《變形監(jiān)測(cè)技術(shù)》 課件 第10、11章 隧道變形監(jiān)測(cè)、邊坡監(jiān)測(cè)

主要內(nèi)容ZhuYaoNeiRong隧道監(jiān)測(cè)目的與任務(wù)隧道監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理隧道監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理與分析第10章隧道變形監(jiān)測(cè)10.1隧道監(jiān)測(cè)目的與任務(wù)監(jiān)控量測(cè)是信息化設(shè)計(jì)與施工的重要內(nèi)容，是新奧法（少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉）構(gòu)筑隧道中十分重要的部分。通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性，二次襯砌合理施作時(shí)間以及修改施工方法、調(diào)整圍巖級(jí)別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，指導(dǎo)日常施工管理，確保施工安全和質(zhì)量。10.1.1隧道監(jiān)測(cè)的目的（1）確保安全：通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)的應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，根據(jù)量測(cè)信息，科學(xué)施工。（2）指導(dǎo)施工：量測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析處理，預(yù)測(cè)和確認(rèn)隧道圍巖最終穩(wěn)定時(shí)間，指導(dǎo)施工順序和確定二次襯砌的施作時(shí)間。（3）修正設(shè)計(jì)：根據(jù)隧道開(kāi)挖后所獲得的量測(cè)信息，進(jìn)行綜合分析，檢驗(yàn)和修正施工預(yù)設(shè)計(jì)。（4）積累資料：已有工程的量測(cè)結(jié)果可以間接地應(yīng)用到其它類(lèi)似工程中，作為設(shè)計(jì)和施工的參考資料。10.1隧道監(jiān)測(cè)目的與任務(wù)10.1.2隧道監(jiān)測(cè)的任務(wù)（1）通過(guò)對(duì)圍巖與支護(hù)的觀(guān)察和動(dòng)態(tài)量測(cè)，以達(dá)到合理安排隧道施工程序、日常施工管理、確保施工安全、修改設(shè)計(jì)參數(shù)和積累資料。（2）通過(guò)對(duì)圍巖與支護(hù)的應(yīng)變、應(yīng)力量測(cè)、掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息并及時(shí)反饋、修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工作業(yè)和管理。（3）經(jīng)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計(jì)算和判斷后，進(jìn)行預(yù)測(cè)和反饋，以保證施工安全和隧道圍巖及支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（4）對(duì)已有隧道工程的量測(cè)結(jié)果可以分析和應(yīng)用到其它類(lèi)似的工程中，作為指導(dǎo)復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)。復(fù)合式襯砌的設(shè)計(jì)，通常以工程類(lèi)比法為主，并以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行工程實(shí)際檢驗(yàn)和修正。監(jiān)控的過(guò)程可分為現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)-數(shù)據(jù)處理-信息反饋。10.1隧道監(jiān)測(cè)目的與任務(wù)

隧道的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)根據(jù)圍巖條件、隧道工程規(guī)模、支護(hù)類(lèi)型和施工方法來(lái)選擇監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)纱箢?lèi)。10.2隧道監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)方法及工具

布置量測(cè)間隔時(shí)間1~15d16d~1m1m~3m>3m1洞內(nèi)、外觀(guān)察現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)、地質(zhì)羅盤(pán)等開(kāi)挖及初期支護(hù)后進(jìn)行每次爆破后進(jìn)行2周邊位移收斂?jī)x每5~50m一個(gè)斷面，每斷面2~3個(gè)對(duì)測(cè)點(diǎn)1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m3拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量的方法，水準(zhǔn)儀、鋼尺等每5~50m一個(gè)斷面1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m4地表下沉水準(zhǔn)測(cè)量的方法，水準(zhǔn)儀、鋼尺等洞口段、淺埋段（h≤2b）開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<2b，1~2次/d；開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<5b，1次/2~3d；開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后>5b，1次/3~7d；隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間1~15d16d~1m1m~3m>3m1鋼架內(nèi)力及外力支柱壓力計(jì)或測(cè)力計(jì)每代表性地段1～2個(gè)斷面，每斷面鋼支撐內(nèi)力3～7個(gè)測(cè)點(diǎn)，或外力1對(duì)測(cè)力計(jì)1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m2圍巖體內(nèi)位移(洞內(nèi)設(shè)點(diǎn))洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)單點(diǎn)、多點(diǎn)桿式或鋼絲式位移計(jì)每代表性地段1~2個(gè)斷面，每個(gè)斷面3～7個(gè)鉆孔1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m3圍巖體內(nèi)位移（地表設(shè)點(diǎn)）地面鉆孔中安設(shè)各類(lèi)位移計(jì)每代表性地段1~2個(gè)斷面，每個(gè)斷面3～5個(gè)鉆孔

