《隧道工程》课件第23讲 监控量测与数据分析.ppt

第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 围岩预支护围岩预支护围岩预支护围岩预支护(预加固预加固预加固预加固)装渣与运输装渣与运输装渣与运输装渣与运输 初期支护初期支护初期支护初期支护 监控量测与数据分析监控量测与数据分析 防排水施工工艺防排水施工工艺防排水施工工艺防排水施工工艺 辅助坑道辅助坑道辅助坑道辅助坑道 二次衬砌二次衬砌二次衬砌二次衬砌 隧道爆破施工技术隧道爆破施工技术隧道爆破施工技术隧道爆破施工技术第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术第五节第五节 监控量测与数据分析监控量测与数据分析一、现场量测一、现场量测(一一一一)量测目的量测目的量测目的量测目的(1)(1)掌握围岩力学形态的变化和规律；掌握围岩力学形态的变化和规律；掌握围岩力学形态的变化和规律；掌握围岩力学形态的变化和规律；(2)(2)掌握支护结构的工作状态；评价围岩和支掌握支护结构的工作状态；评价围岩和支掌握支护结构的工作状态；评价围岩和支掌握支护结构的工作状态；评价围岩和支护系统的稳定性、安全性护系统的稳定性、安全性护系统的稳定性、安全性护系统的稳定性、安全性 。(3)(3)为理论解析、数据分析提供计算数据与对比为理论解析、数据分析提供计算数据与对比为理论解析、数据分析提供计算数据与对比为理论解析、数据分析提供计算数据与对比指标；指标；指标；指标；(4)(4)为隧道工程设计与施工积累资料。为隧道工程设计与施工积累资料。为隧道工程设计与施工积累资料。为隧道工程设计与施工积累资料。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(7)(7)对隧道未来性态作出预测。依据各类观测曲对隧道未来性态作出预测。依据各类观测曲对隧道未来性态作出预测。依据各类观测曲对隧道未来性态作出预测。依据各类观测曲 线的形态特征，可掌握其变化规律，进而对未线的形态特征，可掌握其变化规律，进而对未线的形态特征，可掌握其变化规律，进而对未线的形态特征，可掌握其变化规律，进而对未来性态作出有效的预测。来性态作出有效的预测。来性态作出有效的预测。来性态作出有效的预测。(5)(5)及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事故发生。故发生。故发生。故发生。(6)(6)指导安全施工，修正施工参数或施工工序。指导安全施工，修正施工参数或施工工序。指导安全施工，修正施工参数或施工工序。指导安全施工，修正施工参数或施工工序。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(二二二二)监测项目与内容监测项目与内容监测项目与内容监测项目与内容(1)(1)地质和支护状态现场观察：地质和支护状态现场观察：地质和支护状态现场观察：地质和支护状态现场观察：(2)(2)岩体岩体岩体岩体(岩石岩石岩石岩石)力学参数测试：力学参数测试：力学参数测试：力学参数测试：(3)(3)应力应变测试：应力应变测试：应力应变测试：应力应变测试：(4)(4)压力测试：压力测试：压力测试：压力测试：(5)(5)位移测试：位移测试：位移测试：位移测试：(6)(6)温度测试：温度测试：温度测试：温度测试：(7)(7)物理探测：物理探测：物理探测：物理探测：第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 隧道工程的量测项目：隧道工程的量测项目：应测项目应测项目应测项目应测项目地质和支护状态观察地质和支护状态观察周边位移周边位移拱顶下沉拱顶下沉地表下沉地表下沉第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术选测项目选测项目选测项目选测项目围围岩岩内内部部位位移移(地地表表设设点点)围岩内部位移围岩内部位移(洞内设点洞内设点)围岩压力及两层支护间压力围岩压力及两层支护间压力钢支撑内力及外力钢支撑内力及外力支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝测量支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝测量锚杆或锚索内力及抗拔力锚杆或锚索内力及抗拔力围岩弹性波测试围岩弹性波测试爆破震动监测爆破震动监测第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术二、量测方法二、量测方法(一一一一)洞内外观察（主要为地质素描）洞内外观察（主要为地质素描）洞内外观察（主要为地质素描）洞内外观察（主要为地质素描）l.l.