學(xué)習(xí)資料六超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

學(xué)習(xí)資料六超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測(cè)技術(shù)當(dāng)前第1頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)第一部分隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合分析技術(shù)當(dāng)前第2頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)前言1地質(zhì)綜合分析基本要求2地質(zhì)綜合分析主要方法3地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)4結(jié)束語(yǔ)5第一部分隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合分析技術(shù)當(dāng)前第3頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

鐵路、公路工程、水利水電中新建隧道，而這些隧道工程都具有的共同特點(diǎn)，且往往地表地勢(shì)險(xiǎn)要，洞線通過(guò)的地質(zhì)條件復(fù)雜。

一、前言工程規(guī)模越來(lái)越宏大洞徑大、埋藏深、洞線長(zhǎng)當(dāng)前第4頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)勘察設(shè)計(jì)階段的工作重點(diǎn)往往關(guān)注的是，與工程的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行特點(diǎn)相關(guān)的主要地質(zhì)條件，而對(duì)于影響局部施工的小的、局部的地質(zhì)情況在受自然條件、勘察技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的局限勘察設(shè)計(jì)階段一般都不要求詳細(xì)查明。

一、前言當(dāng)前第5頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

但一些局部的、分散的、隨機(jī)的不良地質(zhì)洞段卻是施工最大的安全隱患，主要表現(xiàn)為隧道施工中塌方、突水、涌泥、巖爆、有害氣體等地質(zhì)災(zāi)害。

隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)根據(jù)隧道工程特點(diǎn)，以地質(zhì)分析為主線，結(jié)合物探手段綜合運(yùn)用。一、前言當(dāng)前第6頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)前言1地質(zhì)綜合分析基本要求2地質(zhì)綜合分析主要方法3地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)4結(jié)束語(yǔ)5

目錄當(dāng)前第7頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)超前預(yù)報(bào)目的

開(kāi)挖前對(duì)地質(zhì)情況的了解，對(duì)于隧洞建設(shè)有著十分重要的作用。通過(guò)超前預(yù)報(bào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，預(yù)報(bào)掌子面前方不良地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀及其圍巖結(jié)構(gòu)的完整性與含水的可能性，為正確選擇開(kāi)挖斷面、支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)和優(yōu)化施工方案提供依據(jù)，并為預(yù)防隧洞涌水、突泥、突氣等可能形成的災(zāi)害性事故及時(shí)提供信息，使工程單位提前做好施工準(zhǔn)備，保證施工安全，同時(shí)還可節(jié)約大量資金。所以隧洞超前預(yù)報(bào)對(duì)于安全科學(xué)施工、提高施工效率、縮短施工周期、避免事故損失、節(jié)約投資等具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

二、地質(zhì)綜合分析基本要求當(dāng)前第8頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)二、地質(zhì)綜合分析基本要求

具體工作中要求：（1）收集分析前期地質(zhì)勘察報(bào)告及設(shè)計(jì)文件，編寫(xiě)宏觀預(yù)測(cè)地質(zhì)分析報(bào)告；

地質(zhì)知識(shí)和物探知識(shí)、隧道工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（2）施工過(guò)程中隨工程進(jìn)展及時(shí)收集洞內(nèi)開(kāi)挖段地質(zhì)資料；（3）及時(shí)歸納匯總地質(zhì)、物探、鉆孔探測(cè)資料，逐步完善充實(shí)綜合圖件內(nèi)容；當(dāng)前第9頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)二、地質(zhì)綜合分析基本要求（4）綜合判譯各種物探成果，避免多解性影響，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性；（5）對(duì)工程重點(diǎn)洞段的地質(zhì)綜合分析成果，及時(shí)提交報(bào)告，并針對(duì)施工提出合理化建議。當(dāng)前第10頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)前言1地質(zhì)綜合分析基本要求2地質(zhì)綜合分析主要方法3地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)4結(jié)束語(yǔ)5

