《道路工程試驗(yàn)與檢測(cè)（智媒體版）》課件 任務(wù)5.2 課件-圍巖周邊位移量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)

任務(wù)5.2：拱頂下沉監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容4監(jiān)控量測(cè)的目的123儀表及精度測(cè)點(diǎn)的布置測(cè)量方法5測(cè)量結(jié)果6結(jié)論與工程建議

3.1監(jiān)控量測(cè)的目的拱頂是隧道周邊上的一個(gè)特殊點(diǎn)、撓度最大，其位移情況具有的一個(gè)特殊點(diǎn)。了解斷面變化情況，判斷拱頂?shù)姆€(wěn)定性，防止塌方。

3.2監(jiān)控量測(cè)的儀表及其精度圖1精密水準(zhǔn)儀圖2鋼卷尺

3.3測(cè)點(diǎn)的布置1、測(cè)點(diǎn)的選擇圖1拱頂下沉斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖2拱頂下沉測(cè)樁2、測(cè)量端面的布置與圍巖周邊位移量測(cè)布置在同一斷面上。

3.4測(cè)量方法（1）將水準(zhǔn)儀安放在標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)和拱頂測(cè)點(diǎn)之間;1、測(cè)量操作圖3拱頂下沉測(cè)試方法示意圖（2）水準(zhǔn)尺底端抵在標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)上，并將水準(zhǔn)尺調(diào)整到水平位置，然后通過(guò)水準(zhǔn)儀后視水準(zhǔn)尺記下讀數(shù)為;（3）前視普通鋼卷尺記下讀數(shù)位。若標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)的高程為H0，則本次測(cè)試拱頂測(cè)點(diǎn)的高程為H0+H1+H2，兩次不同測(cè)試的拱頂高程差即為兩次間隔時(shí)間內(nèi)的拱頂下沉。

3.4測(cè)點(diǎn)的布置2、測(cè)量頻率表1隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法表項(xiàng)目名稱方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間1～15天16天～1個(gè)月1～3個(gè)月3個(gè)月以后拱頂下沉水平儀、鋼掛尺每10～50m一個(gè)斷面每斷面3對(duì)測(cè)點(diǎn)1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月

3.5測(cè)量結(jié)果例：?jiǎn)糖f隧道代表性斷面ZK42+665的拱頂下沉和凈空收斂曲線及位移速度曲線見(jiàn)圖3、圖4。圖3位移與時(shí)間關(guān)系曲線圖4位移速度與時(shí)間關(guān)系曲線量測(cè)間隔時(shí)間(d)累計(jì)間隔時(shí)間(d)當(dāng)日拱頂下沉量(mm)累計(jì)拱頂下沉量(mm)當(dāng)日拱頂下沉速率(mm/d)累計(jì)拱頂下沉速率(mm/d)拱頂下沉即時(shí)速率(mm/d)00000000.990.991.961.961.981.985.2276767681.062.051.463.421.371.672.5245853661.083.132.575.992.381.911.6534824280.984.110.36.290.311.531.2592214111.035.141.637.921.571.541.006887160.976.110.448.360.461.370.8470376432.028.131.179.530.581.170.6365805661.9810.111.0710.60.541.050.511909001

3.6結(jié)論及工程建議覆蓋層厚度圍巖級(jí)別＜50m50～300m＞300mⅢ0.1～0.30.2～0.50.4～1.2Ⅳ0.15～0.50.4～1.20.8～2.0Ⅴ0.2～0.80.6～1.61.0～3.0注：①相對(duì)位移值是指實(shí)測(cè)位移值與兩側(cè)點(diǎn)距離之比，或拱頂下沉與隧道寬度比；②脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值；③Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ級(jí)圍巖可按工程類比初步選定允許值范圍；④本表所列數(shù)值可在施工過(guò)程中通過(guò)實(shí)測(cè)和資料積累作適當(dāng)修正。施作二次襯砌的時(shí)間：拱頂下沉速率小于0.07～0.15mm/d

任務(wù)5.2圍巖內(nèi)部位移監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容4監(jiān)控量測(cè)的目的123儀表及精度測(cè)點(diǎn)的布置測(cè)量方法5測(cè)量結(jié)果6結(jié)論與工程建議

8.1監(jiān)控量測(cè)的目的圍巖內(nèi)部各點(diǎn)的位移是圍巖動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，它能反映圍巖內(nèi)部的松弛程度和范圍的大小，是判斷圍巖穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。結(jié)構(gòu)VWM型振弦式多點(diǎn)位移計(jì)主要由位移傳感器及護(hù)管、不銹鋼測(cè)桿及PVC護(hù)管、安裝基座、護(hù)管連接座、錨頭、護(hù)罩、信號(hào)傳輸電纜等組成。

