隧道工程施工案例教程 課件 第20講 監(jiān)控量測(cè)與數(shù)據(jù)分析

第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)

圍巖預(yù)支護(hù)(預(yù)加固)

裝渣與運(yùn)輸

初期支護(hù)

監(jiān)控量測(cè)與數(shù)據(jù)分析

防排水施工工藝

輔助坑道

二次襯砌

隧道爆破施工技術(shù)第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)第五節(jié)監(jiān)控量測(cè)與數(shù)據(jù)分析一、現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)(一)量測(cè)目的(1)掌握圍巖力學(xué)形態(tài)的變化和規(guī)律；(2)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)；評(píng)價(jià)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。(3)為理論解析、數(shù)據(jù)分析提供計(jì)算數(shù)據(jù)與對(duì)比指標(biāo)；(4)為隧道工程設(shè)計(jì)與施工積累資料。第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(7)對(duì)隧道未來性態(tài)作出預(yù)測(cè)。依據(jù)各類觀測(cè)曲線的形態(tài)特征，可掌握其變化規(guī)律，進(jìn)而對(duì)未來性態(tài)作出有效的預(yù)測(cè)。(5)及時(shí)預(yù)報(bào)圍巖險(xiǎn)情，以便采取措施，防止事故發(fā)生。(6)指導(dǎo)安全施工，修正施工參數(shù)或施工工序。第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(二)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與內(nèi)容(1)地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)觀察：(2)巖體(巖石)力學(xué)參數(shù)測(cè)試(變形和強(qiáng)度參數(shù))；(3)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試—圍巖和支護(hù)(4)壓力測(cè)試：(5)位移測(cè)試—地表和支護(hù)(6)溫度測(cè)試—巖體、洞內(nèi)外：(7)物理探測(cè)—彈性波速度第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)

隧道工程的量測(cè)項(xiàng)目：應(yīng)測(cè)項(xiàng)目地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)觀察周邊位移拱頂下沉地表下沉第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移(地表設(shè)點(diǎn))圍巖內(nèi)部位移(洞內(nèi)設(shè)點(diǎn))圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力鋼支撐內(nèi)力及外力支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力及裂縫測(cè)量錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力圍巖彈性波測(cè)試爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)二、量測(cè)方法(一)洞內(nèi)外觀察（主要為地質(zhì)素描）l.代表性測(cè)試斷面的位置、形狀、尺寸及編號(hào)；2.巖石名稱、結(jié)構(gòu)、顏色；3.結(jié)構(gòu)面情況；4.巖脈穿插情況及其與圍巖接觸關(guān)系，軟硬程度及破碎程度；第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)5.巖體風(fēng)化程度、特點(diǎn)、抗風(fēng)化能力；6.地下水的類型、出露位置、水量大小及噴錨支護(hù)施工的影響等；7.施工開挖方式方法、錨噴支護(hù)參數(shù)及循環(huán)時(shí)間；8.圍巖內(nèi)鼓、彎折、變形、巖爆、掉塊，坍塌的位置、規(guī)模、數(shù)量和分布情況，圍巖的自穩(wěn)時(shí)間等；第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)9.溶洞等特殊地質(zhì)條件描述；10.噴層開裂起鼓、剝落情況描述；11.地質(zhì)斷面展示圖(1:20~1:100)或縱橫剖面圖(1:50~1:100)。必要時(shí)應(yīng)附彩色照片。(二)拱頂下沉和地表沉降精密水準(zhǔn)儀第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(三)坑道周邊相對(duì)位移

為量測(cè)方便起見，除對(duì)拱頂、地表下沉及底鼓可以量測(cè)絕對(duì)位移值外，坑道周邊其它各點(diǎn)，一般均用收斂計(jì)量測(cè)其中兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移值。拱頂下沉變形量測(cè)水平收斂JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)量測(cè)范圍:0.5～10、0.5～15、0.5～20及0.5～30m

分辯率0.01mm 測(cè)量精度:0.1mm第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)

測(cè)試方法及注意事項(xiàng)(l)開挖后盡快埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，并測(cè)取初讀數(shù)，要求12h內(nèi)完成；(2)測(cè)點(diǎn)(測(cè)試斷面)應(yīng)盡可能靠近開挖面，要求在2m以內(nèi)；(3)讀數(shù)應(yīng)在重錘穩(wěn)定或張力調(diào)節(jié)器指針穩(wěn)定指示規(guī)定的張力值時(shí)讀??；(4)當(dāng)相對(duì)位移值較大時(shí)，要注意消除換孔誤差；第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(6)整個(gè)量測(cè)過程中，應(yīng)作好詳細(xì)記錄，并隨時(shí)檢查有無錯(cuò)誤。記錄內(nèi)容應(yīng)包括斷面位置、測(cè)點(diǎn)(測(cè)線)編號(hào)、初始讀數(shù)、各次測(cè)試讀數(shù)、當(dāng)時(shí)溫度以及開挖面距量測(cè)斷面的距離等。(5)測(cè)試頻率應(yīng)視圍巖條件、工程結(jié)構(gòu)條件及施工情況而定。第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)4.數(shù)據(jù)整理