同地表下沉要求4圍巖壓力各種類(lèi)型壓力盒每代表性地段1～2個(gè)斷面，每斷面3～7個(gè)測(cè)點(diǎn)1~2次/d1次/2d1~2次/7d1~3次/m5兩層支護(hù)間壓力壓力盒每代表性地段1～2個(gè)斷面，每斷面3～7個(gè)測(cè)點(diǎn)1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m10.2隧道監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間1~15d16d~1m1m~3m>3m6錨桿軸力鋼筋計(jì)、錨桿測(cè)力計(jì)每代表性地段1～2個(gè)斷面、每斷面3～7錨桿（索），每根錨桿2～4測(cè)點(diǎn)1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m7支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力各類(lèi)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1～2斷面、每斷面3～7個(gè)測(cè)點(diǎn)1～2次/d1次/2d1～2次7d1～3次/m8圍巖彈性波測(cè)試各種聲波儀及配套探頭在有代表性地段設(shè)置9爆破震動(dòng)測(cè)振及配套傳感器臨近建（構(gòu)）筑物隨爆破進(jìn)行10滲水壓力、水流量滲壓計(jì)、流量計(jì)11地表下沉準(zhǔn)測(cè)量的方法，水準(zhǔn)儀、銦鋼尺等洞口段、淺埋段（h＞2b）開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<2b，1~2次/d；開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<5b，1次/2~3d；開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后>5b，1次/3~7d；隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目10.2隧道監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法10.3.1洞內(nèi)、外觀(guān)察

主要是采用目測(cè)方法，掌握隧道圍巖的巖性、不連續(xù)面、褶皺、變質(zhì)帶性質(zhì)等及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形情況。

對(duì)于工作面，觀(guān)察其巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀，工作面面自穩(wěn)情況，涌水等。

對(duì)于洞外，重點(diǎn)應(yīng)在洞口段和洞身淺埋段，地表是否開(kāi)裂、變形、地表水滲漏情況等，同時(shí)還應(yīng)對(duì)地面建(構(gòu))筑物進(jìn)行觀(guān)察。10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)拱頂?shù)南鲁亮考跋鲁了俣鹊谋O(jiān)測(cè)，可用來(lái)確定圍巖的穩(wěn)定性，判斷支護(hù)效果，指導(dǎo)施工工序，預(yù)防拱頂崩塌，以保證施工質(zhì)量和安全，工具主要利用水準(zhǔn)儀、全站儀、鋼尺、水準(zhǔn)尺等，見(jiàn)圖。10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀(guān)的反映，通過(guò)周邊位移量測(cè)可以判斷隧道空間的穩(wěn)定性。另外，根據(jù)周邊圍巖變化速度確定圍巖穩(wěn)定程度和二次襯砌施作的合理時(shí)機(jī)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。

圍巖的收斂用收斂?jī)x進(jìn)行量測(cè)，見(jiàn)圖。10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理在測(cè)線(xiàn)的布置上，全斷面法設(shè)置1條水平測(cè)線(xiàn)，臺(tái)階法每個(gè)臺(tái)階設(shè)置1條測(cè)線(xiàn)，分部開(kāi)挖法每部設(shè)置1條水平測(cè)線(xiàn)，偏壓隧道或者小凈距隧道可加設(shè)斜向測(cè)線(xiàn)。具體布置見(jiàn)圖。10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理小凈距隧道：隧道中的中間巖墻厚度小于分離式獨(dú)立雙洞的最小凈距的特殊隧道布置形式。偏壓隧道：由于地形不對(duì)稱(chēng)或者地質(zhì)巖層因素，造成隧道結(jié)構(gòu)兩面荷載不對(duì)稱(chēng)的隧道。

二次襯砌施做在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定并具備下列條件后施做。10.3.2拱頂下沉及周邊位移量測(cè)隧道周邊位移速率有明顯減小趨勢(shì)水平收斂（拱腳邊墻中部）小于0.2mm/d施做二次襯砌前的位移值已達(dá)總位移值的80%以上