代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；2.2.岩石名称、结构、颜色；岩石名称、结构、颜色；岩石名称、结构、颜色；岩石名称、结构、颜色；3.3.结构面情况；结构面情况；结构面情况；结构面情况；4.4.岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度及破碎程度；及破碎程度；及破碎程度；及破碎程度；第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术5.5.岩体风化程度、特点、抗风化能力；岩体风化程度、特点、抗风化能力；岩体风化程度、特点、抗风化能力；岩体风化程度、特点、抗风化能力；6.6.地地地地下下下下水水水水的的的的类类类类型型型型、出出出出露露露露位位位位置置置置、水水水水量量量量大大大大小小小小及及及及喷喷喷喷锚支护施工的影响等；锚支护施工的影响等；锚支护施工的影响等；锚支护施工的影响等；7.7.施施施施工工工工开开开开挖挖挖挖方方方方式式式式方方方方法法法法、锚锚锚锚喷喷喷喷支支支支护护护护参参参参数数数数及及及及循循循循环环环环时间；时间；时间；时间；8.8.围围围围岩岩岩岩内内内内鼓鼓鼓鼓、弯弯弯弯折折折折、变变变变形形形形、岩岩岩岩爆爆爆爆、掉掉掉掉块块块块，坍坍坍坍塌塌塌塌的的的的位位位位置置置置、规规规规模模模模、数数数数量量量量和和和和分分分分布布布布情情情情况况况况，围围围围岩岩岩岩的的的的自自自自稳时间等；稳时间等；稳时间等；稳时间等；第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术9.9.溶洞等特殊地质条件描述；溶洞等特殊地质条件描述；溶洞等特殊地质条件描述；溶洞等特殊地质条件描述；10.10.喷层开裂起鼓、剥落情况描述；喷层开裂起鼓、剥落情况描述；喷层开裂起鼓、剥落情况描述；喷层开裂起鼓、剥落情况描述；11.11.地地地地 质质质质 断断断断 面面面面 展展展展 示示示示 图图图图(1:201:100)(1:201:100)或或或或 纵纵纵纵 横横横横 剖剖剖剖 面面面面 图图图图(1:501:100)(1:501:100)。必要时应附彩色照片。必要时应附彩色照片。必要时应附彩色照片。必要时应附彩色照片。(二二二二)拱顶下沉和地表沉降拱顶下沉和地表沉降拱顶下沉和地表沉降拱顶下沉和地表沉降精密水准仪精密水准仪精密水准仪精密水准仪第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(三三三三)坑道周边相对位移坑道周边相对位移坑道周边相对位移坑道周边相对位移 为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可为量测方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可以量测绝对位移值外，坑道周边其它各点，一般均以量测绝对位移值外，坑道周边其它各点，一般均以量测绝对位移值外，坑道周边其它各点，一般均以量测绝对位移值外，坑道周边其它各点，一般均用收敛计量测其中两点之间的相对位移值用收敛计量测其中两点之间的相对位移值用收敛计量测其中两点之间的相对位移值用收敛计量测其中两点之间的相对位移值 。拱顶下沉拱顶下沉变形量测水平收敛水平收敛JSS30A型数显收敛计型数显收敛计 量测范围量测范围:0.510、0.515、0.520及及0.530m分辩率分辩率0.01 mm 测量精度测量精度:0.1 mm第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 测试方法及注意事项测试方法及注意事项 (l)开开开开挖挖挖挖后后后后尽尽尽尽快快快快埋埋埋埋设设设设测测测测点点点点，并并并并测测测测取取取取初初初初读读读读数数数数，要要要要求求求求12h12h内完成；内完成；内完成；内完成；(2)测测测测点点点点(测测测测试试试试断断断断面面面面)应应应应尽尽尽尽可可可可能能能能靠靠靠靠近近近近开开开开挖挖挖挖面面面面，要要要要求求求求在在在在2m2m以内；以内；以内；以内；(3)读读读读数数数数应应应应在在在在重重重重锤锤锤锤稳稳稳稳定定定定或或或或张张张张力力力力调调调调节节节节器器器器指指指指针针针针稳稳稳稳定定定定指指指指示示示示规规规规定的张力值时读取；定的张力值时读取；定的张力值时读取；定的张力值时读取；(4)当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差；当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差；当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差；当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差；(5)测测测测试试试试频频频频率率率率应应应应视视视视围围围围岩岩岩岩条条条条件件件件、工工工工程程程程结结结结构构构构条条条条件件件件及及及及施施施施工工工工情情情情况而定。