量測(cè)數(shù)據(jù)整理包括數(shù)據(jù)計(jì)算、列表或繪圖表示各種關(guān)系。

(1)坑道周邊相對(duì)位移計(jì)算式為式中，R0——初始觀測(cè)值；

Ri——第i次觀測(cè)值；

ui

——第i次量測(cè)時(shí)，該兩測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位移值。第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(2)測(cè)尺為普通鋼尺時(shí)，要消除溫度影響尤其當(dāng)洞徑大(測(cè)線長(zhǎng))、溫度變化大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行溫度改正。式中:——鋼尺的線膨脹系數(shù)(一般取＝12×10-6/℃)

L——量測(cè)基線長(zhǎng)；

t0、ti——分別為初始量測(cè)時(shí)溫度和第i次量測(cè)時(shí)溫度。

第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(3)量測(cè)過程應(yīng)及時(shí)計(jì)算出各測(cè)線的相對(duì)位移值，相對(duì)位移速率，及其與時(shí)間和開挖斷面距離之間的關(guān)系，并列表或繪圖。位移位移－時(shí)間關(guān)系曲線0初期支護(hù)二次支護(hù)下臺(tái)階開挖時(shí)間第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)位移位移-開挖面距離關(guān)系曲線距離下臺(tái)階開挖錨桿噴混凝土位移速度0時(shí)間位移速度-時(shí)間關(guān)系曲線第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)YDK174+500YDK175+000+500+900變形/mm斜井開口YDK175+330板巖占50%~80%千枚巖占60%~85%蘭州方向武威方向里程志留系板巖夾千枚巖區(qū)段右線隧道變形沿隧道縱向分布圖DK176+900DK177+000+100+200+300+400+500+600里程變形/mm初支拆換段新開挖段圖7-4F7斷層區(qū)段左線隧道變形沿隧道縱向分布圖F7斷層影響帶F7斷層主帶F7斷層影響帶主帶影響帶圖7-7F7斷層區(qū)段右線隧道最大變形速率沿隧道縱向分布圖圖7-9最大變形速率與累計(jì)變形的關(guān)系最大變形速率/mmF4斷層+290+440+640+740主帶影響帶影響帶圖7-15F4斷層區(qū)段右線隧道二襯拱腳水平收斂縱向分布第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(四)圍巖內(nèi)部位移1.量測(cè)原理

用位移計(jì)量測(cè)鉆孔內(nèi)(圍巖內(nèi)部)各點(diǎn)相對(duì)于孔口(巖壁)一點(diǎn)的相對(duì)位移。2.位移計(jì)

位移計(jì)有兩種類型，一類是機(jī)械式，另一類是電測(cè)式。其構(gòu)造是由定位裝置、位移傳遞裝置、孔口固定裝置、百分表或讀數(shù)儀等部分組成。JXW-1型位移計(jì)測(cè)量百分表單點(diǎn)桿式位移計(jì)內(nèi)錨頭位移傳遞桿外錨頭DWJ－1型深孔六點(diǎn)伸長(zhǎng)計(jì)結(jié)構(gòu)原理示意圖1234561－位移測(cè)定器；2-圓形支架；3-錨固器；4-保護(hù)套管；5-砂漿；6-定位器1-錨固壓縮木；2-位移傳遞桿；3-硬雜木定位器；

4-WY－40位移傳感器；5-位移測(cè)點(diǎn)；6-測(cè)試導(dǎo)線電阻式多點(diǎn)位移計(jì)123456L1L2L3第七章隧道施工工藝及施工技術(shù)(五)錨桿應(yīng)力及錨桿抗拔力實(shí)際量測(cè)工作中，是采用與設(shè)計(jì)錨桿強(qiáng)度相等，且剛度基本相等的各式鋼筋計(jì)來觀測(cè)錨桿的應(yīng)力——應(yīng)變。

a)鋼弦式量測(cè)錨桿鋼弦式鋼筋計(jì)1000mm1500mm電纜接長(zhǎng)鋼筋300mm800mm250mm焊接孔口250mm圖6-57

YDK177+345錨桿軸力分布2.1m23.5kN2.1m3.4m