隧道工程試驗(yàn)檢測(cè)原理及檢測(cè)技術(shù)

隧道工程試驗(yàn)檢測(cè)原理及檢測(cè)技術(shù)§1施工監(jiān)控量測(cè)第一節(jié)概述隧道施工過(guò)程中使用各種類型的儀表和工具，對(duì)圍巖和支護(hù)、襯砌的力學(xué)行為以及它們之間的力學(xué)關(guān)系進(jìn)行量測(cè)和觀察，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，統(tǒng)稱為監(jiān)控量測(cè)。

1、隧道監(jiān)控量測(cè)的必要性：⑴隧道工程作為工程建筑物，受力特點(diǎn)與地面工程有很大的差別。⑵隧道在開(kāi)挖支護(hù)成形運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，自始自終都存在受力狀態(tài)變化這一特性。2、施工監(jiān)控量測(cè)的目的和任務(wù)⑴通過(guò)監(jiān)控量測(cè)了解各施工階段地層與支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，判斷圍巖的穩(wěn)定性、支護(hù)、襯砌的可靠性；⑵用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果彌補(bǔ)理論分析過(guò)程中存在的不足，并把監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工，為修改施工方法，調(diào)整圍巖級(jí)別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)；⑶通過(guò)監(jiān)控量測(cè)對(duì)施工中可能出現(xiàn)的事故和險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)報(bào)，以便及時(shí)采取措施，防患于未然；⑷通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，判斷初期支護(hù)穩(wěn)定性，確定二次襯砌合理的施作時(shí)間；⑸通過(guò)監(jiān)控量測(cè)了解該工程條件下所表現(xiàn)、反映出來(lái)的一些地下工程規(guī)律和特點(diǎn)，為今后類似工程或該施工方法本身的發(fā)展提供借鑒，依據(jù)和指導(dǎo)作用。

量測(cè)項(xiàng)目圍巖種類必測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉錨桿抗拔力地表下沉圍巖內(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

量測(cè)項(xiàng)目圍巖種類必測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目洞內(nèi)觀察凈空收斂拱頂下沉錨桿抗拔力地表下沉圍巖內(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(shí)施、可以實(shí)施、必要時(shí)實(shí)施監(jiān)控量測(cè)與反饋流程圖第二節(jié)必測(cè)項(xiàng)目1、隧道內(nèi)目測(cè)觀察細(xì)致的目測(cè)觀察，對(duì)于監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性是既省事而作用又很大的監(jiān)測(cè)方法，它可以獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視，所以目測(cè)觀察是新奧法量測(cè)中的必測(cè)項(xiàng)目。1）隧道目測(cè)觀察的目的是：⑴預(yù)測(cè)開(kāi)挖面前方的地質(zhì)條件。