隧道监控量测技术PPT课件.ppt

1、赵东平赵东平 工学博士中铁二院工程集团有限责任公司一、监控量测 监控量测是指在隧道施工或运营过程中，对围岩及支护结构体系的相关稳定状态进行监测，以了解和掌握围岩稳定状态及支护结构体系可靠程度。 施工阶段：为隧道施工中围岩级别变更、初期支护和二次衬砌的参数调整、修正及优化设计提供依据。 运营阶段：掌握特定断面结构内力或病害的发展趋势，为隧道维修养护及加固整治提供指导。监 控 量 测1、什么是监控量测2、监控量测工作的具体目的和意义工程实例：监 控 量 测一、监控量测？郑西客专高桥隧道下穿铁路路基下沉监测隧道上方西安局南同蒲铁路道床及轨道均有不同程度的下沉及变形，现场需回填道砟及整道。2、监控量测

2、工作的具体目的和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？扣轨梁 从现场扣轨梁与既有铁路轨面的相对位移情况来看，最大累计下沉量超过10cm。高桥隧道下穿铁路路基沉降情况2、监控量测工作的具体目的和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？（2）郑西客专函谷关隧道洞顶公路路面、服务区下沉及开裂情况最大下沉最大下沉529mm2、监控量测工作的具体目的和意义工程实例监 控 量 测一、监控量测？（3）杭州地铁车站基坑坍塌2、监控量测工作的具体目的和意义(1) 确保施工安全(2) 修正及优化设计(3) 弥补理论分析的不足(4) 对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控，判断隧道施工 对周围环境的影响程度。

3、(5)对出现病害的隧道及时掌握病害的发展动态，作为决策的依据(6) 量测数据和资料是处理工程合同纠纷的重要依据(7) 积累资料，并为隧道运营后的养护与维修提供可靠的原始数据。监 控 量 测一、监控量测2.1 监控量测的管理必须科学合理，设计单位应进行监控量测设计， 监控量测单位应编制监控量测实施细则， 施工中应按细则实施，工程竣工后将监控量测资料整理归档并纳 入竣工文件中。 监控量测设计应包括以下内容： 1 确定监控量测项目； 2 确定测点布置原则、监控量测断面及监控量测频率； 3 确定监控量测控制基准； 4 编制概算。监控量测系统组成二、监控量测的基本规定2.2 承担监控量测工作的单位应拥有

4、专业的监控量测人员和设备，掌握成熟可靠的测试数据处理与分析技术。2.3 监控量测单位应成立现场监控量测小组，建立相应的质量保证体系，负责及时将监控量测信息反馈于施工和设计。 监控量测人员要求相对稳定，以确保监控量测工作的连续性。监控量测系统组成二、监控量测的基本规定2.4 现场监控量测工作应包括以下主要内容：1 现场情况的初始调查；2 编制实施细则；3 布设测点并取得初始监测值；4 现场监控量测及分析；5 提交监控量测成果。监控量测系统组成二、监控量测的基本规定2.5 现场监控量测工作实施细则应包括以下主要内容：1 监控量测项目；2 人员组织；3 元器件及设备；4 监控量测断面、测点布置、监控

5、量测频率及监控量测基准；5 数据记录格式；6 数据处理及预测方法；7 信息反馈及对策等。监控量测系统组成二、监控量测的基本规定2.6 监控量测实施细则应报监理、业主，经批准后实施，并作为现场作业、检查验收的依据。 监控量测变更必须经项目技术负责人审核，报监理工程师批准。 监控量测系统组成二、监控量测的基本规定 要完成对整个项目的施工监控量测，就需要建立一个比较完善的监控量测系统，隧道施工监控量测系统由四个子系统组成 (1)现场传感器及测点埋设子系统 (2)现场信息采集子系统 (3)信息处理子系统 (4)信息反馈及报警子系统监控量测系统组成二、监控量测的基本规定1、监控量测项目 施工监测项目根据

