地下工程第4章 地下工程的基础技术7

九量测技术（一）概述信息化设计和施工，实质上是通过施工前和施工过程中对导洞、试验洞或正洞的量测（包括拱顶沉降、洞周收敛变形、地中变位与支护围压相互作用力等），以这些实测的量测值作反演分析，用来监控围岩和支护的动态及其稳定与安全，根据及时获得的量测信息进一步修改和完善原设计；并指导下阶段施工，确定支护施作方式和时间，调整施工参数；以期获得最优地下结构物的一种方法,这种融施工、监测和设计于一体的施工方法即称为信息化施工方法，又称施工监控。它是目前地下洞室开挖施工实现理论和实践相结合的最有效方法九量测技术（一）概述信息化施工设计包括三个方面的内容•（1）现场监控量测•（2）数据分析和处理•（3）信息反馈（对施工的指导，对预设计的修正）九量测技术（二）现场监控量测设计2.1.现场临控量测的主要任务1）掌握围岩和支护的动态，按照动态的管理量测断面的信息，正确而经济的施工；2）量测数据经分析处理与判断，预测和确定隧道最终稳定时间，指导施工工序和施做二次衬砌的时间；3）根据隧道开挖后围岩稳定性的信息，进行综合分析，检验和修正施工前的预设计；4）积累资料，作为其它工程设计和施工的参考依据。九量测技术（二）现场监控量测设计2.2.现场监控量测的技术要求1）应快速埋设测点；2）一次量测的时间要尽可能短；3）量测元件要有足够精度，良好的防震、防冲击波的能力，埋设后能长期有效工作；4）量测数据直观、准确可靠，不必复杂计算即可直接应用九量测技术（二）现场监控量测设计2.3现场监控量测的项目1）以监控地下结构物稳定性为目的项目–地质和支护状况观察；–周边收敛、拱顶下沉量测；–地表、地中下沉、围岩松弛范围量测；–围岩内部位移和量测（地表或洞内设点）；–衬砌内的应力和应变量测（切向或径向的应力）；–喷层表面应力、接确应力量和锚杆轴力量测。2）以监控质量为目的项目–锚杆拉拔力量测；–喷射混凝土与岩石粘结力试验；–喷射混凝土强度质量的控制和单轴抗压极限强度的验收；–喷射混凝土厚度检查和粉尘测定；–初期支护外观与隧道断面尺寸的检验；–二次衬砌抗压强度和厚度的检查。九量测技术（二）现场监控量测设计2.4现场监控量测的选择量测项目分为必测项目和选测项目1）必测项目是为保证隧道围岩稳定和反映设计、施工状态而进行的日常量测。一般情况下均应量测的项目。2）选测项目是为未开挖地段的设计、施工，为未来施工计划的确定或设计科研试验而进行的项目。选择项目一般在重要或长大隧道中为检验支护参数和施工稳定而设置。九量测技术2.4现场监控量测的选择必测项目九量测技术2.4现场监控量测的选择选测项目九量测技术2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）单一测试断面综合测试断面测试断面单一测试断面指在某个断面上只布置单项测试内容；综合测试断面是把几项量测内容组合布设在一个测试断面上，使各项量测结果和手段相互校验。2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）1、拱顶下沉和周边位移（一般布设在同一断面）2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）2、地表下沉量测（一般根据埋深确定）2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）3、周边位移测线布置（一般布设在综合测试断面上，间距和数量视情况而定，拱顶下沉测点可与周边位移测点共用）2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）4、围岩内位移的测孔布置（一般应与周边位移测线相应布置，以宜相互验证）2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）5、轴力量测锚杆的布置（一般可参照围岩内位移测孔布置）2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）6、初期支护与二次支护的内应力及其与围岩的接触应力量测（一般布置在有代表性的位置，如拱顶、拱腰、拱脚(墙顶)、墙腰、墙脚。2.5量测计划7、地表、地中沉降的测点布置8、声波测孔布置2.5量测计划（测试断面、测线、测点、测孔的布置）2.5量测计划（量测频率）量测频率的原则是：对变形量小，收敛快的，其量测频率密一些；对变形量大，持续时间长的，其量测频率小一些；量测的时间应尽量提早，一般初始读取应在开挖24小时，最好12小时后，且在下一循环开挖前完成。2.6量测方法一、地质素描与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质（支护状况）的观察和描述，称为地质素描；地质素描是隧道设计和施工中不可缺少的一项重要的地质详勘工作，是围岩工程地质特性和支护措施的合理性的最直观、最简单、最经济的描述和评价。包括：岩石的名称、结构、颜色，软硬程度、破碎程度、风化程度；层理、片理、节理裂隙、断层等软弱面的产状，接触关系；地下水的类型，出露位置；围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块、坍塌等2.6量测方法二、水准仪测拱顶下沉或地表下沉由已知高程的临时或永久水准点，利用水准仪可测出隧道拱顶或隧道上方地表各点的下沉量及随时间变化的过程。拱顶点是坑道周边上的一个特殊点，其位移情况具有较强的代表性。三、收敛计测坑道周边的相对位移坑道周边位移的量测是最直接，最直观、最有意义、最经济和最常用的量测项目。利用收敛计量测周边两点的相对位移来反映围岩的位移动态。2.6量测方法2.6量测方法四、位移计测围岩内部的位移围岩内部的量测可以反映围岩内部的松弛强度，而且能反映围岩松弛范围的大小，是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。2.6量测方法五、钢筋计测锚杆内应力及拉拔器测锚杆抗拔力锚杆工作状态的好坏主要由锚杆受力后的应力应变关系来反映，采用钢筋计等可以测试锚杆在工作时的应力—应变值，从而判断锚杆工作状态。2.6量测方法六、压力盒测支护与围岩之间的接触应力支护的内应力及其与围岩之间的接触应力大小，既反映了支护的工作状态，又反映了围岩施加于支护的形变压力情况，因此对支护的内应力及其与围岩接触应力的量测非常必要。2.6量测方法六、声波测围岩的弹性波速度声波测试是物理探测方法，它是利用弹性波在岩体中的传播特征来反映岩体的物理力学特性，如岩体的物理力学性质、动弹性模量、岩体强度、完整性、破碎程度以及密实度等，并据此判断围岩的稳定性，对围岩进行分级等。