⑵為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)。⑶根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠程度。2）觀察內(nèi)容：⑴掌子面地質(zhì)水文條件、巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無(wú)斷層，是否偏壓、圍巖類別，掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等，并做好記錄。⑵對(duì)初期支護(hù)效果觀察包括：錨桿的錨固效果、噴層的光潔度、噴層有無(wú)裂縫，裂縫的部位、長(zhǎng)度、寬度、深度，噴層是否把鋼支撐全部覆蓋。2、周邊趣收斂析量測(cè)隧道衫圍巖翅周邊莊各點(diǎn)石趨向廟隧道擱中心鏈的變震形稱雖為收嶼斂。泥所謂唉周邊寄收斂寇量測(cè)五主要敞是隧道夕內(nèi)壁脈面兩尖點(diǎn)連老線方押向的背距離興的變?cè)┬瘟扛诺牧克覝y(cè)。收斂紗值為內(nèi)兩次胸量測(cè)養(yǎng)的距辦離之飲差。1）量值測(cè)目駛的收斂萌量測(cè)曠是隧續(xù)道施棚工監(jiān)信控量齡測(cè)的渡重要驢項(xiàng)目杠。周黨邊位廁移是竊隧道茄圍巖粱應(yīng)力舌狀態(tài)使變化鍋?zhàn)钪眱€觀的忙反映衫，通相過(guò)周燙邊位借移量滾測(cè)可帶以達(dá)會(huì)到以禁下目吉的。⑴判輸斷隧野道空雪間的英穩(wěn)定楊性；⑵根該據(jù)變駁位速閃度判訊斷圍忘巖穩(wěn)惱定程證度和帥二次爬襯砌雀施作絞的合娃理時(shí)壘機(jī)；⑶指兇導(dǎo)現(xiàn)博場(chǎng)的黨施工該。2）量壟測(cè)設(shè)前計(jì)⑴收飾斂量刊測(cè)的確間距規(guī)與測(cè)保線必測(cè)蛾項(xiàng)目戒量測(cè)孤斷面右間距抵和每女?dāng)嗝婢販y(cè)點(diǎn)龜數(shù)量圍巖類別斷面間距（m）每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量?jī)艨兆兓绊斚鲁立瘛?～101～2條基線1～3點(diǎn)Ⅲ10～301條基線1點(diǎn)Ⅳ30～501條基線1點(diǎn)⑵量測(cè)唯頻率卻：量毅測(cè)頻臂率可皆根據(jù)層位移川速度借和量幅測(cè)斷恥面距爹開(kāi)挖繡面距菠離按位濤移速肯度位移速度（mm/d）量測(cè)頻率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d按距釘開(kāi)挖謙面距離(注：b為隧灑道開(kāi)替挖寬懇度)量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離（m）量測(cè)頻率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d3）量橫測(cè)儀縣器目前單隧道永施工恢中常什用的礦收斂松計(jì)為鄭機(jī)械夸式的望收斂很計(jì)和巷數(shù)顯字式收謙斂計(jì)兼。例自：QJ艘-8相5型坑森道周渾邊收門(mén)斂計(jì)蘇；JS遷S3識(shí)0A型數(shù)正顯收河斂計(jì)厭；SW廁J－IV型隧存道隧租道收班斂計(jì)尸。4）測(cè)側(cè)試原閥理測(cè)試養(yǎng)中讀盜得初把始數(shù)偷值X0；間故隔時(shí)蝕間t后，滲用同及樣的大方法憐可讀假得t時(shí)刻喜的值Xt，則t時(shí)刻起的周啊邊收炊斂值Ut即為覺(jué)的兩嚴(yán)次讀今數(shù)差享。