目錄當(dāng)前第11頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

地質(zhì)綜合分析是系統(tǒng)性的工作，工程性質(zhì)、工程區(qū)基本地質(zhì)條件決定手段和方法。

主要方法

地質(zhì)分析法

物探法

水平鉆孔法

三、地質(zhì)綜合分析主要方法當(dāng)前第12頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)1、地質(zhì)分析法

最基本的方法

對(duì)物探和鉆孔超前探測(cè)資料的任何解釋和應(yīng)用，都離不開(kāi)施工過(guò)程中觀測(cè)和收集的地質(zhì)判斷。三、地質(zhì)綜合分析主要方法當(dāng)前第13頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)1、地質(zhì)分析法

在實(shí)施地質(zhì)分析法的過(guò)程中，使用的方法主要有：

1）地質(zhì)投影法

2）地質(zhì)層序法

3）工程地質(zhì)類比法

4）地質(zhì)編錄法三、地質(zhì)綜合分析主要方法當(dāng)前第14頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、地質(zhì)綜合分析主要方法2、綜合物探法

物理探測(cè)技術(shù)的發(fā)展。物理勘探法是用爆破、激振裝置發(fā)生并向圍巖內(nèi)發(fā)射彈性波或電磁波，同時(shí)用儀器接收從圍巖不同界面反射回的波，通過(guò)專業(yè)分析，判斷并預(yù)報(bào)隧道前方的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況。

優(yōu)點(diǎn):直觀、高效缺點(diǎn)：反映某種物理現(xiàn)象

對(duì)物理現(xiàn)象反映出的異常進(jìn)行定性、定量鑒別，則是物探方法的關(guān)鍵。當(dāng)前第15頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、地質(zhì)綜合分析主要方法2、綜合物探法

當(dāng)前第16頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

地質(zhì)雷達(dá)法

地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖當(dāng)前第17頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第18頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)地質(zhì)雷達(dá)當(dāng)前第19頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

雷達(dá)測(cè)試

當(dāng)前第20頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)瑞典MALA公司GPR-CUⅡ型地質(zhì)雷達(dá)需鉆孔驗(yàn)證?。?！當(dāng)前第21頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)美國(guó)GSSI公司產(chǎn)的SIR—20型地質(zhì)雷達(dá)當(dāng)前第22頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)實(shí)例1某隧道右線YK84＋948～YK84＋978里程段的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中（FD－MT－R17，2007-08-29），指出圍巖YK84＋968～YK84＋972里程段存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，含有一定基巖裂隙水，并建議施工時(shí)應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。

開(kāi)挖結(jié)果表明，此段圍巖存在較明顯的節(jié)理蝕變帶，且含水量較大，出現(xiàn)水如雨下的情況。當(dāng)前第23頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)YK84＋948～YK84＋978地質(zhì)雷達(dá)波形圖YK84＋968～YK84＋972里程存在水平強(qiáng)反射同相軸，推測(cè)該處圍巖存在節(jié)理蝕變帶或破碎帶，并含有一定基巖裂隙水，施工時(shí)應(yīng)注意，并應(yīng)控制進(jìn)尺和炸藥量。當(dāng)前第24頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)照片

右線YK84＋968～YK84＋972里程段當(dāng)前第25頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)實(shí)例2某隧道右線出口YK68+397~YK68+388里原設(shè)計(jì)圍巖級(jí)別為Ⅲ級(jí)，無(wú)斷層存在；預(yù)報(bào)圍巖級(jí)別為IV級(jí)偏下～V級(jí)。建議對(duì)此段圍巖按V類復(fù)合式襯砌施工，并應(yīng)特別加強(qiáng)錨桿超前支護(hù)以防止拱頂和側(cè)墻發(fā)生掉塊、塌方事故。

預(yù)報(bào)結(jié)果經(jīng)開(kāi)挖證實(shí)。

當(dāng)前第26頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)在YK68+391～YK68+388里程即掌子面前方6～9米的范圍內(nèi),存在兩條由左向右逐漸變淺的強(qiáng)反射面，判斷為掌子面頂部?jī)A向掌子面前方的構(gòu)造破碎帶與隧道的兩次相交位置，破碎帶內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，含水量大，局部存在股狀水流。