8.4測(cè)量方法工作原理當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生位移變形時(shí)將會(huì)通過(guò)多點(diǎn)位移計(jì)的錨頭帶動(dòng)測(cè)桿，測(cè)桿再拉動(dòng)位移計(jì)的拉桿產(chǎn)生位移變形。位移計(jì)拉桿的位移變形傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的變形量。

8.3測(cè)點(diǎn)的布置沿隧道圍巖周邊分別在拱頂、拱腰和邊墻共打5個(gè)深孔，孔深3.7m～5m、孔徑Ф50mm，采用4點(diǎn)桿式多點(diǎn)位移計(jì)量測(cè)，一個(gè)斷面共20個(gè)測(cè)點(diǎn)。量測(cè)斷面盡可能靠近掌子面，及時(shí)安裝，測(cè)取讀數(shù)。圖3圍巖內(nèi)部位移和錨桿軸力量測(cè)斷面布置圖1、位移傳感器和基座

多點(diǎn)位移計(jì)出廠時(shí)傳感器以及護(hù)管和護(hù)管連接座均已安裝就位在基座上，觀測(cè)電纜也已接好，安裝埋設(shè)時(shí)只需連接測(cè)桿、護(hù)管、錨頭等附件即可使用。

8.4測(cè)量方法多點(diǎn)位移計(jì)基座部分出廠裝配示意圖乙

位移傳感器與安裝基座的組裝示意圖2、測(cè)桿、護(hù)管、錨頭等附件

安裝前應(yīng)首先核對(duì)設(shè)計(jì)測(cè)量點(diǎn)數(shù)及各點(diǎn)深度，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的測(cè)量深度配備不銹鋼測(cè)桿(￠6)和PVC護(hù)管(￠16)的長(zhǎng)度。

測(cè)桿分為：0.5米、1米、1.5米三種長(zhǎng)度，一般以1.5米的測(cè)桿為主，0.5米和1米的測(cè)桿用于調(diào)配測(cè)桿總長(zhǎng)度。護(hù)管為1.5米標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，客戶安裝時(shí)可自由裁成需要的長(zhǎng)度。2、測(cè)桿、護(hù)管、錨頭等

多點(diǎn)位移計(jì)組裝時(shí)首先分別將各點(diǎn)第一節(jié)測(cè)桿和傳感器拉桿連接，當(dāng)各點(diǎn)第二節(jié)測(cè)桿與第一節(jié)測(cè)桿連接完成后，穿入各點(diǎn)第一節(jié)護(hù)管，護(hù)管的一頭插入護(hù)管連接座，另一頭與下一節(jié)護(hù)管連接，其后套入分配盤。依次連接各點(diǎn)的測(cè)桿和護(hù)管到各自規(guī)定的長(zhǎng)度為止(測(cè)桿比護(hù)管長(zhǎng)一點(diǎn))。測(cè)桿和測(cè)桿連接用測(cè)桿接頭連接旋緊，護(hù)管和護(hù)管連接用護(hù)管接頭帶PVC膠連接牢固。

當(dāng)各點(diǎn)測(cè)桿和護(hù)管接長(zhǎng)到規(guī)定的長(zhǎng)度后，分別安裝護(hù)管密封頭和錨頭。護(hù)管密封頭穿過(guò)測(cè)桿，外圓處涂PVC膠插入護(hù)管尾部固定。錨頭直接旋在測(cè)桿尾部即可使用。測(cè)桿和測(cè)桿護(hù)管與傳感器的連接示意圖測(cè)桿及錨頭和護(hù)管及密封頭的組裝3、分配盤和自鎖扎帶

分配盤固定在距安裝基座0.5米左右處，其作用是在孔口將測(cè)桿和護(hù)管分配在規(guī)定的位置上，以便于傳感器和安裝基座的就位以及測(cè)桿的靈活移動(dòng)。

自鎖扎帶的作用是使組裝好的護(hù)管和測(cè)桿能集中，接長(zhǎng)后不扭曲或交錯(cuò)在一起。同時(shí)也有利于多點(diǎn)位移計(jì)在入孔就位時(shí)測(cè)桿不會(huì)散開(kāi)，減少與孔壁間的摩擦便于安裝就位。安裝時(shí)應(yīng)每隔約2米左右距離，將測(cè)桿護(hù)管(包括排氣管)等排列整齊，用自鎖扎帶捆扎在一起。定位盤、自鎖扎帶的使用4、觀測(cè)電纜

多點(diǎn)位移計(jì)在出廠時(shí)已配備了一定長(zhǎng)度的觀測(cè)電纜，電纜長(zhǎng)度通常根據(jù)客戶的要求配備。觀測(cè)電纜與傳感器電纜的連接采用接線端子連接的方法，出廠時(shí)已連接好。在工地現(xiàn)場(chǎng)如需檢查線路或更換傳感器只要打開(kāi)護(hù)罩即可操作。