判定圍巖穩(wěn)定的依據(jù)：10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理全斷面法臺(tái)階法10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理中隔壁法（CD法）環(huán)形開(kāi)挖留核心土法10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理交叉中隔壁法（CRD法）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理

對(duì)于淺埋隧道、洞口段或者有特殊要求應(yīng)進(jìn)行地表下沉監(jiān)測(cè)。主要利用水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺等工具監(jiān)測(cè)隧道淺埋段地表、洞口的穩(wěn)定性。10.3.3地表下沉量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理鄭西客專(zhuān)函谷關(guān)隧道洞頂公路路面、服務(wù)區(qū)下沉及開(kāi)裂情況最大下沉529mm10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理對(duì)鋼支撐的應(yīng)力量測(cè)，可了解鋼支撐的實(shí)際工作狀態(tài)，掌握在壓力作用下鋼支撐所具有的安全系數(shù)，以確定是否需要采用加固措施。拱架內(nèi)力可采用鋼筋計(jì)或表面應(yīng)變計(jì)進(jìn)行量測(cè)，在每代表性地段設(shè)置1～2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每一監(jiān)測(cè)斷面宜布置3～7個(gè)量測(cè)位置，應(yīng)布置在拱頂中央、拱腰及邊墻處。對(duì)于型鋼拱架，應(yīng)變計(jì)應(yīng)在拱架內(nèi)外緣成對(duì)布設(shè)。對(duì)于格柵拱架，應(yīng)選擇格柵主筋直徑相同的鋼筋計(jì)，且盡量使鋼筋計(jì)與鋼筋軸線(xiàn)重合。10.3.4鋼支撐內(nèi)力量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理鋼支撐內(nèi)力的測(cè)量10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理圍巖內(nèi)部各點(diǎn)的位移是圍巖動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)，它不僅反映了圍巖內(nèi)部的松弛程度，而且更能反映圍巖松弛范圍的大小。一般情況下用多點(diǎn)位移計(jì)量測(cè)松動(dòng)區(qū)、彈性區(qū)的范圍，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果優(yōu)化錨桿參數(shù)。多點(diǎn)位移計(jì)10.3.5圍巖體內(nèi)位移量測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理

隧道開(kāi)挖后，圍巖要向凈空方向變形，而支護(hù)結(jié)構(gòu)要阻止這種變形，這樣就會(huì)產(chǎn)生圍巖作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的圍巖壓力。圍巖壓力量測(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，以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，分析二次襯砌的安全程度。接觸壓力量測(cè)可采用壓力盒進(jìn)行量測(cè)。接觸壓力量測(cè)每斷面應(yīng)有3至7個(gè)測(cè)點(diǎn)，布置在拱頂中央、拱腰及邊墻處。壓力盒埋設(shè)要求接觸面緊密牢固，注意不要損壞壓力盒和引線(xiàn)。另外，圍巖與初期支護(hù)間壓力盒應(yīng)在距開(kāi)挖面1m左右的范圍內(nèi)安設(shè)，并在工作面開(kāi)挖后24h內(nèi)或下次開(kāi)挖前測(cè)取初讀數(shù)。兩層支護(hù)間壓力盒應(yīng)在澆注混凝土前埋設(shè)，并在澆注后及時(shí)測(cè)取初讀數(shù)。10.3.6圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理壓力盒10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理

錨桿對(duì)隧道圍巖起到加固補(bǔ)強(qiáng)作用。對(duì)其軸力的量測(cè)，來(lái)了解錨桿實(shí)際工作狀態(tài)及軸向力，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，評(píng)價(jià)錨桿支護(hù)效果。錨桿軸力可采用鋼筋計(jì)、錨桿測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)試。錨桿軸力量測(cè)宜在每代表性地段設(shè)置1～2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每一監(jiān)測(cè)斷面布置3～8根量測(cè)錨桿，通常布置在拱頂中央，拱腰及邊墻處，每一量測(cè)錨桿根據(jù)其長(zhǎng)度及測(cè)量需要設(shè)3～6個(gè)測(cè)點(diǎn)。量測(cè)錨桿的安裝及鉆孔應(yīng)按照設(shè)計(jì)錨桿的同等要求進(jìn)行，鉆孔軸線(xiàn)與設(shè)計(jì)方向一致，誤差不超過(guò)5°，孔徑比量測(cè)錨桿桿體直徑大15mm，鉆孔深度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)錨桿桿體長(zhǎng)度。量測(cè)錨桿埋設(shè)后應(yīng)經(jīng)過(guò)48h才可進(jìn)行第一次觀(guān)測(cè)。10.3.7錨桿軸力監(jiān)測(cè)10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理錨桿拉拔10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理