即Ut＝L0－Lt＋Xt1－Xt0式中摧：L0——初讀似數(shù)時(shí)抹所用訪尺孔妙刻度籌值；Lt——時(shí)刻樓時(shí)所零用尺載孔刻餅度值北；Xt1——時(shí)刻測(cè)時(shí)經(jīng)乘溫度還修正踩后的欺讀數(shù)朱值，Xt1＝Xt＋εtXt0——初讀嚇數(shù)時(shí)濫經(jīng)溫御度修賤正后馬的讀澡數(shù)值游，Xt0＝X0＋εtXt——時(shí)刻圍量測(cè)蹄時(shí)讀距數(shù)值普；X0——初始啦時(shí)刻敬讀數(shù)未值；εt——溫度園修正沙值；εt＝α（T0－T）Lα——鋼尺研線膨漫脹系宗數(shù)；T0——鑒定潤(rùn)鋼尺患的標(biāo)僅準(zhǔn)溫援度，T0=2狀0℃T——每次家量測(cè)映時(shí)的聲平均丈氣溫??；L——鋼尺顆長(zhǎng)度筍。3、拱頂加下沉柿量測(cè)埋深擺較淺徑、固粗結(jié)程訓(xùn)度低閉的地任層，襪水平罰成層多的場(chǎng)膏合，補(bǔ)這項(xiàng)乳量測(cè)冬比收剃斂量桶測(cè)更蜜為重察要。1）量纏測(cè)目敬的量測(cè)榜數(shù)據(jù)暈是確舒認(rèn)圍穴巖的碌穩(wěn)定哥性，算判斷技支護(hù)殼效果腫，指覆導(dǎo)施軟工工選序，屈預(yù)防蹤蝶拱頂舟崩塌彩，保術(shù)證施騙工質(zhì)道量和辣安全慌的最漢基本相的資橫料。2）量籌測(cè)儀洽器精密建水準(zhǔn)螺儀3）量膛測(cè)原隨理第一補(bǔ)次讀聾數(shù)后拌視點(diǎn)律讀數(shù)貼為A1，前領(lǐng)視讀存數(shù)為B1；第折二次球后視攪點(diǎn)讀漲數(shù)為A2，前技視讀北數(shù)為B2。拱按頂變暗位計(jì)蠻算方凱法如界下：⑴差腦值計(jì)貞算法等：鋼盈尺和斗標(biāo)尺弱均正陶立（閱即讀逝數(shù)上睛小下盈大）舅。后視彩讀數(shù)黃差A(yù)=噴A2事-A否1前視澆讀數(shù)笛差B=便B2樸-B術(shù)1拱頂冠變位拉值C=羞B-蘭A恩C如>0拱頂鄰上移殲；C<鐘0拱頂崖下沉插。⑵水瓣準(zhǔn)計(jì)唯算法朽：通凳過(guò)計(jì)緒算前心后兩共次拱稠頂測(cè)謹(jǐn)點(diǎn)的曠高程艦差來(lái)圍求拱菜頂?shù)娜巫兾还P值?；摮呖褡x數(shù)理上小谷下大從，標(biāo)聰尺讀蔬數(shù)下統(tǒng)小上票大，饑標(biāo)尺芒基準(zhǔn)繩點(diǎn)標(biāo)魯高假薄定為K0。第一見(jiàn)次拱摧頂標(biāo)粘高Kd坑1=拼K0頌+A賺1+邪B1第二糟次拱讀頂標(biāo)番高Kd房誠(chéng)2=標(biāo)K0國(guó)+A葡2+贊B2拱頂厲變位活值C=泳Kd日2-蒙Kd徑1=盼A2舉-A壺1+復(fù)B2評(píng)-B溪1C>耕0拱頂獨(dú)上移號(hào)；C<溝0拱頂挺下沉跌。1、圍巖紹內(nèi)部判位移鼠量測(cè)1）隧始道圍身巖內(nèi)連部位蜓移量兔測(cè)的貿(mào)主要狀目的戴是：⑴了東解隧數(shù)道圍遍巖的蔥徑向己位移扭分布缺和松務(wù)弛范招圍。⑵判革斷開(kāi)吉挖后粗圍巖懶的松角動(dòng)區(qū)銹、強(qiáng)仰度下規(guī)降區(qū)筆以及經(jīng)彈性紀(jì)區(qū)的振范圍澇。⑶根磨據(jù)實(shí)格測(cè)結(jié)續(xù)果優(yōu)煤化錨辰桿參蜘數(shù)，斯指導(dǎo)船施工后。2）量幕測(cè)儀今器：達(dá)多點(diǎn)謹(jǐn)位移托計(jì)3）測(cè)遭量原寫(xiě)理第二賺節(jié)選串測(cè)項(xiàng)飯目2、錨貴桿軸瞧力量已測(cè)1）量梳測(cè)目嘴的⑴了霉解錨惹桿實(shí)漆際工極作狀挎態(tài)及婚軸向庸力的趕大小重。⑵結(jié)撈合位料移量獄測(cè)，叢判斷摧圍巖榮發(fā)展務(wù)趨勢(shì)映，分籠析圍辦巖內(nèi)遇強(qiáng)度敏下降示區(qū)的驢界限⑶修受正錨倚桿設(shè)倚計(jì)參名數(shù)，即評(píng)價(jià)世錨桿株支護(hù)樓效果經(jīng)。2）量泛測(cè)方抗法和母儀器錨桿刪的軸恐向力鍋測(cè)定獻(xiàn)，按刊其量掛測(cè)原進(jìn)理可睛分為電測(cè)簡(jiǎn)式和機(jī)械母式兩類甲。其中即電測(cè)毒式又善可分脾為電腫阻應(yīng)為變式崖和鋼娛弦式哀。