監(jiān)控量測(cè)要求(選測(cè))

1、圍巖壓力量測(cè)鋼支撐內(nèi)及外力量測(cè) 圍巖內(nèi)部位移量測(cè) 錨桿軸力 滲水壓力兩層支護(hù)間壓力量測(cè)支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力1、監(jiān)測(cè)目的選測(cè)項(xiàng)目是對(duì)一些有特殊意義和具有代表性的區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試，因此，每個(gè)隧道要根據(jù)其具體情況選擇合適的選測(cè)項(xiàng)目，一般在W級(jí)、V級(jí)圍巖段及不良地質(zhì)段設(shè)置，其主要目的：及時(shí)掌握圍巖的力學(xué)強(qiáng)度，對(duì)圍巖的穩(wěn)定、安全性 作出評(píng)價(jià)；了解和掌握隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參 數(shù)的合理性，確定二次支護(hù)的時(shí)間；對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的安全性作出評(píng)價(jià)及建議，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工；為變更設(shè)計(jì)、調(diào)整施工方法提供科學(xué)依據(jù)；有 效避免塌方等工程事故。2、監(jiān)控量測(cè)依據(jù)(1) 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D70

2、/2-2014)；(2) 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTG F60-2009；(3) 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范細(xì)則 JTG/T F60-2009 ；(4) 鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程 TB10121-2007；2監(jiān)測(cè)內(nèi)容表2.1隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目表公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTG F60 2009) »序號(hào)項(xiàng)目名稱方法及工具布置測(cè)試精度間隔標(biāo)準(zhǔn)1 15d16c1個(gè)月13個(gè)月大于3個(gè) 月1鋼架內(nèi)力及外力支柱壓力計(jì)或其他測(cè)力計(jì)每代表性地段12個(gè)斷 面，每斷面鋼支撐內(nèi)力 37個(gè)測(cè)點(diǎn)，或外力1對(duì)0.1Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月序號(hào)項(xiàng)目名稱方法及工具布置測(cè)試精度間隔標(biāo)準(zhǔn)1

3、15d16c1個(gè)月13個(gè)月大于3個(gè) 月2圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)）洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)各類位移計(jì)每代表性地段12個(gè)斷面，每斷面37個(gè)鉆孔0.1mm12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月3圍巖壓力各種類型巖土壓力盒每代表性地段12個(gè)斷面，每斷面設(shè)37個(gè)測(cè)點(diǎn)。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月4兩層支護(hù)間壓力各種類型巖土壓力盒每代表性地段12個(gè)斷面，每斷面設(shè)37個(gè)測(cè)點(diǎn)。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/月5錨桿軸力鋼筋計(jì)、錨桿測(cè)力計(jì)每代表性地段12個(gè)斷面，每斷面設(shè)24個(gè)測(cè)點(diǎn)。0.01Mpa12次/d1 次/2d1 2 次/周1 3 次/

4、月6支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力各類混凝土內(nèi)應(yīng)變計(jì)及表面應(yīng)力解除法每代表性地段一個(gè)斷面， 每斷面設(shè)37個(gè)測(cè)點(diǎn)。0.01Mpa12次/天1 次/2 天1 2 次/周1 3 次/月7滲水壓力、水流量滲壓計(jì)、流量計(jì)-0.01Mpa-3、測(cè)點(diǎn)布置及量測(cè)方法3.1圍巖壓力量測(cè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：壓力盒布設(shè)在圍巖與初襯之間，即測(cè)得圍巖壓力（見圖1）。應(yīng)把測(cè)點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳等，并對(duì) 各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào)。埋設(shè)壓力盒時(shí)，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。 在隧道壁 面，當(dāng)所測(cè)圍巖施加給噴混凝土層的徑向壓力時(shí)，先用水泥砂漿或石膏把壓力盒 固定在巖面上，再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層，不要使噴混凝土與壓力盒之間有

5、間隙， 保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。記下壓力盒編號(hào)，并將壓力盒編號(hào)用透明膠布將 寫在紙上的編號(hào)緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好，避免在洞內(nèi)被 施工所破壞。量測(cè)：采用頻率計(jì)采集壓力盒頻率，根據(jù)壓力盒的頻率-壓力標(biāo)定曲線， 將量測(cè)數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的接觸壓力。測(cè)點(diǎn)A圖1壓力盒安裝示意圖及壓力盒3.2鋼支撐內(nèi)及外力量測(cè) 測(cè)點(diǎn)布設(shè)：鋼筋計(jì)分別沿鋼架的內(nèi)外緣對(duì)應(yīng)焊接布設(shè)， 其一個(gè)斷面安裝布 設(shè)3個(gè)點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)分別在內(nèi)外緣焊接2個(gè)鋼筋計(jì)。安裝前，在鋼拱架待測(cè)部位并 聯(lián)焊接鋼弦式鋼筋計(jì)，在焊接過程中注意對(duì)鋼筋計(jì)保護(hù)，記下鋼架型號(hào)；見圖2。 量測(cè)：根據(jù)鋼筋計(jì)的頻率-軸力標(biāo)定曲線可將量測(cè)數(shù)據(jù)來直接換算