其目的是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。圍巖彈性波速度測(cè)量是利用彈性波通過(guò)巖體傳遞后，其波速、波幅、波頻均發(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)，如動(dòng)彈性模量、巖體強(qiáng)度、完整性或破碎程度、密實(shí)度等。利用這個(gè)性質(zhì)可以判別圍巖的工程性質(zhì)、巖體的結(jié)構(gòu)特征、掌握松動(dòng)圈范圍、節(jié)理裂隙分布、變質(zhì)程度、強(qiáng)度等。10.3.8支護(hù)襯砌內(nèi)應(yīng)力監(jiān)測(cè)10.3.9圍巖彈性波測(cè)試10.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施與其原理10.4隧道施工監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容根據(jù)不同的工程項(xiàng)目、不同的地質(zhì)情況有所不同，主要包含以下幾方面：（1）工程項(xiàng)目概況主要介紹工程項(xiàng)目的基本情況和施工區(qū)域的地質(zhì)情況。（2）監(jiān)測(cè)方案的編寫(xiě)依據(jù)。包括各種規(guī)范、規(guī)程及工程勘察報(bào)告等。（3）監(jiān)測(cè)的目的和意義。詳細(xì)闡述監(jiān)測(cè)對(duì)安全施工、保障生命財(cái)產(chǎn)的重要性及進(jìn)行各項(xiàng)科學(xué)

研究的重要意義。（4）監(jiān)測(cè)的具體內(nèi)容。根據(jù)具體工程項(xiàng)目和地質(zhì)的具體情況，確定監(jiān)測(cè)的具體項(xiàng)目?jī)?nèi)容。（5）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置根據(jù)收集的資料和踏勘的實(shí)際情況，確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和位置，繪

制監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布圖。（6）監(jiān)測(cè)方法針對(duì)每一項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，提出采取何種監(jiān)測(cè)方法及如何

實(shí)施監(jiān)測(cè)工

作，使用何種監(jiān)測(cè)儀器，并詳細(xì)闡述使用方法的實(shí)際效果。（7）監(jiān)測(cè)頻率和報(bào)警值的確定根據(jù)規(guī)范結(jié)合實(shí)際情況確定每一項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻律和預(yù)警值。（8）監(jiān)測(cè)成果確定提交的監(jiān)測(cè)報(bào)告內(nèi)容和最終監(jiān)測(cè)報(bào)告內(nèi)容、提交時(shí)間等。10.4隧道施工監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)量測(cè)數(shù)據(jù)整理、分析與反饋應(yīng)符合下列要求：1.每次量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線(xiàn)。2.選擇回歸曲線(xiàn)，對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線(xiàn)應(yīng)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。3.對(duì)支護(hù)及圍巖狀態(tài)、工法、工序進(jìn)行評(píng)價(jià)。4.數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取增加臨時(shí)支撐、加厚噴層、加密或加長(zhǎng)錨桿、增加鋼架等加固措施。10.4隧道施工監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)當(dāng)發(fā)現(xiàn)隧道穩(wěn)定出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)對(duì)隧道施工方法進(jìn)行調(diào)整，一般包括以下幾個(gè)方面：

⑴

采取穩(wěn)定開(kāi)挖工作面的措施；

⑵

斷面的早期閉合；

⑶

開(kāi)挖進(jìn)尺的改變；

⑷

開(kāi)挖分部尺寸的改變；

⑸

開(kāi)挖方法的變更；

⑹

支護(hù)結(jié)構(gòu)的變更；

⑺

增加輔助工法（超前支護(hù)、臨時(shí)支撐、注漿加固等）；10.4隧道施工監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)10.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理與分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理的主要工作是對(duì)監(jiān)測(cè)資料加以整理、編制成圖表和說(shuō)明，使它成為便于使用的成果。具體內(nèi)容如下：（1）校核各項(xiàng)原始記錄，檢查各次變形監(jiān)測(cè)值的計(jì)算過(guò)程準(zhǔn)確性；（2）最終變形結(jié)果的計(jì)算；（3）繪制各種變形過(guò)程線(xiàn)、建筑物變形分布圖。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析是分析歸納被監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形過(guò)程、變形規(guī)律和變形幅度；分析變形的原因，變形值與引起變形因素之間的關(guān)系，并找出它們之間的函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)而判斷被監(jiān)測(cè)對(duì)象的情況是否正常。這一階段的工作可分為：10.5.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理10.5.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析（1）成因分析（定性分析）對(duì)結(jié)構(gòu)本身（內(nèi)因）與作用在結(jié)構(gòu)物上