多點(diǎn)位移計(jì)安裝完成后，請(qǐng)用讀數(shù)儀讀取各支傳感器的讀數(shù)，調(diào)整傳感器的初始值(也就是確定傳感器的拉壓范圍)，確認(rèn)無(wú)安裝錯(cuò)誤或沒(méi)有需要調(diào)整的部件后再封口灌漿。觀測(cè)電纜的連接示意圖多點(diǎn)位移計(jì)標(biāo)準(zhǔn)配置(4點(diǎn))的接線表：測(cè)點(diǎn)號(hào)端子號(hào)10芯電纜芯線傳感器電纜芯線1#1紅色長(zhǎng)線1#傳感器紅色線2紅色短線1#傳感器黑色線2#3黑色長(zhǎng)線2#傳感器紅色線4黑色短線2#傳感器黑色線3#5藍(lán)色長(zhǎng)線3#傳感器紅色線6藍(lán)色短線3#傳感器黑色線4#7黃色長(zhǎng)線4#傳感器紅色線8黃色短線4#傳感器黑色線溫度9白色線4#傳感器白色線10綠色線4#傳感器綠色線屏蔽11屏蔽線4個(gè)測(cè)點(diǎn)屏蔽線并接測(cè)點(diǎn)數(shù)測(cè)桿埋設(shè)孔徑傳感器護(hù)管埋設(shè)孔徑傳感器護(hù)管埋設(shè)孔徑深度2點(diǎn)￠90￠110≥3803點(diǎn)￠90￠110≥3804點(diǎn)￠90￠110≥3805點(diǎn)￠110￠125≥3806點(diǎn)￠110￠140≥3808點(diǎn)￠125￠150≥3805、多點(diǎn)位移計(jì)安裝適用孔徑

多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)量點(diǎn)數(shù)的多少訣定了埋設(shè)所需鉆孔孔徑的大小，多點(diǎn)位移計(jì)基座地面安裝埋設(shè)適用孔徑和深度表如下。多點(diǎn)位移計(jì)基座地下安裝埋設(shè)請(qǐng)自定孔徑和深度。

多點(diǎn)位移計(jì)基座地面安裝埋設(shè)適用孔徑表：8.4.2多點(diǎn)位移計(jì)的埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)的埋設(shè)分為正向埋設(shè)和反向埋設(shè)(見(jiàn)圖甲)。多點(diǎn)位移計(jì)出廠時(shí)傳感器固定在基座上是以正向埋設(shè)方式裝配的，此時(shí)傳感器露出基座上邊的部分(X)處在最高位，傳感器拉桿量程(Y)處于最大量程位置(見(jiàn)圖乙)。多點(diǎn)變位計(jì)的安裝埋設(shè)示意圖甲反向安裝

正向安裝8.4.3通氣管和灌漿管多點(diǎn)位移計(jì)正向埋設(shè)(向下)：排氣管從多點(diǎn)位移計(jì)安裝基座旁邊引出，排氣管伸進(jìn)孔內(nèi)1-2米即可。灌漿管也是在多點(diǎn)位移計(jì)安裝基座的旁邊伸進(jìn)鉆孔內(nèi)，一般直通到孔底，深度達(dá)到測(cè)桿錨頭的下部。多點(diǎn)位移計(jì)反向埋設(shè)(向上)：排氣管應(yīng)與測(cè)桿一起安裝，其長(zhǎng)度應(yīng)比最長(zhǎng)的測(cè)桿錨頭長(zhǎng)出20cm以上，以保證注漿時(shí)空氣能完全排出。灌漿管在多點(diǎn)位移計(jì)安裝基座旁邊伸進(jìn)孔內(nèi)，其深度伸進(jìn)孔內(nèi)1～2米即可。排氣管采用小口徑無(wú)接頭能承受一定壓力的長(zhǎng)塑料硬管為宜。8.4.4灌漿多點(diǎn)位移計(jì)安裝就位后應(yīng)盡快灌漿，以防孔中有破碎巖石掉塊或泥沙固結(jié)從而影響灌漿的順利進(jìn)行。灌漿過(guò)程中排氣管內(nèi)會(huì)不斷有空氣排出，當(dāng)排氣管中開(kāi)始回漿時(shí)表明灌漿已滿。此時(shí)，可拆除灌漿設(shè)備，堵住灌漿管和排氣管。由于多點(diǎn)位移計(jì)安裝有正向埋設(shè)和反向埋設(shè)之分，因此灌漿也分為孔口灌漿和孔底灌漿兩種方式。

8.4測(cè)量方法項(xiàng)目名稱方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間1～15天16天～1個(gè)月1～3個(gè)月3個(gè)月以后選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)）多點(diǎn)位移計(jì)每30～100m一個(gè)斷面每斷面2～11對(duì)測(cè)點(diǎn)1～2次/天1次/2天1～