6、出相應(yīng) 的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)計(jì)算方法可算出鋼筋軸力計(jì)所在的拱架 斷面的彎矩，并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、 彎矩值點(diǎn)畫在各鋼筋計(jì)分 布位置，并將各點(diǎn)連接形成隧道鋼拱架軸力及彎矩分布圖。圖2鋼架內(nèi)及外力安裝示意圖及鋼筋計(jì)3.3圍巖內(nèi)部位移量測(cè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：采用普通風(fēng)鉆鉆孔徑 4050mm長(zhǎng)度3.6m；清除鉆孔中巖 渣和積水，灌入水泥砂漿（亦可用錨固劑），注滿全鉆孔后，將桿式位移計(jì)插入 鉆孔中；用干硬性水泥砂漿將孔口定位體與周圍巖體固結(jié)牢靠；待水泥砂漿固 結(jié)后進(jìn)行初始讀數(shù)。埋設(shè)在巖體鉆孔不同深度的各測(cè)點(diǎn)和定位體，通過薄壁PVC 管、定位塊、水泥砂漿與周圍巖體連接為一體，共同變形，

7、但固定在各定位塊 的測(cè)桿（一般為鋁棒）在 PVC管中處于自由狀態(tài)，不隨巖體變形而變形。當(dāng)圍 巖變形時(shí)由于水泥砂漿的黏結(jié)作用，PVC管及定位塊、定位體均隨巖體變形而變 形，由于各測(cè)桿（不同深度）在PVC管中處于自由狀態(tài)，不隨巖體變形而變形， 則在測(cè)桿頂部與定位體上定位面間產(chǎn)生相對(duì)位移；見圖 3。量測(cè)：根據(jù)隧道周邊和內(nèi)部位移狀態(tài)不能通過周邊位移量測(cè)取得，而對(duì) 于淺埋、偏壓和強(qiáng)構(gòu)造不均質(zhì)巖體，隧道兩側(cè)變形（位移）差異很大，對(duì)上述 巖體及時(shí)監(jiān)測(cè)隧道周邊和內(nèi)部絕對(duì)位移，對(duì)判別圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)效果作用極 大。圍巖內(nèi)部位移（地中位移）量測(cè)是監(jiān)測(cè)隧道周邊某點(diǎn)及圍巖內(nèi)部不同深度 各點(diǎn)的位移狀態(tài)，并將各點(diǎn)連接形成

8、隧道圍巖內(nèi)部位移松弛范圍彎矩分布圖。圖 3 圍巖內(nèi)部位移安裝示意圖及位移計(jì)3.4 錨桿軸力 測(cè)點(diǎn)布設(shè)：量測(cè)錨桿在埋設(shè)前必須鉆孔，所有的孔位應(yīng)布置在同一垂直斷面內(nèi)；水平鉆孔傾斜角度在垂直斷面內(nèi)不超過 5°，水平面內(nèi)鉆孔與隧道壁面 交角應(yīng)在85° 90°。鉆孔時(shí)孔徑應(yīng)比量測(cè)錨桿桿體直徑大 2030mm擴(kuò)孔深為 200250mm為了保證量測(cè)錨桿的施工質(zhì)量，必須注意以下幾點(diǎn)：（1）為保證量測(cè)錨桿與孔壁的膠結(jié)質(zhì)量， 鉆孔完成后， 要求吹干， 然后往孔內(nèi)注滿水泥砂漿， 注意要均勻地填滿全孔長(zhǎng)。 （2）隨后將量測(cè)錨桿播入注滿砂漿的孔內(nèi)，務(wù)必使 錨桿端部與圍巖壁面保持在同一平面內(nèi)