電阻庭應(yīng)變康式和病機(jī)械焦式是誤通過(guò)誘量測(cè)待錨桿忌不同球深度島處的災(zāi)應(yīng)變棋（或練變形渡），枯然后裁按有村關(guān)計(jì)助算方欠法轉(zhuǎn)媽求應(yīng)席力。鋼弦梢式則塔是通腔過(guò)測(cè)釀定不植同深沫度處鋤傳感列器受斑力后響的鋼船弦振追動(dòng)頻競(jìng)率變金化，灶轉(zhuǎn)求屆應(yīng)力饅，其旅工作獎(jiǎng)原理新見(jiàn)本哲章的橫弦測(cè)君法原僅理。3、圍巖攪壓力并及兩仍層支簡(jiǎn)護(hù)間味壓力求量測(cè)隧道迎開(kāi)挖胡后，煮圍巖寇要向近凈空防方向透變形駁，而飼支護(hù)饅結(jié)構(gòu)臉要阻戀止這市種變淡形，弟這樣要就會(huì)物產(chǎn)生拌圍巖員作用岸與支上護(hù)結(jié)憲構(gòu)上拐的圍趙巖壓色力。否圍巖血壓力塞量測(cè)搶，通的常情半況下央是指拋圍巖州與支泉護(hù)或猜噴層肚與二匠次襯白砌混見(jiàn)凝土制間的獎(jiǎng)接觸寬壓力秋的測(cè)局試。1）目痰的：年了解敲圍巖籍壓力蒼的量情值及編分布納狀態(tài)許；判彼斷圍塔巖和旨支護(hù)洋的穩(wěn)靠定性犬，分韻析二煮次襯該砌的額穩(wěn)定思性和靠安全針度。2）量惑測(cè)儀鼠器與掉原理接觸鬼壓力暖量測(cè)爸儀器拋根據(jù)恩測(cè)試射原理劑和測(cè)恩力計(jì)鬼結(jié)構(gòu)訓(xùn)不同杠分為液壓睛式測(cè)擦力計(jì)和電測(cè)汁式測(cè)辰力計(jì)。目前蒙隧道導(dǎo)中多養(yǎng)用電傾測(cè)式丸，弦測(cè)取法原就理：透在傳罷感器搶中有多一根得張緊予的鋼嬸弦，久當(dāng)傳陵感器碧受外粒力作鉤用時(shí)內(nèi)，弦投的內(nèi)暑應(yīng)力芽發(fā)生峽變化芽，隨陷著弦愿的內(nèi)餅應(yīng)力袍改變細(xì)，自附振頻協(xié)率也架相應(yīng)脾地發(fā)漏生變貞化，差弦的鵲張力罪越大配，自鏈振頻男率越辱高，勁反之墊，自懷振頻臉率越藥低。圖6－14鋼弦記式雙硬膜壓拿力盒放構(gòu)造糧圖1－剛訓(xùn)性板盒；2－彈牽性板姨；3－傳釋力軸蛇；4－弦曉?shī)A；5－鋼最弦鋼弦腔式壓蹄力盒峰布置縮慧圖4、鋼支符撐應(yīng)罵力量轉(zhuǎn)測(cè)一般僵在Ⅵ、Ⅴ級(jí)圍也巖中乎常采銷用型模鋼支疊撐；Ⅳ級(jí)圍猛巖中投常采頸用格他柵支扒撐。閃通過(guò)陶對(duì)鋼遍支撐性的應(yīng)斤力量露測(cè)，尼可知宿鋼支技撐的佛實(shí)際換工作緩狀態(tài)鏟，從濟(jì)鋼支膠撐的報(bào)性能慚曲線折上可躍以確煎定在閘此壓辯力作融用下碼鋼支州撐所晉具有標(biāo)的安知全系有數(shù)，元視具喊體情直況確笨定是編否需鋤要采艷用加葛固措故施。1）量況測(cè)目稱的⑴了拔解鋼俊支撐使應(yīng)力拌的大所小，足為鋼蛇支撐誰(shuí)選型頓與設(shè)濫計(jì)提因供依誼據(jù)。⑵根委據(jù)鋼巡壽支撐捷的受規(guī)力狀恨態(tài)，煌判斷凝隧道卵空間尚和支掩護(hù)結(jié)銅構(gòu)的韻穩(wěn)定研性。⑶了泊解鋼瓣支撐悉的實(shí)請(qǐng)際工鄰作狀叢態(tài)，跡保證提隧道榨施工滋安全剩。2）量央測(cè)元汪件目前隸使用退較普許遍的從型鋼糕支撐廣應(yīng)力歌量測(cè)余多采東用鋼弦陜式表芬面應(yīng)買變計(jì)，格柵申支撐賺應(yīng)力北量測(cè)逮多采箱用鋼弦集式鋼董筋應(yīng)帶力計(jì)。鋼弦信式表肉面應(yīng)拼變計(jì)晃結(jié)構(gòu)腳圖鋼弦姿式鋼陽(yáng)筋應(yīng)扇力計(jì)5、混凝帽土應(yīng)郊力量煩測(cè)混凝浙土應(yīng)奮力量逝測(cè)包位括噴司射混鄭凝土保和二漢次襯弟砌?；@筑混由凝土籍應(yīng)力毒量測(cè)絲式。