的載荷（外因）及監(jiān)測(cè)本身，加以分析、考慮，確定變形值變

化的原因和規(guī)律性。（2）統(tǒng)計(jì)分析根據(jù)成因分析，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中尋找

規(guī)律，并導(dǎo)出變形值與引起變形的有關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系。（3）變形預(yù)報(bào)和安全判斷在成因分析和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，可根據(jù)

求得的變形值與引起變形因素之間的函數(shù)關(guān)系預(yù)報(bào)未來(lái)變形值

的范圍和判斷建筑物的安全程度。10.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理與分析主要內(nèi)容ZhuYaoNeiRong概述邊坡監(jiān)測(cè)的作用與分類(lèi)邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法邊坡監(jiān)測(cè)的儀器選擇邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容第11章邊坡監(jiān)測(cè)邊坡監(jiān)測(cè)實(shí)例11.1邊坡監(jiān)測(cè)概述

邊坡在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中具有重要的地位，方便了人們的生活，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供了動(dòng)能。然而邊坡在建設(shè)及維護(hù)過(guò)程中，也會(huì)面臨著許多危險(xiǎn)和隱患。為了反映邊坡巖土真實(shí)力學(xué)效應(yīng)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的可靠性和處治后的邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，邊坡監(jiān)測(cè)具有重要意義。2007年8月12日遼寧丹東北部山區(qū)山體滑坡災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)11.2.1邊坡監(jiān)測(cè)的作用（1）通過(guò)施工和環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，確保邊坡的安

全，為邊坡設(shè)計(jì)提供必要的巖土工程和水文地質(zhì)等技術(shù)資料。（2）通過(guò)邊坡監(jiān)測(cè)，確定不穩(wěn)定邊坡滑移方向和速度，掌握邊坡發(fā)

展變化規(guī)律，為采取必要的防護(hù)措施提供重要的依據(jù)。（3）積累觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)資料來(lái)揭示邊坡的變化規(guī)

律，為滑坡災(zāi)害預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保證。（4）通過(guò)對(duì)邊坡加固工程的監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)治理措施的質(zhì)量和效果，為

邊坡的穩(wěn)定性分析、提供重要依據(jù)。11.2邊坡監(jiān)測(cè)的作用與分類(lèi)11.2.2邊坡監(jiān)測(cè)的分類(lèi)11.2邊坡監(jiān)測(cè)的作用與分類(lèi)（1）施工安全監(jiān)測(cè)：在施工期對(duì)邊坡的位移、應(yīng)力、地下水等進(jìn)行

監(jiān)測(cè)，以了解由于工程擾動(dòng)等因素對(duì)邊坡體的影響，及時(shí)地

指導(dǎo)工程實(shí)施、調(diào)整工程部署、安排施工進(jìn)度等。（2）邊坡處治效果監(jiān)測(cè)：檢驗(yàn)邊坡處治設(shè)計(jì)和施工效果、判斷邊坡

處治后的穩(wěn)定性的重要手段。一方面可以了解邊坡體變形破壞

特征，另一方面可以針對(duì)實(shí)施的工程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（3）邊坡長(zhǎng)期監(jiān)：在防治工程竣工后，對(duì)邊坡體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，了

解邊坡體穩(wěn)定性變化特征。11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.1簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)法

簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)法是通過(guò)人工觀(guān)測(cè)邊坡工程中地表裂縫、地面鼓脹、沉降、坍塌、建筑物變形特征（發(fā)生和發(fā)展的位置、規(guī)模、形態(tài)、時(shí)間等）及地下水位變化、地溫變化等現(xiàn)象，也可在邊坡體關(guān)鍵裂縫處埋設(shè)騎縫式簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)樁；在建（構(gòu)）筑物（如房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等）裂縫上設(shè)置簡(jiǎn)易玻璃條、水泥砂漿片、貼紙片；在巖石、陡壁面裂縫處用紅油漆劃線(xiàn)作觀(guān)測(cè)標(biāo)記；在陡坎（壁）軟弱夾層出露處設(shè)置簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)標(biāo)樁等，定期用各種長(zhǎng)度量具測(cè)量裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度變化及裂縫形態(tài)、開(kāi)裂延伸的方向。11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.1簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)法11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.2設(shè)站觀(guān)測(cè)法