9、，不平之處，用砂漿抹平整，待砂漿凝 固后即可開始初測(cè)。 （ 3）在埋設(shè)電測(cè)錨桿時(shí)，要緩慢順勢(shì)向鉆孔內(nèi)推進(jìn)，不可 錘擊，以免損壞電測(cè)元件的測(cè)線；見圖 4。 量測(cè)：根據(jù)鋼弦式錨桿軸力計(jì)，測(cè)量線未端與分線器插頭相連，分線器上 標(biāo)著每根芯線對(duì)應(yīng)的鋼筋應(yīng)力計(jì)。 量測(cè)時(shí)，將插頭插入分線器， 再與頻率儀相連， 就可測(cè)出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的鋼筋應(yīng)力計(jì)中鋼弦的頻率變化， 從而知其應(yīng)力， 并將各點(diǎn)連 接形成錨桿實(shí)際工作狀態(tài)及軸向力彎矩分布圖。圖 4 錨桿軸力安裝示意圖及錨桿軸力計(jì)3.5 滲水壓力 測(cè)點(diǎn)布設(shè)： 滲水壓力計(jì)布設(shè)在圍巖與初襯之間， 測(cè)得圍巖水壓力。 應(yīng)把測(cè) 點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳

10、等，并對(duì)各測(cè)點(diǎn) 逐一進(jìn)行編號(hào)。 埋設(shè)滲水壓力計(jì)時(shí)， 分別沿鋼架背面的鋼筋網(wǎng)上進(jìn)行安裝， 用扎 絲板扎穩(wěn)固， 再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層， 并將滲水壓力計(jì)編號(hào)用透明膠布將寫在紙 上的編號(hào)緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好， 避免在洞內(nèi)被施工所 破壞；見圖 5。 量測(cè)：采用頻率計(jì)采集滲水壓力頻率，根據(jù)滲水壓力的頻率-壓力標(biāo)定曲線，將量測(cè)數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的壓力。圖 5 滲水壓力安裝示意圖及滲水壓力計(jì)3.6 兩層支護(hù)間壓力量測(cè) 測(cè)點(diǎn)布設(shè)：壓力盒布設(shè)在圍巖與初襯之間，即測(cè)得圍巖壓力（見圖5）。應(yīng)把測(cè)點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，如拱頂、拱腰、拱腳等，并對(duì) 各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào)。 埋設(shè)壓力盒時(shí)

11、， 要使壓力盒的受壓面向著圍巖。 在隧道壁 面，當(dāng)所測(cè)圍巖施加給噴混凝土層的徑向壓力時(shí)， 先用水泥砂漿或石膏把壓力盒 固定在巖面上，再謹(jǐn)慎施作噴混凝土層，不要使噴混凝土與壓力盒之間有間隙， 保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。 記下壓力盒編號(hào)， 并將壓力盒編號(hào)用透明膠布將 寫在紙上的編號(hào)緊密粘貼在導(dǎo)線上。 注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護(hù)好， 避免在洞內(nèi)被 施工所破壞。 量測(cè)：采用頻率計(jì)采集壓力盒頻率，根據(jù)壓力盒的頻率-壓力標(biāo)定曲線， 將量測(cè)數(shù)據(jù)直接換算成相應(yīng)的接觸壓力。圖 6 壓力盒安裝示意圖及壓力盒3.7 支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力 測(cè)點(diǎn)布設(shè)：支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力計(jì)布設(shè)在二次襯砌里，每斷面上布設(shè)5個(gè)點(diǎn)，分別沿二襯鋼筋網(wǎng)上進(jìn)行

12、安裝，用扎帶綁扎穩(wěn)固；見圖 6。 量測(cè)：采用頻率計(jì)采集應(yīng)力值，根據(jù)應(yīng)力值-應(yīng)變曲線，在根據(jù)混凝土彈 性模量計(jì)算出混凝土應(yīng)力。圖 7 支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力安裝示意圖及應(yīng)力計(jì)4、工作原理4.1 圍巖壓力量測(cè)圍巖壓力監(jiān)測(cè)每斷面埋設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為112*27.5mm（兩型單 膜），分辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60 C,設(shè)備量程為（土 6.0MPa）。在傳 感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用時(shí) , 弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 ,隨著弦的 內(nèi)應(yīng)力改變 ,自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 ,弦的張力越大 ,自振頻率越高 ,反之,自 振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不同 （應(yīng)力不同 ）而它的自振

13、頻率也相應(yīng)變化的原 理, 可由測(cè)其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼弦應(yīng)力變化的壓力盒薄膜所受壓力的 變化。4.2 鋼支撐內(nèi)及外力量測(cè)鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)每斷面內(nèi)外緣埋設(shè) 3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為22mm分辨率 為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60C,設(shè)備量程為（土 150KN。在型鋼拱架上的上、 下緣分別安裝鋼弦式表面應(yīng)變傳感器， 量測(cè)鋼架受力后所發(fā)生的應(yīng)變值， 然后通 過計(jì)算獲得鋼架的應(yīng)力值。在傳感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用 時(shí),弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 , 隨著弦的內(nèi)應(yīng)力改變 , 自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 , 弦 的張力越大 , 自振頻率越高 , 反之,自振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不