况而定。况而定。况而定。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 (6)(6)整整整整个个个个量量量量测测测测过过过过程程程程中中中中，应应应应作作作作好好好好详详详详细细细细记记记记录录录录，并并并并随随随随时时时时检检检检查查查查有有有有无无无无错错错错误误误误。记记记记录录录录内内内内容容容容应应应应包包包包括括括括断断断断面面面面位位位位置置置置、测测测测点点点点(测测测测线线线线)编编编编号号号号、初初初初始始始始读读读读数数数数、各各各各次次次次测测测测试试试试读读读读数数数数、当当当当时时时时温温温温度度度度以以以以及及及及开开开开挖挖挖挖面面面面距量测断面的距离等。两测点的连线称为测线。距量测断面的距离等。两测点的连线称为测线。距量测断面的距离等。两测点的连线称为测线。距量测断面的距离等。两测点的连线称为测线。(5)测测测测试试试试频频频频率率率率应应应应视视视视围围围围岩岩岩岩条条条条件件件件、工工工工程程程程结结结结构构构构条条条条件件件件及及及及施施施施工工工工情情情情况而定。况而定。况而定。况而定。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 4.4.4.4.数据整理数据整理数据整理数据整理 量量量量测测测测数数数数据据据据整整整整理理理理包包包包括括括括数数数数据据据据计计计计算算算算、列列列列表表表表或或或或绘绘绘绘图图图图表表表表示示示示各各各各种种种种关系。关系。关系。关系。(1)(1)坑道周边相对位移计算式为坑道周边相对位移计算式为坑道周边相对位移计算式为坑道周边相对位移计算式为 式中，式中，式中，式中，R R0 0初始观测值；初始观测值；初始观测值；初始观测值；R Ri i 第第第第i i次观测值；次观测值；次观测值；次观测值；u ui i 第第第第i i次量测时，该两测点之间的相次量测时，该两测点之间的相次量测时，该两测点之间的相次量测时，该两测点之间的相 对位移值。对位移值。对位移值。对位移值。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(2)(2)测测测测尺尺尺尺为为为为普普普普通通通通钢钢钢钢尺尺尺尺时时时时，要要要要消消消消除除除除温温温温度度度度影影影影响响响响尤尤尤尤其其其其当当当当洞洞洞洞径径径径大大大大(测测测测线线线线长长长长)、温温温温度度度度变变变变化化化化大大大大时时时时，应应应应进进进进行行行行温温温温度度度度改正。改正。改正。改正。式中式中式中式中:钢尺的线膨胀系数钢尺的线膨胀系数钢尺的线膨胀系数钢尺的线膨胀系数(一般取一般取一般取一般取12101210-6-6/)/)L L量测基线长；量测基线长；量测基线长；量测基线长；t t0 0、t ti i分别为初始量测时温度和第分别为初始量测时温度和第分别为初始量测时温度和第分别为初始量测时温度和第i i次量测时温度。次量测时温度。次量测时温度。次量测时温度。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(3)(3)量量量量测测测测过过过过程程程程应应应应及及及及时时时时计计计计算算算算出出出出各各各各测测测测线线线线的的的的相相相相对对对对位位位位移移移移值值值值，相相相相对对对对位位位位移移移移速速速速率率率率，及及及及其其其其与与与与时时时时间间间间和和和和开开开开挖挖挖挖断断断断面面面面距距距距离离离离之之之之间间间间的关系，并列表或绘图。的关系，并列表或绘图。的关系，并列表或绘图。的关系，并列表或绘图。位移位移位移时间关系曲线位移时间关系曲线0 0初期支护初期支护二次支护二次支护下台阶开挖下台阶开挖时间时间第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术位移位移位移位移-开挖面距离关系曲线开挖面距离关系曲线距离距离下台阶开挖下台阶开挖锚杆锚杆喷混凝土喷混凝土位移速度位移速度0 