模块7 隧道监控量测70页

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1、隧道施工技术模块模块7 7 监监 控控 量量 测测7.3周边位移7.1 监控量测概述7.2洞内外观察7.4拱顶下沉量测7.5地表下沉量测7.6隧道监控量测数据处理与应用7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 自从新奥法技术问世以来，隧道工程与地下工程的设计与施工技术已有较大的发展。新奥法的特点是借助现场的监控量测对隧道围岩进行动态的监测，指导隧道的开挖作业，并使支护结构的设计与施工进一步优化。量测是对围岩动态监控的重要手段，是新奥法的重要组成部分。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 监控设计的原理是通过现场量测获得围岩力学动态和支护工作状态的有关数据（信息），再通过对这些数据（信息）的

2、数理统计和力学分析，来判断围岩和支护结构体系的稳定性及工作状态，从而选择和修正支护参数及指导施工。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 监控设计通常包括两个阶段：初始设计阶段和修正设计阶段。初始设计一般应用工程类比法与数理初步分析法进行；修正设计则是根据现场量测所得数据进行数值分析和理论解析，做出更为接近工程实际的判断，以此来修正支护参数和指导施工。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 量测是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，它始终伴随着施工的全过程，是新奥法构筑隧道非常重要的一个环节。实践证明，通过工程类比法和量测手段获得有关参数进行设计可以得到满意的效果。

3、7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 近年来我国公路隧道的设计越来越多地采用复合式衬砌形式。复合式衬砌一般由喷锚支护和模筑混凝土衬砌两部分组成。为了掌握施工中围岩稳定程度与支护受力、变形的力学动态或信息，保证设计、施工的安全和经济，必须将现场监控量测项目列入施工组织计划，并在施工中认真实施。隧道监控量测的一般规定隧道监控量测的一般规定1.7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述隧道监控量测的目的隧道监控量测的目的2.（4）工程运营期间的监控手段。（3）校核工程理论计算结果，完善工程类比方法。（2）指导施工，预报险情。（1）为监控设计提供依据。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述隧道监控

4、量测的任务隧道监控量测的任务3.积累资料。（1）（2）（3）（4） 指导施工。修正设计。 确保安全。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 定性的动态反映，也是修正设计的重要依据，必须对反馈的信息做全面分析，最后才能确认或修改设计参数。 简而言之，量测是监控的手段，监控是量测的目的。监控过程可分为现场量测、数据处理和信息反馈。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述隧道监控量测的要求隧道监控量测的要求4. （1）快速埋设测点。 （2）每一次量测数据所需时间尽可能短。 （3）测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力。 （4）测试数据应准确可靠。 （5）测试元件在埋设后应能长期有效地工作。 （6）

5、测试元件应有足够的精度。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述隧道监控量测的项目与方隧道监控量测的项目与方法法5. 监控量测是新奥法三大核心内容之一，公路隧道施工技术规范（TG F602009）规定，现场量测分为必测项目和选测项目两大类。必测项目有4项，分别是洞内外观察、周边位移、拱顶下沉和地表下沉；选测项目有11项，分别是刚架内力及外力，围岩体内位移（洞内设点），围岩体内位移（地表设点），围岩压力，两层支护间压力，锚杆轴力，支护、衬砌内应力，围岩弹性波速度，爆破震动，渗水压力、水流量和地表下沉。各测试项目的测点尽可能布置在同一横断面上，以便于对各测试项目测试结果进行对比分析。7.1 7.1

6、 监控量测概述监控量测概述 选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性意义的区段进行补充测试，要求更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护的效果，具有指导未开挖区的设计与施工的作用。由于不同地质、工程性质等具体条件和对现场量测要取得的数据类型不同，选择的测试项目也不同。由于条件的不同和要取得的信息不同，在不同的隧道工程中往往采用不同的测试项目。但对于一个具体的隧道工程来说，对上述列举的项目不会全部应用，只是有目的地选用其中的几项。这类量测项目测试较为麻烦，量测项目较多，花费较大，一般只根据需要选择其中部分项目。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 我国公路隧道的设计和施工越来越多地采用新奥法。为了