設(shè)站觀(guān)測(cè)法是指在充分了解工程地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，在邊坡體上設(shè)立變形觀(guān)測(cè)點(diǎn)（成線(xiàn)狀、格網(wǎng)狀等），在變形區(qū)影響范圍之外穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置固定觀(guān)測(cè)站，用測(cè)量?jī)x器（經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、攝影儀及全站儀、GNSS接收機(jī)等）定期監(jiān)測(cè)變形區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維（X、Y、Z）位移變化的一種行之有效的監(jiān)測(cè)方法。此法主要指大地測(cè)量、近景攝影測(cè)量及GNSS測(cè)量與全站式電子速測(cè)儀設(shè)站觀(guān)測(cè)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維位移量的方法。11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.2設(shè)站觀(guān)測(cè)法

1.大地測(cè)量法

大地測(cè)量法主要有兩方向（或三方向）前方交會(huì)法、雙邊距離交會(huì)法、視準(zhǔn)線(xiàn)法、小角法、測(cè)距法、幾何水準(zhǔn)測(cè)量法以及精密三角高程測(cè)量法等。

2.GNSS（衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)）測(cè)量法

GNSS測(cè)量法的基本原理是用GNSS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)定位信號(hào)進(jìn)行空間后方交會(huì)測(cè)量，確定地面待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

3.近景攝影測(cè)量法

該方法是把近景攝影儀安置在2個(gè)不同位置的固定測(cè)點(diǎn)上，同時(shí)對(duì)邊坡范圍內(nèi)觀(guān)測(cè)點(diǎn)攝影構(gòu)成立體像對(duì)，利用立體坐標(biāo)儀量測(cè)像片上各觀(guān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)的一種方法。11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.3儀表觀(guān)測(cè)法

儀表觀(guān)測(cè)法是指用精密儀器、儀表對(duì)邊坡進(jìn)行地表及深部的位移、地表裂縫及地聲、應(yīng)力、應(yīng)變等物理參數(shù)與環(huán)境影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，監(jiān)測(cè)儀器的類(lèi)型，一般可分為位移監(jiān)測(cè)、地下傾斜監(jiān)測(cè)、地下應(yīng)力監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)四大類(lèi)，按所采用的儀表可分為機(jī)械式儀表觀(guān)測(cè)法和電子儀表觀(guān)測(cè)法。對(duì)于電子儀表觀(guān)測(cè)，由于傳感器長(zhǎng)期處于野外惡劣環(huán)境中工作，在監(jiān)測(cè)工作中，要時(shí)常檢查儀器的工作狀態(tài)。11.3邊坡監(jiān)測(cè)的主要方法11.3.4遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)法

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能連續(xù)觀(guān)測(cè)、自動(dòng)采集、發(fā)送、處理觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，已成為邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的重要發(fā)展方向。通過(guò)對(duì)滑坡體深層位移、滑坡體傾斜、地下水、地表裂縫、環(huán)境量的監(jiān)測(cè)，配合無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸接收系統(tǒng)，將觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程的中心數(shù)據(jù)接收站，接收站通過(guò)配套的數(shù)據(jù)軟件即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常測(cè)值報(bào)警，從而可遠(yuǎn)程監(jiān)控邊坡體的狀況。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)程度較高，也較為昂貴，大型、特大型工程監(jiān)測(cè)使用較多。11.3.5聲發(fā)射方法

巖石或巖體受力作用時(shí)會(huì)不斷地發(fā)生破壞，主要表現(xiàn)為裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展及巖體斷裂。裂紋形成或擴(kuò)展時(shí)，造成應(yīng)力松弛，貯存的部分能量以應(yīng)力波的形式釋放出來(lái)，產(chǎn)生聲發(fā)射，據(jù)此可推斷巖石內(nèi)部的形態(tài)變化，反演巖石的破壞機(jī)制。11.4邊坡監(jiān)測(cè)的儀器選擇監(jiān)測(cè)內(nèi)容監(jiān)測(cè)方法儀器、設(shè)備監(jiān)測(cè)方法的特點(diǎn)外觀(guān)表征巡視檢查目測(cè)、相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等