0时间时间位移速度位移速度-时间关系曲线时间关系曲线第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术YDK174+500YDK175+000+500+900变形/mm斜井开口YDK175+330板岩占50%80%千枚岩占60%85%兰州方向武威方向里程志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布图志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布图DK176+900DK177+000+100+200+300+400+500+600里程变形/mm初支拆换段新开挖段图图7-4 F7断层区段左线隧道变形沿隧道纵向分布图断层区段左线隧道变形沿隧道纵向分布图F7断层影响带F7断层主带F7断层影响带主带影响带图图7-7 F7断层区段右线隧道最大变形速率沿隧道纵向分布图断层区段右线隧道最大变形速率沿隧道纵向分布图图图7-9 最大变形速率与累计变形的关系最大变形速率与累计变形的关系最大变形速率/mmF4断层+290+440+640+740主带影响带影响带图图7-15 F4断层区段右线隧道二衬拱脚水平收敛纵向分布断层区段右线隧道二衬拱脚水平收敛纵向分布第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(四四四四)围岩内部位移围岩内部位移围岩内部位移围岩内部位移1.1.1.1.量测原理量测原理量测原理量测原理 用用用用位位位位移移移移计计计计量量量量测测测测钻钻钻钻孔孔孔孔内内内内(围围围围岩岩岩岩内内内内部部部部)各各各各点点点点相相相相对对对对于于于于孔孔孔孔口口口口(岩壁岩壁岩壁岩壁)一点的一点的一点的一点的相对位移相对位移相对位移相对位移。2.2.2.2.位移计位移计位移计位移计 位位位位移移移移计计计计有有有有两两两两种种种种类类类类型型型型，一一一一类类类类是是是是机机机机械械械械式式式式，另另另另一一一一类类类类是是是是电电电电测测测测式式式式。其其其其构构构构造造造造是是是是由由由由定定定定位位位位装装装装置置置置、位位位位移移移移传传传传递递递递装装装装置置置置、孔孔孔孔口口口口固固固固定定定定装装装装置置置置、百百百百分分分分表表表表或或或或读读读读数数数数仪仪仪仪等等等等部分组成。部分组成。部分组成。部分组成。JXW-1型位移计型位移计测量百分表测量百分表单点杆式位移计单点杆式位移计内锚头内锚头位移传递杆位移传递杆外锚头外锚头DWJ1型深孔六点伸长计结构原理示意图型深孔六点伸长计结构原理示意图1234561位移测定器；位移测定器；2-圆形支架；圆形支架；3-锚固器；锚固器；4-保护套管；保护套管；5-砂浆；砂浆；6-定位器定位器 1-锚固压缩木；锚固压缩木；2-位移传递杆；位移传递杆；3-硬杂木定位器；硬杂木定位器；4-WY40位移传感器；位移传感器；5-位移测点；位移测点；6-测试导线测试导线电阻式多点位移计电阻式多点位移计123456L L1 1L L2 2L L3 3第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(五五五五)锚杆应力及锚杆抗拔力锚杆应力及锚杆抗拔力锚杆应力及锚杆抗拔力锚杆应力及锚杆抗拔力实实实实际际际际量量量量测测测测工工工工作作作作中中中中，是是是是采采采采用用用用与与与与设设设设计计计计锚锚锚锚杆杆杆杆强强强强度度度度相相相相等等等等，且且且且刚刚刚刚度度度度基基基基本本本本相相相相等等等等的的的的各各各各式式式式钢钢钢钢筋筋筋筋计计计计来来来来观观观观测测测测锚锚锚锚杆杆杆杆的的的的应应应应力力力力应变应变应变应变。a)钢弦式量测锚杆钢弦式量测锚杆钢弦式钢筋计钢弦式钢筋计1000mm1500mm电缆电缆接长钢筋接长钢筋300mm800mm250mm焊接焊接孔口孔口250mm图图6-57YDK177+345锚杆轴力分布锚杆轴力分布2.1m23.5kN2.1m3.4m3.4m3.4m2.1m40.7kN25.9kN50.7kN52.0kN33.5kN-12.9kN0.9m-12.2kN第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 拉拔器检测锚杆抗拔力：拉拔器检测锚杆抗拔力：概念：指锚杆能够承受的最大拉力概念：指锚杆能够承受的最大拉力概念：指锚杆能够承受的最大拉力概念：指锚杆能够承受的最大拉力 。目目目目的的的的：一一一一是是是是测测测测定定定定锚锚锚锚杆杆杆杆锚锚锚锚固固固固力力力力是是是是否否否否达达达达到到到到设设设设计计计计要要要要求求求求，二二二二是是是是判判判判断断断断所所所所使使使使用用用用的的的的锚锚锚锚杆杆杆杆长长长长度度度度是是是是否否否否适适适适宜宜宜宜，三三三三是是是是检检检检查查查查锚杆的安装质量。锚杆的安装质量。锚杆的安装质量。锚杆的安装质量。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(六六六六)围岩压力围岩压力围岩压力围岩压力/初支与二衬间接触压力初支与二衬间接触压力初支与二衬间接触压力初支与二衬间接触压力 1.1.1.1.