14、同 （應(yīng)力不 同）而它的自振頻率也相應(yīng)變化的原理 , 可由測(cè)其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼 弦應(yīng)力變化。4.3 圍巖內(nèi)部位移量測(cè)圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)每斷面左右各埋設(shè) 1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為10mm分 辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60C，該設(shè)備量程（+60mm。埋設(shè)在鉆孔內(nèi)的 各測(cè)點(diǎn)與鉆孔壁緊密連接， 巖層移動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)測(cè)點(diǎn)一起移動(dòng)， 測(cè)量鉆孔不同深度 巖層的位移， 也就是測(cè)量各點(diǎn)相對(duì)于鉆孔深度的相對(duì)位移， 當(dāng)在鉆孔內(nèi)布置多個(gè) 測(cè)點(diǎn)時(shí)，就能分別測(cè)出沿鉆孔不同深度巖層的位移值。 測(cè)點(diǎn)的深度愈大， 本身受 開挖的影響愈小，所測(cè)出的位移值愈接近絕對(duì)值。4.4 錨桿軸力錨桿軸力監(jiān)測(cè)每斷面左右各埋

15、設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為22mm分辨率 為w0.2%F.S，溫度范圍-20+60C,設(shè)備量程為（土 150KN）。鋼弦式測(cè)力錨桿它 是由若干個(gè)鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)串聯(lián)組合而成，每個(gè)鋼弦式鋼筋應(yīng)力是一個(gè)單元， 各單元之間以螺母形式相聯(lián)。 每個(gè)鋼筋應(yīng)力計(jì)有一個(gè)出線孔， 測(cè)量線由出線孔引 出，再沿著錨桿引向鉆孔外。 為了減小測(cè)量線的干擾， 上一個(gè)鋼筋應(yīng)力計(jì)的測(cè)量 線在經(jīng)過下一個(gè)鋼筋應(yīng)力計(jì)時(shí)，將二者的測(cè)量線合并為一條線（零線共用） ，繼 續(xù)向鉆孔外引。 量測(cè)時(shí)， 將插頭與頻率儀相連， 就可測(cè)出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的鋼筋應(yīng)力計(jì) 中鋼弦的頻率變化，從而知其應(yīng)力。4.5 滲水壓力量測(cè)滲水壓力監(jiān)測(cè)每斷面埋設(shè) 5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其

16、設(shè)備規(guī)格為40mm分辨率為w 0.08%F.S,溫度范圍-25+60C,設(shè)備量程（+20MPN。根據(jù)滲水壓力通過頻率儀 讀出空隙水壓力計(jì)的頻率， 進(jìn)而換算出滲水壓力。 進(jìn)行對(duì)滲水位置水壓力的量測(cè)。4.6 兩層支護(hù)間壓力量測(cè)初支與二襯間壓力監(jiān)測(cè)每斷面埋設(shè) 5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為112*27.5mm（兩型單膜），分辨率為w 0.2%F.S,溫度范圍-10+60 C,設(shè)備量程為（土 6.0MPS）。 在傳感器中有一根張緊的鋼弦 , 當(dāng)傳感器受外力作用時(shí) , 弦的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化 ,隨 著弦的內(nèi)應(yīng)力改變 ,自振頻率也相應(yīng)地發(fā)生變化 ,弦的張力越大 , 自振頻率越高 , 反之, 自振頻率越低。因此利用鋼弦張拉不同 （應(yīng)力不同 ）而它的自振頻率也相應(yīng) 變化的原理 , 可由測(cè)其鋼弦的頻率變化而得知引起鋼弦應(yīng)力變化的壓力盒薄膜所 受壓力的變化。4.7 支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力量測(cè)二次襯砌混凝土應(yīng)力監(jiān)測(cè)每斷面埋設(shè) 5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其設(shè)備規(guī)格為28mm溫 度范圍20 ± 2C,設(shè)備量程（-10+20MPa。二次襯砌混凝土應(yīng)力是了解混凝土 層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)； 判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用的可靠性以及安全 程度；檢驗(yàn)二次襯砌設(shè)計(jì)的合理性； 對(duì)于應(yīng)力的量測(cè)是將量測(cè)元件安置在二次襯 砌中，在巖圍逐漸變形過程中由不受力狀態(tài)逐漸過渡到受力狀態(tài)。 為了使量