計 鋼弦式鋼筋應(yīng)力計 鋼弦式表面(biomin)應(yīng)變計結(jié)構(gòu)圖 鋼弦式鋼筋(gngjn)應(yīng)力計 第59頁/共72頁第五十九頁，共72頁。第60頁/共72頁第六十頁，共72頁。5 5、混凝土應(yīng)力量測、混凝土應(yīng)力量測 了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；判斷支護(hù)所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；判斷支護(hù)(zh (

20、zh h)h)結(jié)構(gòu)長期使用的可靠性以及安全程度；檢驗二次襯砌設(shè)計的結(jié)構(gòu)長期使用的可靠性以及安全程度；檢驗二次襯砌設(shè)計的合理性，積累資料。合理性，積累資料。第61頁/共72頁第六十一頁，共72頁。1監(jiān)控監(jiān)控(jin kn)量測的內(nèi)容量測的內(nèi)容23 5第二部分第二部分 隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)4第62頁/共72頁第六十二頁，共72頁。四四. . 量測數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用量測數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用1 1、 量測數(shù)據(jù)處理的目的量測數(shù)據(jù)處理的目的 將同一量測斷面的各種量測數(shù)將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比、相互印證，以確認(rèn)據(jù)進(jìn)行分析對比、相互印證，以確認(rèn)量測結(jié)果的可靠性；量測結(jié)果的可靠性； 探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時間變化規(guī)律、空間分布規(guī)律，力隨時間變化規(guī)律、空間分布規(guī)律，判定圍巖和支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定判定圍巖和支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定(wndng)(wndng)狀狀態(tài)。態(tài)。2 2、量測數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容、量測數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容 繪制監(jiān)測曲線，選擇回歸曲線繪制監(jiān)測曲線，選擇回歸曲線 第63頁/共72頁第六十三頁，共72頁。3、量測數(shù)據(jù)的應(yīng)用 1）初期支護(hù)階段圍巖穩(wěn)定性的判據(jù)和施工管理根據(jù)最大位移值進(jìn)行施工管理U小