量测原理量测原理量测原理量测原理 支支支支护护护护(喷喷喷喷射射射射混混混混凝凝凝凝土土土土或或或或模模模模筑筑筑筑混混混混凝凝凝凝土土土土衬衬衬衬砌砌砌砌)与与与与围围围围岩岩岩岩之之之之间间间间的的的的接接接接触触触触应应应应力力力力大大大大小小小小，既既既既反反反反映映映映了了了了支支支支护护护护的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态，又又又又反反反反映了围岩施加于支护的形变压力情况。映了围岩施加于支护的形变压力情况。映了围岩施加于支护的形变压力情况。映了围岩施加于支护的形变压力情况。可可可可采采采采用用用用盒盒盒盒式式式式压压压压力力力力传传传传感感感感器器器器(称称称称压压压压力力力力盒盒盒盒)进进进进行行行行测测测测试试试试。将将将将压压压压力力力力盒盒盒盒埋埋埋埋设设设设于于于于混混混混凝凝凝凝土土土土内内内内的的的的测测测测试试试试部部部部位位位位及及及及支支支支护护护护围围围围岩岩岩岩接接接接触触触触面面面面的的的的测测测测试试试试部部部部位位位位，则则则则压压压压力力力力盒盒盒盒所所所所受受受受压压压压力力力力即即即即为为为为该该该该部部部部位位位位(测点测点测点测点)压力。压力。压力。压力。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术钢弦式双膜土压力盒钢弦式双膜土压力盒 钢弦式单膜土压力盒钢弦式单膜土压力盒 第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 测试方法及注意事项：测试方法及注意事项：(1)(1)将将将将压压压压力力力力传传传传感感感感器器器器按按按按测测测测试试试试应应应应力力力力的的的的方方方方向向向向埋埋埋埋设设设设于于于于测测测测试试试试部部部部位位位位，在在在在喷喷喷喷射射射射混混混混凝凝凝凝土土土土或或或或模模模模筑筑筑筑混混混混凝凝凝凝土土土土振振振振捣捣捣捣过过过过程程程程中中中中，应应应应注注注注意意意意不不不不要要要要损伤导线或导管。损伤导线或导管。损伤导线或导管。损伤导线或导管。(2)(2)垂直于测试面布置。垂直于测试面布置。垂直于测试面布置。垂直于测试面布置。(3)(3)测试频率应按要求执行。测试频率应按要求执行。测试频率应按要求执行。测试频率应按要求执行。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(七七七七)混凝土应变混凝土应变混凝土应变混凝土应变 埋入式应变计埋入式应变计 表面应变计表面应变计 既既既既反反反反映映映映了了了了混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的工工工工作作作作状状状状态态态态，又又又又反反反反映映映映了了了了围围围围岩岩岩岩施加于支护的形变压力情况施加于支护的形变压力情况施加于支护的形变压力情况施加于支护的形变压力情况 。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术埋入式砼应变计埋入式砼应变计 第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(八八八八)钢筋应力钢筋应力钢筋应力钢筋应力 第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术频率接收仪频率接收仪 第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(九九九九)围岩的弹性波速度围岩的弹性波速度围岩的弹性波速度围岩的弹性波速度 声波测试原理示意图声波测试原理示意图声波测试原理示意图声波测试原理示意图1-1-振荡器；振荡器；振荡器；振荡器；2-2-发射换能器；发射换能器；发射换能器；发射换能器；3-3-接收换能器；接收换能器；接收换能器；接收换能器；4-4-放大器；放大器；放大器；放大器；5-5-显示器显示器显示器显示器1 12 23 34 45 5岩石岩石岩石岩石(体体体体)l.l.l.l.量测原理量测原理量测原理量测原理 目目目目前前前前，在在在在工工工工程程程程测测测测试试试试中中中中，普普普普遍遍遍遍应应应应用用用用声声声声波波波波在在在在岩岩岩岩体体体体中中中中传传传传播播播播的的的的纵波速度纵波速度纵波速度纵波速度(V VP P)来作为评价岩体物理力学性质的指标。来作为评价岩体物理力学性质的指标。来作为评价岩体物理力学性质的指标。来作为评价岩体物理力学性质的指标。