方法簡(jiǎn)單易于掌握，投入人力較大，安全性較低。該方法應(yīng)用于不同施工階段邊坡監(jiān)測(cè)，能立即發(fā)現(xiàn)邊坡可能存在的危險(xiǎn)源，方法簡(jiǎn)單、易行地表變形大地測(cè)量法（三角交會(huì)法、幾何水準(zhǔn)法、小角法經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、全站儀、電子經(jīng)緯儀等

投入快、精度高、監(jiān)測(cè)范圍大、直觀(guān)、安全、便于確定滑坡位移方向及變形速率。適用于不同變形階段的位移監(jiān)測(cè)；其受地形通視和氣候條件影響不能連續(xù)觀(guān)測(cè)近景攝影法、掃描法量測(cè)攝影機(jī)、激光掃描儀監(jiān)測(cè)信息量大、目前成本較高。適用于變形速率較大的邊坡水平位移及危巖峭壁裂縫變化監(jiān)測(cè)；其受氣候條件影響較大衛(wèi)星導(dǎo)航定位法GNSS接收機(jī)

精度高、投入快，易操作，可全天觀(guān)測(cè)，不受地形通視條件限制；適用于邊坡體不同變形階段地表三維位移監(jiān)測(cè)測(cè)縫法（人工測(cè)縫、自動(dòng)測(cè)縫法）鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、裂縫量測(cè)儀、測(cè)縫計(jì)、地表位移伸長(zhǎng)計(jì)等人工、自動(dòng)測(cè)縫法投入快，精度高，量程可調(diào)，方法簡(jiǎn)單直觀(guān)、資料可靠地下變形測(cè)斜法（鉆孔測(cè)斜法、豎井）鉆孔測(cè)斜儀、多點(diǎn)倒垂儀、傾斜計(jì)等

精度高、效果好，可遠(yuǎn)距離測(cè)試，易保護(hù)，受外界因素干擾少，資料可靠；但測(cè)程有限，成本較高，投入慢。適用于邊坡體變形初期，在鉆孔、豎井內(nèi)測(cè)定邊坡體內(nèi)不同深度的變形特征及滑帶位置測(cè)縫法（豎井）多點(diǎn)位移計(jì)、井壁位移計(jì)、位移計(jì)精度較高、易保護(hù)、投入慢、成本高；儀器、傳感器受地下水浸濕，易銹蝕。一般用于監(jiān)測(cè)豎井內(nèi)多層堆積物之間的相對(duì)位移，目前主要適應(yīng)于初期變形階段，即小變形、低速率、觀(guān)測(cè)時(shí)間相對(duì)短的監(jiān)測(cè)重錘法重錘、極坐標(biāo)盤(pán)、坐標(biāo)儀、水平位移計(jì)精度高、易保護(hù)，測(cè)讀直觀(guān)、可靠；適用于上部危巖相對(duì)下部穩(wěn)定巖體的下沉變化及軟層或裂縫垂直向收斂變化的監(jiān)測(cè)沉降法下沉儀、收斂?jī)x、靜力水準(zhǔn)儀、水管傾斜儀器精度高、易保護(hù)，測(cè)讀直觀(guān)、可靠；適用于危巖裂縫的三向位移（X、Y、Z方向）監(jiān)測(cè)和危巖界面裂縫沿軸向的位移監(jiān)測(cè)應(yīng)變應(yīng)變測(cè)量法應(yīng)變計(jì)、點(diǎn)位移計(jì)、滑動(dòng)測(cè)微計(jì)精度高、易保護(hù)、測(cè)讀直觀(guān)、可靠，使用方便。主要用于測(cè)定邊坡體不同深度的位移量和滑面（帶）位置水文地下水位監(jiān)測(cè)水位自動(dòng)記錄儀精度高，可連續(xù)觀(guān)測(cè)，直觀(guān)、可靠。適用于邊坡不同變形階段的監(jiān)測(cè)，可為邊坡穩(wěn)定性分析提供基礎(chǔ)資料使用孔隙水壓監(jiān)測(cè)孔隙水壓計(jì)等泉流量監(jiān)測(cè)三角堰等河水位監(jiān)測(cè)水位標(biāo)尺等環(huán)境因素降雨量監(jiān)測(cè)雨量計(jì)精度高，可連續(xù)觀(guān)測(cè)，直觀(guān)，可靠。適應(yīng)于邊坡不同變形階段的監(jiān)測(cè)，可為邊坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料地溫監(jiān)測(cè)溫度記錄儀地震監(jiān)測(cè)地震監(jiān)測(cè)儀11.5邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容11.5.1地表大地變形監(jiān)測(cè)