右線出口YK68+397～YK68+372里程段波形圖當(dāng)前第27頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

地震波反射法（TSP/TGP）TSP/TGP測(cè)量原理圖當(dāng)前第28頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第29頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

實(shí)例3

黔桂鐵路擴(kuò)能改造工程第六標(biāo)（成都局）定水壩隧道當(dāng)前第30頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第31頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)TST法當(dāng)前第32頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、地質(zhì)綜合分析主要方法3、超前探孔法

超前探孔是地質(zhì)綜合分析最直接的手段，它通過(guò)鉆探取心編錄，對(duì)掌子面前方探孔揭露出的地層巖性、構(gòu)造、圍巖類別、含水性、巖溶洞穴等的位置、規(guī)模能做出較準(zhǔn)確的判斷。當(dāng)前第33頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、地質(zhì)綜合分析主要方法3、超前探孔法

優(yōu)缺點(diǎn)

屬直接揭示法，特別是取芯超前鉆孔法，一目了然。

占用隧道施工掌子面時(shí)間長(zhǎng)。費(fèi)用高。

可以起到探水的作用，但如無(wú)防突裝置或防突裝置質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，遇高壓水時(shí)具有極大的風(fēng)險(xiǎn)性。

探測(cè)結(jié)果只是一孔之見(jiàn)。

遇軟弱、巖溶巖層取芯困難。當(dāng)前第34頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三、地質(zhì)綜合分析主要方法3、超前探孔法富水區(qū)實(shí)施超前鉆孔法地質(zhì)預(yù)報(bào)，應(yīng)安裝防突水裝置，亦可安裝孔口管，接上高壓球閥、連接件和壓力表，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

在高壓富水區(qū)，應(yīng)設(shè)置避難場(chǎng)所、規(guī)定避災(zāi)逃生路線。發(fā)現(xiàn)巖壁松軟、片幫、沖洗液突增、頂鉆現(xiàn)象應(yīng)停鉆，情況緊急時(shí)應(yīng)組織人員立即撤離。

當(dāng)前第35頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)前言1地質(zhì)綜合分析基本要求2地質(zhì)綜合分析主要方法3地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)4結(jié)束語(yǔ)5

目錄當(dāng)前第36頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)四、地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)1、收集和分析研究工程地勘資料2、地表地質(zhì)調(diào)查及復(fù)核3、編制宏觀預(yù)測(cè)地質(zhì)分析報(bào)告4、開(kāi)挖地質(zhì)編錄及掌子面地質(zhì)素描5、物探資料綜合分析解釋6、預(yù)報(bào)成果與開(kāi)挖實(shí)際對(duì)比8、階段性地質(zhì)總結(jié)9、編寫(xiě)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)總結(jié)報(bào)告

當(dāng)前第37頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)四、地質(zhì)綜合分析實(shí)施要點(diǎn)XX隧道BK4+410-480洞段開(kāi)挖地質(zhì)展示圖

當(dāng)前第38頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)五、結(jié)束語(yǔ)準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的作用能夠解決的問(wèn)題不能解決的問(wèn)題當(dāng)前第39頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)第二部分隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)當(dāng)前第40頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)的意義1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容2數(shù)據(jù)處理與反饋35第二部分隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)4監(jiān)控量測(cè)的方法當(dāng)前第41頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

一.監(jiān)控量測(cè)的意義

1.支護(hù)理論的發(fā)展

古典壓力理論

松散體理論

連續(xù)介質(zhì)理論

地質(zhì)力學(xué)理論

現(xiàn)代支護(hù)理論當(dāng)前第42頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

現(xiàn)代支護(hù)理論

①一切措施都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的；②支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，共同作用；③復(fù)合體中圍巖是承載主體，最大限度的發(fā)揮圍巖的自承能力，同時(shí)也要發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力；④注重現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)控量測(cè)