6、其重要性可分为两大类：必测项目和选测项目。必测项目是施工的经常性量测项目，这类量测项目通常测试方法简单、费用少、可靠性高，对监视围岩稳定、指导设计和施工却具有重要的作用。监控量测必测项目水准仪、铟钢尺或全站仪水准仪、铟钢尺或全站仪地表沉降地表沉降4收敛计、全站仪收敛计、全站仪净空收敛净空收敛3水准仪、钢挂尺或全站仪水准仪、钢挂尺或全站仪拱顶下沉拱顶下沉2现场观察、数码相机、罗盘仪现场观察、数码相机、罗盘仪洞内、外观察洞内、外观察1备注备注常用量测仪器常用量测仪器监控量测项目监控量测项目序号序号监控量测技术三、监控量测技术监控量测技术三、监控量测技术开挖面拱顶下沉观测计水准仪水准点水准尺铟钢挂尺

7、 拱顶下沉量测示意图监控量测技术三、监控量测技术埋深重要性测量与否3BH小不必要2BH3B一般最好量测BH2B重要必须量测HB非常重要必须列为主要量测项目注：B为隧道直径，H为隧道埋深。地表沉降与隧道埋深 选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行补充测试，以求更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护效果，以便更好地指导未开挖区的设计与施工，这类量测项目测试较为麻烦、量测项目较多、费用较大，一般只根据需要选择其部分项目监控量测选测项目序号监控量测项目常用量测仪器1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4锚杆轴力钢筋计5二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计6初期支护与二次

8、衬砌间接触压力压力盒7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、铟钢尺或全站仪9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪监控量测技术1、监控量测项目三、监控量测技术1.1 围岩压力与两层支护间压力测点布置 为了解整个断面的接触压力情况，分别在隧道拱顶、左右侧拱腰、左右侧拱脚共五个部位布置接触压力测点 监控量测技术1.2 初期支护内力测点布置 初期支护内力量测主要是为了了解钢支撑或格栅钢架受力大小，为钢支撑或格栅钢架的选型与设计提供依据；初期支护钢支撑或格栅钢架应力量测采用钢筋计焊接在型钢腹板上来量测钢支撑应力，或用钢筋计焊接在格栅钢架的主

9、筋上量测。监控量测技术1.3 锚杆的轴力测点布置: 锚杆轴力采用锚杆轴力计，每根锚杆上布置四个锚杆轴力计现场测试锚杆轴力计现场测试锚杆轴力计监控量测技术THANK YOUSUCCESS2022-5-1521可编辑可编辑1.4 二次衬砌内力测点布置 为了解二次衬砌的受力特性，在模注混凝土浇注前，把钢筋计连接在钢筋上或埋入混凝土应变计，以量测二次衬砌不同部位的应力。监控量测技术1.5 测点布置及仪器：分层沉降分层沉降测孔隧道分层沉降管的埋设分层沉降管磁环分层沉降管磁环分层沉降测量设备 监控量测技术1.6 测点布置及仪器：地中水平位移水平位水平位移测孔移测孔隧道测斜管掌子面外露的测斜管 测斜管的埋设

10、土体水平位移测试测斜管在隧道中视图监控量测技术地面线拱顶道床底面仰拱底位移最大（仰拱）位移最大（仰拱）地中水平位移规律 右上图表明：土体水平位移总体上比较小，从拱顶到仰拱底仅为525mm，远小于土体的沉降值。 监控量测技术地表沉降测点地表沉降测点1.7 测点布置及仪器拱顶沉拱顶沉降测孔降测孔隧道拱顶沉降管的埋设拱顶沉降管的埋设地表与拱顶沉降测量地表与拱顶沉降测量监控量测技术(1)地表沉降 地表沉降测点纵向间距510H0B1020BH02B纵向测点间距（m）埋深与开挖宽度45基 点量 测 范 围HoB2 5 m监控量测技术2、监控量测断面布置三、监控量测技术隧道内必测项目监控量测断面间距3050