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 一般有以下规律：一般有以下规律：(1)(1)岩岩岩岩体体体体风风风风化化化化、破破破破碎碎碎碎、结结结结构构构构面面面面发发发发育育育育则则则则波波波波速速速速低低低低、衰衰衰衰减快、频谱复杂；减快、频谱复杂；减快、频谱复杂；减快、频谱复杂；(2)(2)岩岩岩岩体体体体充充充充水水水水或或或或应应应应力力力力增增增增加加加加则则则则波波波波速速速速高高高高、衰衰衰衰减减减减小小小小、频频频频谱简化；谱简化；谱简化；谱简化；(3)(3)岩岩岩岩体体体体不不不不均均均均匀匀匀匀和和和和各各各各向向向向异异异异性性性性则则则则其其其其波波波波速速速速与与与与频频频频谱谱谱谱也也也也相相相相应应应应表现出不均一和各向异性。表现出不均一和各向异性。表现出不均一和各向异性。表现出不均一和各向异性。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术2.2.2.2.测试方法及注意事项测试方法及注意事项测试方法及注意事项测试方法及注意事项 声波测试应注意以下几点：声波测试应注意以下几点：声波测试应注意以下几点：声波测试应注意以下几点：探测区域的选择要有典型性和代表性；探测区域的选择要有典型性和代表性；探测区域的选择要有典型性和代表性；探测区域的选择要有典型性和代表性；测测测测点点点点、测测测测线线线线、测测测测孔孔孔孔的的的的布布布布置置置置要要要要有有有有明明明明确确确确的的的的目目目目的的的的性性性性，要要要要根根根根据据据据实实实实际际际际工工工工程程程程地地地地质质质质情情情情况况况况、岩岩岩岩体体体体力力力力学学学学特特特特性性性性及及及及建建建建筑筑筑筑形形形形式等进行布设；式等进行布设；式等进行布设；式等进行布设；声声声声波波波波测测测测试试试试一一一一般般般般以以以以测测测测纵纵纵纵波波波波速速速速度度度度(V VP P)为为为为主主主主，但但但但应应应应根根根根据据据据实实实实际际际际要要要要求求求求，可可可可测测测测其其其其横横横横波波波波速速速速度度度度(V VS S)，记记记记录录录录波波波波幅幅幅幅，进进进进行频谱分析。行频谱分析。行频谱分析。行频谱分析。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术三、现场量测计划三、现场量测计划(一一一一)量测项目的确定及量测手段的选择量测项目的确定及量测手段的选择量测项目的确定及量测手段的选择量测项目的确定及量测手段的选择 量量量量测测测测项项项项目目目目的的的的确确确确定定定定主主主主要要要要是是是是依依依依据据据据围围围围岩岩岩岩条条条条件件件件、工工工工程程程程规规规规模及支护方式。模及支护方式。模及支护方式。模及支护方式。量测项目通常分为必测项目量测项目通常分为必测项目量测项目通常分为必测项目量测项目通常分为必测项目A A和选测项目和选测项目和选测项目和选测项目B B。量量量量测测测测项项项项目目目目、仪仪仪仪器器器器、测测测测点点点点布布布布置置置置、量量量量测测测测频频频频率率率率、数数数数据据据据处理、量测人员组织等处理、量测人员组织等处理、量测人员组织等处理、量测人员组织等第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(二二二二)测试断面的确定测试断面的确定测试断面的确定测试断面的确定 进进进进行行行行测测测测试试试试的的的的断断断断面面面面有有有有两两两两种种种种，一一一一是是是是单单单单一一一一的的的的测测测测试试试试断断断断面面面面，二是综合的测试断面。二是综合的测试断面。二是综合的测试断面。二是综合的测试断面。在应测项目中，原则上在应测项目中，原则上在应测项目中，原则上在应测项目中，原则上净空位移与拱顶下沉净空位移与拱顶下沉净空位移与拱顶下沉净空位移与拱顶下沉量量量量测应布置在同一断面上。量测断面间距视隧道长测应布置在同一断面上。量测断面间距视隧道长测应布置在同一断面上。量测断面间距视隧道长测应布置在同一断面上。量测断面间距视隧道长度、地质条件和施工方法等确定。度、地质条件和施工方法等确定。度、地质条件和施工方法等确定。度、地质条件和施工方法等确定。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 对于土砂、软岩地段的浅埋隧道要进行对于土砂、软岩地段的浅埋隧道要进行对于土砂、软岩地段的浅埋隧道要进行对于土砂、软岩地段的浅埋隧道要进行地表下沉地表下沉地表下沉地表下沉量测，沿隧道纵向布置测点的间距可视地质、覆盖量测，沿隧道纵向布置测点的间距可视地质、覆盖量测，沿隧道纵向布置测点的间距可视地质、覆盖量测，沿隧道纵向布置测点的间距可视地质、覆盖层厚度、施工方法和周围建筑物的情况确定。其量层厚度、施工方法和周围建筑物的情况确定。其量层厚度、施工方法和周围建筑物的情况确定。其量层厚度、施工方法和周围建筑物的情况确定。