當(dāng)前第43頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2.隧道監(jiān)控的作用

確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性;驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)效果，為確認(rèn)及調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方法提供依據(jù);確定二次襯砌施做時(shí)間;監(jiān)控工程對(duì)周圍環(huán)境影響;積累量測(cè)數(shù)據(jù)，為信息化設(shè)計(jì)與施工提供依據(jù)。當(dāng)前第44頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)的意義1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容2數(shù)據(jù)處理與反饋35第二部分隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)4監(jiān)控量測(cè)的方法當(dāng)前第45頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)二.監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)觀察與地質(zhì)素描凈空變化量測(cè)拱頂下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)當(dāng)前第46頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)二.隧道監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容選測(cè)項(xiàng)目：圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)；噴砼應(yīng)力監(jiān)測(cè)；圍巖壓力監(jiān)測(cè)；鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測(cè)；二襯應(yīng)力監(jiān)測(cè)；錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力。當(dāng)前第47頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

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地表下沉襯砌應(yīng)力圍巖內(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)施當(dāng)前第48頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)的意義1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容2數(shù)據(jù)處理與反饋35第二部分隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)4監(jiān)控量測(cè)的方法當(dāng)前第49頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)三.監(jiān)控量測(cè)的方法必測(cè)項(xiàng)目1、隧道內(nèi)目測(cè)觀察獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息。

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，圍巖類別，掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等。⑵對(duì)初期支護(hù)效果：噴層有無(wú)裂縫，裂縫的部位、長(zhǎng)度、寬度、深度(3)洞外觀察地表面的變異情況、植被狀況以及水系情況等，是淺埋隧道和隧道洞口段特別重要的量測(cè)。當(dāng)前第50頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2、周邊收斂量測(cè)隧道圍巖周邊各點(diǎn)趨向隧道中心的變形稱為收斂。周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映。1）量測(cè)目的⑴判斷隧道空間的穩(wěn)定性；⑵根據(jù)變位速度判斷圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時(shí)機(jī)；⑶指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。當(dāng)前第51頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2）量測(cè)設(shè)計(jì)⑴收斂量測(cè)的間距與測(cè)線必測(cè)項(xiàng)目量測(cè)斷面間距和每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量

圍巖級(jí)別斷面間距（m）每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量?jī)艨兆兓绊斚鲁罺~VI5～101～2條基線1～3點(diǎn)IV10～301條基線1點(diǎn)III30～501條基線1點(diǎn)當(dāng)前第52頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)⑵量測(cè)頻率：量測(cè)頻率可根據(jù)位移速度和量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離按位移速度位移速度（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按距開(kāi)挖面距離(注：b為隧道開(kāi)挖寬度)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/7d當(dāng)前第53頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3）量測(cè)儀器目前隧道施工中常用的收斂計(jì)為機(jī)械式的收斂計(jì)和數(shù)顯式收斂計(jì)。例：QJ-85型坑道周邊收斂計(jì)；JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)；SWJ－IV型隧道隧道收斂計(jì)。當(dāng)前第54頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)周邊位移量測(cè)收斂計(jì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)當(dāng)前第55頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3、拱頂下沉量測(cè)埋深較淺、固結(jié)程度低的地層，水平成層的場(chǎng)合，這項(xiàng)量測(cè)比收斂量測(cè)更為重要。

量測(cè)數(shù)據(jù)是確認(rèn)圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌，保證施工質(zhì)量和安全的最基本的資料。