7、掌握施工中围岩的稳定程度与支护受力、变形的力学动态或信息，以判断设计、施工的安全性与经济性，隧道开挖后应按照设计要求和现场实际情况立即布点并进行监测，及时将监测数据和意见建议提交给设计、施工等单位，从而达到反馈设计、指导施工的目的。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 一般情况下，复合式衬砌和锚喷衬砌隧道开工前，应制定施工全过程的监控量测方案。监控量测工作应结合开挖、支护作业的进程，按要求布点和监测，并根据现场实际情况及时调整补充，量测数据应及时分析处理和反馈。在复合式衬砌和喷锚衬砌隧道施工时必须进行必测项目的量测。应根据设计要求、隧道横断面形状和断面大小、埋深、围岩条件、周边环境条件、支

8、护类型和参数、施工方法等综合选择选测项目。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述量测断面的确定和测点的布设量测断面的确定和测点的布设6.1 1）量测断面的确定）量测断面的确定 进行测试的断面有两种：一种是单一的测试断面，另一种是综合的测试断面。把单项量测内容布设在一个测试断面，了解围岩和支护在这个断面上各部位的变化情况，这种测试断面即单一的测试断面；把几项量测内容有机地组合布设在一个测试断面里，使各项量测内容、量测结果、量测手段互相校验，对该断面的动态变化进行综合分析和判断，这种测试断面称为综合的测试断面。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 隧道工程现场量测的测试断面一般均沿隧道纵向间

9、距布设，必测项目的量测间距一般为550 m，但对于洞口段、浅埋地段，以及特别软的地层段，应小于20 m。凡是地质条件差或为重要工程的，应从密布点。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述2 2）测点的布设）测点的布设 在测试断面上测点主要是依据断面形状、围岩级别、开挖方式和支护类型等因素进行布置，在量测中，可根据具体情况决定布设数量，并进行适当的调整。 （1）净空位移量测（收敛量测）的测线数可参考图7-1及表7-5。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述图图7-17-1净空变形量测的测线数净空变形量测的测线数7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述表表7-57-5净空位移量测的测线数净空位移

10、量测的测线数7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 （2）围岩体内位移测孔的布置。围岩体内位移测孔布置，除应考虑地质、隧道断面形状、开挖等因素外，一般应与净空位移测线相应布设，以便使两项测试结果能够相互印证，协同分析与应用。 （3）轴力量测锚杆的布置。轴力量测锚杆在断面上的布置位置要依据具体工程中支护锚杆的安设位置、方式而定，一般可参照围岩内位移测孔布置。 （4）支护、衬砌应力量测布置。喷层（衬砌）应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设外，还要在有代表性的部位设测点，如拱顶、拱腰、拱脚、墙腰、墙脚等部位，并应考虑与锚杆应力量测对应布置。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 （5）地表、

11、地中沉降测点布置。地表、地中沉降测点原则上应布置在隧道中心线上，并在与隧道轴线正交平面的一定范围内布设必要数量的测点，并在有可能下沉的范围外设置不会下沉的固定测点作为参照。 （6）围岩弹性波测孔布置。围岩弹性波测孔宜布置在有代表性的部位。 （7）监控量测频率。监控量测频率间隔时间可分为4个阶段。7.1 7.1 监控量测概述监控量测概述 应根据量测数据处理结果，及时提出调整和优化施工方案与工艺;围岩变形和速率较大时应及时采取安全措施，并建议变更设计。围岩稳定性、二次支护时间应根据所测得的位移量或回归分析所得的最终位移量、位移速度及其变化趋势、隧道埋深、开挖断面大小、围岩等级、支护所受压力、应力、