地表大地變形監(jiān)測(cè)是邊坡監(jiān)測(cè)的一個(gè)項(xiàng)目，其實(shí)質(zhì)就是記錄變形的水平位移、垂直位移以及變化速率。一般是在穩(wěn)定的地段設(shè)置若干基準(zhǔn)點(diǎn)，在邊坡的特征點(diǎn)上設(shè)置若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用儀器定期觀(guān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化。

在工程測(cè)量規(guī)范中對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)變形觀(guān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)有一定要求：（1）對(duì)已明確主滑方向和滑動(dòng)范圍的滑坡，監(jiān)測(cè)網(wǎng)可布設(shè)成十字形和方格

形，其縱向應(yīng)沿主滑方向，橫向應(yīng)垂直于主滑方向；對(duì)主滑方向和滑

動(dòng)范圍不明確的滑坡，監(jiān)測(cè)網(wǎng)宜布設(shè)成放射形。（2）點(diǎn)位應(yīng)選在地質(zhì)、地貌的特征點(diǎn)上。（3）單個(gè)滑坡體的變形觀(guān)測(cè)點(diǎn)不宜少于3點(diǎn)。（4）地表變形觀(guān)測(cè)點(diǎn)，宜采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的墩標(biāo)，困難地段也應(yīng)設(shè)立固定照準(zhǔn)標(biāo)志。1.地表大地變形監(jiān)測(cè)11.5邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容11.5.1地表大地變形監(jiān)測(cè)

地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè)可采用伸縮儀、位錯(cuò)計(jì)或千分卡尺直接量測(cè)。對(duì)于規(guī)模小、性質(zhì)簡(jiǎn)單的邊坡，在裂縫兩側(cè)設(shè)樁、設(shè)固定標(biāo)尺或在建筑物裂縫兩側(cè)貼片等方法，均可直接量得位移量。2.地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè)11.5邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容11.5.1地表大地變形監(jiān)測(cè)

邊坡深部位移監(jiān)測(cè)是監(jiān)測(cè)邊坡體整體變形的重要方法，能有效地監(jiān)測(cè)到邊坡巖土體內(nèi)部的蠕變，預(yù)知滑動(dòng)控制面的位置，能有效指導(dǎo)防治工程的實(shí)施和效果檢驗(yàn)。邊坡深部位移監(jiān)測(cè)手段較多，較簡(jiǎn)單地下位移監(jiān)測(cè)方法有塑料管鋼棒觀(guān)測(cè)法、變形井監(jiān)測(cè)法、剪切帶觀(guān)測(cè)法。常用的有如：多點(diǎn)位移計(jì)和鉆孔測(cè)斜儀等。3.邊坡深部位移監(jiān)測(cè)變形井監(jiān)測(cè)法及剪切帶觀(guān)測(cè)法11.5邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容11.5.1地表大地變形監(jiān)測(cè)3.邊坡深部位移監(jiān)測(cè)11.5邊坡監(jiān)測(cè)的內(nèi)容11.5.2邊坡應(yīng)力監(jiān)測(cè)1.邊坡內(nèi)部應(yīng)力測(cè)試

邊坡內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)可通過(guò)壓力盒量測(cè)。壓力盒分為液壓式和電測(cè)式兩類(lèi)，目前邊坡應(yīng)力測(cè)量多用電測(cè)式壓力盒。工作原理單線(xiàn)圈激振型雙線(xiàn)圈激振型鎢絲壓力盒鋼弦摩擦壓力盒結(jié)構(gòu)鋼絲臥式、鋼絲立式鋼絲臥式鋼絲立式鋼絲臥式使用條件測(cè)土壓力、巖土壓力測(cè)水壓力、土、巖壓力測(cè)水壓力、土壓力測(cè)井壁與土層間摩擦力特點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸出間歇非等幅衰減波，不適用動(dòng)態(tài)測(cè)量和連續(xù)測(cè)量，難于自動(dòng)化。輸出等幅波，穩(wěn)定，