量測(cè)方法：（1）精密水準(zhǔn)儀觀測(cè)拱頂下沉（2）全站儀觀測(cè)拱頂下沉（3）激光隧道圍巖實(shí)時(shí)監(jiān)控

當(dāng)前第56頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)拱頂下沉量測(cè)精密水準(zhǔn)儀現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)當(dāng)前第57頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)全站儀現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)當(dāng)前第58頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)4、地表下沉量測(cè)目前，我國(guó)鐵路部門(mén)已將地表下沉量測(cè)列為隧道監(jiān)控量測(cè)中的必測(cè)項(xiàng)目，量測(cè)目的在于：（1）地表下沉范圍、量值（2）地表及地中下沉隨工作面推進(jìn)的規(guī)律（3）地表及地中下沉穩(wěn)定的時(shí)間地表下沉量測(cè)一般用精密水準(zhǔn)儀量測(cè)，量測(cè)精度±1mm。當(dāng)前第59頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)1、圍巖內(nèi)部位移量測(cè)1）隧道圍巖內(nèi)部位移量測(cè)的主要目的是：⑴了解隧道圍巖的徑向位移分布和松弛范圍。⑵判斷開(kāi)挖后圍巖的松動(dòng)區(qū)、強(qiáng)度下降區(qū)以及彈性區(qū)的范圍。⑶根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)，指導(dǎo)施工。2）量測(cè)儀器：多點(diǎn)位移計(jì)3）測(cè)量原理

選測(cè)項(xiàng)目當(dāng)前第60頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第61頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2、錨桿軸力量測(cè)1）量測(cè)目的⑴了解錨桿實(shí)際工作狀態(tài)及軸向力的大小。⑵結(jié)合位移量測(cè)，判斷圍巖發(fā)展趨勢(shì)，分析圍巖內(nèi)強(qiáng)度下降區(qū)的界限⑶修正錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)，評(píng)價(jià)錨桿支護(hù)效果。當(dāng)前第62頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2）量測(cè)方法和儀器錨桿的軸向力測(cè)定，按其量測(cè)原理可分為電測(cè)式和機(jī)械式兩類，其中電測(cè)式又可分為電阻應(yīng)變式和鋼弦式。電阻應(yīng)變式和機(jī)械式是通過(guò)量測(cè)錨桿不同深度處的應(yīng)變（或變形），然后按有關(guān)計(jì)算方法轉(zhuǎn)求應(yīng)力。鋼弦式則是通過(guò)測(cè)定不同深度處傳感器受力后的鋼弦振動(dòng)頻率變化，轉(zhuǎn)求應(yīng)力。當(dāng)前第63頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3、圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力量測(cè)通常情況下是指圍巖與支護(hù)或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測(cè)試。其方法是在圍巖與支護(hù)、兩次支護(hù)之間埋設(shè)各種壓力盒等傳感器。1）目的：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷圍巖和支護(hù)的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度。2）量測(cè)儀器與原理

液壓式測(cè)力計(jì)和電測(cè)式測(cè)力計(jì)。目前隧道中多用電測(cè)式。弦測(cè)法原理當(dāng)前第64頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)鋼弦式壓力盒布置圖當(dāng)前第65頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)4、鋼支撐應(yīng)力量測(cè)了解鋼支撐的實(shí)際工作狀態(tài)，從鋼支撐的性能曲線上可以確定在此壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，視具體情況確定是否需要采用加固措施。1）量測(cè)目的⑴了解鋼支撐應(yīng)力的大小，為鋼支撐選型與設(shè)計(jì)提供依據(jù)。⑵根據(jù)鋼支撐的受力狀態(tài)，判斷隧道空間和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。⑶了解鋼支撐的實(shí)際工作狀態(tài)，保證隧道施工安全。當(dāng)前第66頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)2）量測(cè)元件

鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)

鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)

鋼弦式表面應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)圖

鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)