其容目的半是了固解混逮凝土落層的材變形頸特性荒以及疼混凝膀土的泊應(yīng)力墊狀態(tài)垮；掌認(rèn)握噴哈層所凍受應(yīng)愉力的傘大小竄，判碧斷噴糧射混寨凝土饞層的陣穩(wěn)定楊狀況鞠；判忍斷支證護(hù)結(jié)販構(gòu)長(zhǎng)煙期使流用的管可靠遵性以熊及安華全程反度；刑檢驗(yàn)局二次采襯砌巷設(shè)計(jì)代的合她理性瞇，積畜累資鼓料。第三題節(jié)揪量測(cè)予數(shù)據(jù)量處理湊及應(yīng)虹用1、摔量測(cè)值數(shù)據(jù)千處理族的目婦的由于急現(xiàn)場(chǎng)煩量測(cè)渴所得蜘的原糧始數(shù)很據(jù)，漏不可躺避免畝具有鼓一定挽的離壩散性添，其雞中包蘆含著絞測(cè)量暮誤差輔甚至訴測(cè)試?yán)﹀e(cuò)誤儉。不鐮經(jīng)過(guò)甘整理慢和數(shù)肢學(xué)處爐理的佩量測(cè)級(jí)數(shù)據(jù)閑一時(shí)辯難以尾直接劫利用蒸。數(shù)報(bào)學(xué)處鏡理的攜目的葉是：⑴將賊同一書(shū)量測(cè)枝斷面制的各率種量胳測(cè)數(shù)查據(jù)進(jìn)系行分汗析對(duì)丟比、傾相互它印證施，以縱確認(rèn)穴量測(cè)鴿結(jié)果解的可聽(tīng)靠性觀；⑵探陰求圍卸巖變示形或喂支護(hù)洲系統(tǒng)咱的受課力隨狂時(shí)間憐變化垂規(guī)律蝴、空栽間分膊布規(guī)竊律，爛判定咱圍巖霞和支盲護(hù)系銹統(tǒng)穩(wěn)糞定狀滑態(tài)。2、量倘測(cè)數(shù)結(jié)據(jù)處醬理的濫內(nèi)容⑴繪品制位花移、肅應(yīng)力捎、應(yīng)士變隨盯時(shí)間牲變化橡的曲膝線－潛時(shí)態(tài)扔曲線晉；⑵繪復(fù)制位授移速源率、濃應(yīng)力變速率傾、應(yīng)拐變速炎率隨撤時(shí)間級(jí)變化肢的曲施線；⑶繪勤制位查移、怒應(yīng)力篩、應(yīng)閥變隨洗開(kāi)挖買面推攝進(jìn)變包化的季曲線暴－空酬間曲妨線；⑷繪柜制位績(jī)移、奸應(yīng)力茅、應(yīng)盡變隨甘圍巖彩深度贏變化選的曲購(gòu)線；⑸繪峰制接五觸壓異力、擦支護(hù)圾結(jié)構(gòu)虧應(yīng)力貍在隧思道橫荷斷面揪上分榴布圖給。3、量匯測(cè)數(shù)舉據(jù)的胖應(yīng)用從維詢護(hù)圍王巖穩(wěn)奶定性鬧和支告護(hù)系恥統(tǒng)的?？煽堪菪猿鰰?shū)發(fā)，傘現(xiàn)場(chǎng)然測(cè)試同人員綱關(guān)心濾圍巖丟變形每量的寬大小慎，是些否侵座入隧請(qǐng)道設(shè)邁計(jì)斷糞面的喂限界仙，是臣否對(duì)斗施工況人員普的安徑全構(gòu)殲成威蠻脅。晶以便腎及時(shí)吳調(diào)整哄設(shè)計(jì)揉參數(shù)滴和進(jìn)寬行施欲工決游策。1）初飽期支琴護(hù)階祝段圍酬巖穩(wěn)仇定性誤的判輝據(jù)和漁施工嫩管理⑴根桶據(jù)最郊大位己移值瓜進(jìn)行蛇施工屈管理a.當(dāng)量應(yīng)測(cè)位患移U小于Un醋/3，表拾明圍濁巖穩(wěn)詢定，垃可以趟正常酸施工卡。b.當(dāng)量借測(cè)位向移U大于Un軟/3并小聯(lián)于2U丸n/認(rèn)3時(shí)，蛛表明漫圍巖旺變形類偏大繡，應(yīng)京密切備注意捐圍巖礦動(dòng)向風(fēng)，可疫采取挪一定盼的加籮強(qiáng)措緒施，刻如加冊(cè)密、宰加長(zhǎng)陰錨桿勺等措上施。c.當(dāng)量散測(cè)位星移U大于2U堡n/趴3時(shí)，規(guī)表明鉗圍巖鏈變形短很大泄，應(yīng)俱先停培止掘繭進(jìn)，禾并采惜取特趴殊的懷加固員措施容，如抹超前助支護(hù)妖、注擊漿加們固等磁。d.實(shí)測(cè)斯最大勿位移況值或誼預(yù)測(cè)床最大狼位移猾值不獨(dú)大于2U冤n/蹈3時(shí)，派可認(rèn)鍬為初判期支恨護(hù)達(dá)梢到基巨本穩(wěn)巖定。⑵根據(jù)睡位移軍速率參進(jìn)行謙施工