其量测断面间距可按表测断面间距可按表测断面间距可按表测断面间距可按表第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(三三三三)测点的布置测点的布置测点的布置测点的布置(a)一条测线一条测线(b)两条测线两条测线(c)三条测线三条测线(d)五条测线五条测线(e)六条测线六条测线(f)七条测线七条测线1.1.1.1.净空位移量测的测线布置净空位移量测的测线布置净空位移量测的测线布置净空位移量测的测线布置第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 2.2.2.2.围岩内部位移测孔的布置围岩内部位移测孔的布置围岩内部位移测孔的布置围岩内部位移测孔的布置(a)三测孔三测孔(b)五测孔五测孔(c)七测七测孔孔 围围围围岩岩岩岩内内内内部部部部位位位位移移移移测测测测孔孔孔孔布布布布置置置置，一一一一般般般般应应应应与与与与净净净净空空空空位位位位移移移移测测测测线线线线相相相相应应应应布布布布设设设设，以以以以便便便便使使使使两两两两项项项项测测测测试试试试结结结结果果果果能能能能够够够够相相相相互互互互印印印印证证证证，协协协协同同同同分分分分析与应用。一般每析与应用。一般每析与应用。一般每析与应用。一般每100500m100500m设一个量测断面。设一个量测断面。设一个量测断面。设一个量测断面。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 3.3.3.3.地表、地中沉降测点布置地表、地中沉降测点布置地表、地中沉降测点布置地表、地中沉降测点布置 地表、地中沉降测点，原则上主要测点应布置在地表、地中沉降测点，原则上主要测点应布置在地表、地中沉降测点，原则上主要测点应布置在地表、地中沉降测点，原则上主要测点应布置在隧道中心线上，并在与隧道轴线正交平面的一定范隧道中心线上，并在与隧道轴线正交平面的一定范隧道中心线上，并在与隧道轴线正交平面的一定范隧道中心线上，并在与隧道轴线正交平面的一定范围内布设必要数量的测点。并在有可能下沉的范围围内布设必要数量的测点。并在有可能下沉的范围围内布设必要数量的测点。并在有可能下沉的范围围内布设必要数量的测点。并在有可能下沉的范围外设置不会下沉的固定测点。外设置不会下沉的固定测点。外设置不会下沉的固定测点。外设置不会下沉的固定测点。25m间隔间隔地中沉陷计地中沉陷计不动点不动点倾斜计倾斜计450第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 4.4.4.4.锚杆轴力量测的布置锚杆轴力量测的布置锚杆轴力量测的布置锚杆轴力量测的布置 量测锚杆要依据具体工程中支护锚杆的安设位置、量测锚杆要依据具体工程中支护锚杆的安设位置、量测锚杆要依据具体工程中支护锚杆的安设位置、量测锚杆要依据具体工程中支护锚杆的安设位置、方式而定，如局部加强锚杆，要在加强区域内有代表方式而定，如局部加强锚杆，要在加强区域内有代表方式而定，如局部加强锚杆，要在加强区域内有代表方式而定，如局部加强锚杆，要在加强区域内有代表性的位置设量测锚杆。全断面系统锚杆性的位置设量测锚杆。全断面系统锚杆性的位置设量测锚杆。全断面系统锚杆性的位置设量测锚杆。全断面系统锚杆(不包括仰拱不包括仰拱不包括仰拱不包括仰拱)，量测锚杆在断面上布置可参见围岩内部位移测孔图，量测锚杆在断面上布置可参见围岩内部位移测孔图，量测锚杆在断面上布置可参见围岩内部位移测孔图，量测锚杆在断面上布置可参见围岩内部位移测孔图方式进行。方式进行。方式进行。方式进行。锚杆轴力(b)锚杆轴力第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 5.5.5.5.喷层喷层喷层喷层(衬砌衬砌衬砌衬砌)应力量测布置应力量测布置应力量测布置应力量测布置(a)三测点三测点(b)六测点六测点(c)九测点九测点 喷层应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设喷层应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设喷层应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设喷层应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设外，还要在有代表性部位设测点，如拱顶、拱腰、拱外，还要在有代表性部位设测点，如拱顶、拱腰、拱外，还要在有代表性部位设测点，如拱顶、拱腰、拱外，还要在有代表性部位设测点，如拱顶、拱腰、拱脚、墙腰、墙脚等部位，并应考虑与锚杆应力量测作脚、墙腰、墙脚等部位，并应考虑与锚杆应力量测作脚、墙腰、墙脚等部位，并应考虑与锚杆应力量测作脚、墙腰、墙脚等部位，并应考虑与锚杆应力量测作对应布置。