11、III1030IV510VVI断面间距(m)围岩级别监控量测技术(2)隧道内沉降2、监控量测断面布置三、监控量测技术净空收敛量测测线数地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线,两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线，其余分部一条水平测线监控量测技术（3）净空收敛量测测线2、监控量测断面布置三、监控量测技术3、监控量测频率 拱顶下沉量测频率主要根据位移速度及距工作面开挖距离而定，具体见下表 ：1次/7d5B1次/23d（25）B1次/d（12）B2次/d（01）B监控量测频率

12、监控量测断面距开挖面距离（m）注： B隧道开挖宽度。位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d按距开挖面距离确定的监控量测频率按位移速度确定的监控量测频率监控量测技术三、监控量测技术1、地质及支护状况观察方法对掌子面进行目测，主要了解掌子面的工程地质和水文地质条件。掌子面目测观察内容序 号目测观察内容1地质种类和分布状态2岩性特征(岩石的颜色、成分、结构、构造)3地层时代及产状4节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状5断层的性质、产状，破碎带宽度、特征6涌水量大小、涌水位置、

13、涌水压力7开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象 将目测观察到的有关情况和现象，详细记录并绘制成图册：每个监测断面绘制一张隧道开挖工作面素描图，图中包括剖面位置及间距监控量测方法四、监控量测方法初期支护目测观察内容序号目测观察内容1初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录2有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象3喷射混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷射混凝土是否发生剪切破坏4有无锚杆和喷射混凝土施工质量问题5钢拱架有无被压屈现象6是否有底鼓现象监控量测方法1、地质及支护状况观察方法四、监控量测方法2、位移量测方法监控量测方法四、监控量测方法精密水准仪对拱顶下沉进行量测，采用收

14、敛计对洞周位移收敛进行量测2）非接触量测方法： 全站仪或数值相机1）接触量测方法： 根据量测方式的不同，位移量测可大体分为两大类，即接触量测方法和非接触量测方法。2、位移量测方法各工法位移测点预埋件埋设图(反射膜片) (a)台阶法或全断面法 (b) 双侧壁法(c) CRD法 (d) CD法不同工法预埋件布置图监控量测方法四、监控量测方法 监控量测方法2、位移量测方法四、监控量测方法1、监控量测数据分析处理1.1 量测数据的整理1.2 位移量测数据分析 绘制位移时程曲线图和距离位移曲线图。如果位移的变化随时间(或距掌子面距离)而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的。反常曲线中，

15、出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。位 移 （位 移 （反 常 曲 线正 常 曲 线正 常 曲 线反 常 曲 线距 掌 子 面 距 离时 间 时间-位移曲线和距离-位移曲线监 控 量 测 数 据 分 析 及 信 息 反 馈五、监控量测数据分析及信息反馈 为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报日、周监测报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移、内力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。2.1 量测数

16、据反馈方法监 控 量 测 数 据 分 析 及 信 息 反 馈2、监控量测信息反馈及工程对策五、监控量测数据分析及信息反馈根据位移控制基准，位移管理根据位移控制基准，位移管理 分为三个等级分为三个等级 管理等级距开挖面1B距开挖面2BUU1B/3UU2B/3U1B/3U2U1B/3U2B/3U2U2B/3U2U1B/3U2U2B/3注：U实测位移值；监 控 量 测 数 据 分 析 及 信 息 反 馈2、监控量测信息反馈及工程对策2.2位移控制基准 及管理等级 五、监控量测数据分析及信息反馈 要使量测数据正确反馈，判定隧道结构是否安全， 首先必须 确定管理基准。2、监控量测信息反馈及工程对策2.3 工程安全性评价及对策 评价及对策流程见图：评价及对策流程见图：监 控 量 测 数 据 分 析 及 信 息 反 馈五、监控量测数据分析及信息反馈监控量测验收资料应包括以下内容：1、监控量测设计；2、监控量测实施细则及批复；3、监控量测结果及周（月)报；4、监控量测数据汇总表及观察资料；5、监控量测工作总结报告。监控量测验收资料六、监控量测验收资料赵东平赵东平 工学博士中铁二院工程集团有限责任公司赵东平赵东平 工学博士中铁二院工程集团有限责任公司THANK YOUSUCCESS2022-5-1542可编辑可编辑