當(dāng)前第67頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)鋼支撐內(nèi)力表面應(yīng)變計(jì)量測(cè)型鋼支撐內(nèi)力型鋼支撐－表面應(yīng)變計(jì)鋼支撐格柵支撐－鋼筋應(yīng)力計(jì)﹛當(dāng)前第68頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)5、混凝土應(yīng)力量測(cè)了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；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，積累資料。當(dāng)前第69頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)6、聲波測(cè)圍巖的彈性波速度聲波測(cè)試是地球物理探測(cè)方法的一種。它是在巖體的一端激發(fā)彈性波，而在另一端接收通過(guò)巖體傳遞過(guò)來(lái)的波，彈性波通過(guò)巖體傳遞后，其波速、振幅、頻率均發(fā)生改變。因此，彈性波在巖體中的傳播特征就反映了巖體的物理力學(xué)性質(zhì)。目前，在工程測(cè)試中，普遍應(yīng)用聲波在巖體中傳播速度的縱波速度Vp來(lái)作為評(píng)價(jià)巖體物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)。一般具有以下規(guī)律：（1）巖體風(fēng)化、破碎、結(jié)構(gòu)面發(fā)育，則波速低、衰減快、頻譜復(fù)雜。（2）巖體充水或應(yīng)力增加，則波速高，衰減慢、頻譜簡(jiǎn)化。（3）巖體不均勻和各向異性，則其波速與頻譜也相應(yīng)表現(xiàn)出不均一和各向異性。當(dāng)前第70頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)當(dāng)前第71頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)監(jiān)控量測(cè)的意義1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容2數(shù)據(jù)處理與反饋35第二部分隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)4監(jiān)控量測(cè)的方法當(dāng)前第72頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)四.量測(cè)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用1、量測(cè)數(shù)據(jù)處理的目的⑴將同一量測(cè)斷面的各種量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比、相互印證，以確認(rèn)量測(cè)結(jié)果的可靠性；⑵探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時(shí)間變化規(guī)律、空間分布規(guī)律，判定圍巖和支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。2、量測(cè)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容

繪制監(jiān)測(cè)曲線，選擇回歸曲線

當(dāng)前第73頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)

由于量測(cè)的偶然誤差所造成的離散性，因此對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析，并以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，采用回歸分析對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到u、t兩個(gè)變量之間的函數(shù)關(guān)系，用這個(gè)函數(shù)曲線能代表測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)分布，并能推算出因變量的變化速率和極限值，主要采用以下指數(shù)、對(duì)數(shù)和雙曲三種曲線函數(shù)進(jìn)行線性回歸計(jì)算，三種曲線函數(shù)的原形公式與換算公式如下：當(dāng)前第74頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)對(duì)三種曲線函數(shù)進(jìn)行回歸分析后，根據(jù)三種曲線方程的相關(guān)系數(shù)r，取r最趨近于1的曲線方程代表所分析測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化情況，一般情況下所選擇曲線函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值應(yīng)大于0.9。當(dāng)前第75頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)3、量測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

1）初期支護(hù)階段圍巖穩(wěn)定性的判據(jù)和施工管理⑴根據(jù)最大位移值進(jìn)行施工管理U小于Un/3

U大于Un/3并小于2Un/3時(shí)U大于2Un/3時(shí)

實(shí)測(cè)最大位移值或預(yù)測(cè)最大位移值不大于2Un/3時(shí)，可認(rèn)為初期支護(hù)達(dá)到基本穩(wěn)定。當(dāng)前第76頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)⑵根據(jù)位移速率進(jìn)行施工管理a.當(dāng)位移速率大于1mm/d時(shí)，表明圍巖處于急劇變形階段，應(yīng)密切關(guān)注圍巖動(dòng)態(tài)。b.當(dāng)位移速率在1～0.2mm/d之間時(shí)，表明圍巖處于緩慢變形階段。c.當(dāng)位移速率小于0.2mm/d時(shí)，表明圍巖已達(dá)到基本穩(wěn)定，可以進(jìn)行二次襯砌作業(yè)。當(dāng)前第77頁(yè)\共有85頁(yè)\編于星期四\22點(diǎn)(3)根據(jù)位移速度曲線進(jìn)行施工管理a.當(dāng)位移速率很快變小，時(shí)態(tài)曲線很快平緩，表明圍巖穩(wěn)定性好，可適當(dāng)減弱支護(hù)。b.當(dāng)位移速率逐漸變小，即d2u/dt2＜0，時(shí)態(tài)曲線趨于平緩，