另外，在有偏压、底鼓等特殊情况下，则对应布置。另外，在有偏压、底鼓等特殊情况下，则对应布置。另外，在有偏压、底鼓等特殊情况下，则对应布置。另外，在有偏压、底鼓等特殊情况下，则应视具体情形，调整测点位置和数量。以便了解喷层应视具体情形，调整测点位置和数量。以便了解喷层应视具体情形，调整测点位置和数量。以便了解喷层应视具体情形，调整测点位置和数量。以便了解喷层(衬砌衬砌衬砌衬砌)在整个断面上的受力状态和支护作用在整个断面上的受力状态和支护作用在整个断面上的受力状态和支护作用在整个断面上的受力状态和支护作用 。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 6.6.6.6.围岩压力量测测点布置围岩压力量测测点布置围岩压力量测测点布置围岩压力量测测点布置 围岩压力量测的测点一般埋设在拱顶、拱脚和仰围岩压力量测的测点一般埋设在拱顶、拱脚和仰围岩压力量测的测点一般埋设在拱顶、拱脚和仰围岩压力量测的测点一般埋设在拱顶、拱脚和仰拱的中间，其量测断面一般和支护衬砌间压力以及拱的中间，其量测断面一般和支护衬砌间压力以及拱的中间，其量测断面一般和支护衬砌间压力以及拱的中间，其量测断面一般和支护衬砌间压力以及支护、衬砌应力的测点布置在一个断面上，以便将支护、衬砌应力的测点布置在一个断面上，以便将支护、衬砌应力的测点布置在一个断面上，以便将支护、衬砌应力的测点布置在一个断面上，以便将量测结果相互印证。量测结果相互印证。量测结果相互印证。量测结果相互印证。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术太行山隧道太行山隧道7 7#斜井工区断面测点布置图斜井工区断面测点布置图围岩压力围岩压力初支砼及初支砼及钢架应力钢架应力二衬接触压力二衬接触压力二衬砼及二衬砼及钢筋应力钢筋应力锚杆轴力锚杆轴力第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术F7断层左线迂回导坑断层左线迂回导坑YZK0210断面测点布置断面测点布置水平收敛水平收敛锚杆轴力锚杆轴力围岩压力围岩压力初支砼应力初支砼应力及钢架应力及钢架应力拱顶下沉拱顶下沉第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 7.7.7.7.声波测孔布置声波测孔布置声波测孔布置声波测孔布置(a)五测孔五测孔(b)九测孔九测孔(c)十三测孔十三测孔 声波测孔宜布置在有代表性的部位。还要考虑到声波测孔宜布置在有代表性的部位。还要考虑到声波测孔宜布置在有代表性的部位。还要考虑到声波测孔宜布置在有代表性的部位。还要考虑到围岩层理、节理的方向与测孔方向的关系。可采用围岩层理、节理的方向与测孔方向的关系。可采用围岩层理、节理的方向与测孔方向的关系。可采用围岩层理、节理的方向与测孔方向的关系。可采用单孔、双孔两种测试方法；或在同一部位，呈直角单孔、双孔两种测试方法；或在同一部位，呈直角单孔、双孔两种测试方法；或在同一部位，呈直角单孔、双孔两种测试方法；或在同一部位，呈直角相交布置三个测孔，以便充分掌握围岩结构对声波相交布置三个测孔，以便充分掌握围岩结构对声波相交布置三个测孔，以便充分掌握围岩结构对声波相交布置三个测孔，以便充分掌握围岩结构对声波测试结果的影响。测试结果的影响。测试结果的影响。测试结果的影响。第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术(四四四四)量测仪器量测仪器量测仪器量测仪器(测点测点测点测点)的安设与量测频率的安设与量测频率的安设与量测频率的安设与量测频率快快快快要求在开挖爆破后要求在开挖爆破后要求在开挖爆破后要求在开挖爆破后24h24h内，在下一循环爆内，在下一循环爆内，在下一循环爆内，在下一循环爆破前完成全都埋设，并测取初读数。破前完成全都埋设，并测取初读数。破前完成全都埋设，并测取初读数。破前完成全都埋设，并测取初读数。近近近近仪器仪器仪器仪器(测点测点测点测点)埋设，要尽量靠近开挖掌子埋设，要尽量靠近开挖掌子埋设，要尽量靠近开挖掌子埋设，要尽量靠近开挖掌子面，要求不超过面，要求不超过面，要求不超过面，要求不超过2m2m，有的安设在距开挖掌子面，有的安设在距开挖掌子面，有的安设在距开挖掌子面，有的安设在距开挖掌子面0.5m0.5m左右的断面上，观测效果更好，不过需要左右的断面上，观测效果更好，不过需要左右的断面上，观测效果更好，不过需要左右的断面上，观测效果更好，不过需要加强仪器加强仪器加强仪器加强仪器(测点测点测点测点)的保护。的保护。的保护。的保护。安设安设安设安设第七章第七章 隧道施工工艺及施工技术隧道施工工艺及施工技术 量测频率