岩土工程测试技术课件 第八章课件.ppt

8 地下隧洞矿山巷道 施工监测技术 8.1 地下隧洞新奥法施工监测 8.1.1 观测的意义、适用范围及主要内容 隧道监测的对象主要是围岩、衬砌、锚杆和钢拱架及其他支撑，监测的部位包括地表、围岩内、洞壁、衬砌内和衬砌内壁等，监测类型主要是位移和压力，需要时也监测围岩松动圈和声发射等其他物理量。 8.1.1.1观测目的意义 地下洞室围岩和支护系统观测的目的和意义概括起来如下： （1）及时掌握和提供围岩和支护系统变化信息和工作状态。 （2）评价围岩和支护系统的稳定性、安全性。 （3）及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事故发生。 （4）指导安全施工，修正施工参数或施工工序。 （5）验证、修改设计参数。 （6）为地下洞室设计和施工积累资料，为围岩稳定性理论研究提供基础数据。 （7）对地下洞室未来性态作出预测。依据各类观测曲线的形态特征，可掌握其变化规律，进而对其未来性态作出有效的预测。 （8）法律及公证的需要。经过计量认证的观测单位，其所提供的加盖有CMA章的观测结果，具有公证效力。对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题，观测资料有助于确定其原因和责任。 8.1.1.2 观测范围 8.1.1.3地下洞室围岩观测内容及项目 表8-2中所提及的观测仪器： 多点位移计 位移计 数显收敛计 钢尺收敛计 YH—0700系列智能型土压力盒 YH—1000系列智能型锚索计 YH—1100系列智能型孔隙水压计 测杆 液压枕 油压枕 8.1.2监测方案设计 8.1.2.1观测项目的确定 （1）观测项目的确定原则 1）以安全观测项目为主的原则 2）观测项目设计宜体现全面的原则 3）观测项目宜同步设置 4）少而精的原则 5）贯彻经济性原则 （2）观测项目分类及确定 我国国标和日本设计指南均将地下洞室围岩观测项目分为必测项目和选测项目。必测项目是地下洞室围岩观测的核心，它是设计、施工等所必须进行的经常性量测项目。两国规范（规定）对必测项目的规定基本一致，仅是表述略有不同。选测项目则是由于岩土工程条件、工程规模、工程性质等具体条件和设计要求不同而选择的观测项目。 8.1.2.2观测布置 观测布置包括观测断面的确定（断面间距）和观测测点的布置。观测断面又细分为系统观测断面和一般观测断面。把多项观测内容有机地组合在一个观测断面里，且有计划有目的的使观测内容。 （1）观测断面的确定（断面间距） （2）观测测点的布置形式 观测测点的布置形式，主要依据洞室断面尺寸、形状、围岩地质条件、开挖方式、程序、支护类型等因素进行布置。在安装埋设和观测过程中，可依据具体情况进行适当的调整。 l）围岩周边收敛位移（测点、线布置） 2）钻孔位移计观测孔布置形式 3）锚杆应力计观测孔布置形式 4）钻孔测斜观测孔布置形式 5）支护结构应力应变观测点布置形式 8.1.2.3 监测手段和仪表的选择 监测手段和仪表的确定主要取决于围岩工程地质条件和力学性质，以及测旦的环境条件。通常，对于软弱围岩中的隧洞工程，由于围岩变形量值较大，因而可以采用精度稍低的仪器和装置；而在硬岩中则必须采用高精度监测元件和仪器。在一些干燥无水的隧洞工程中，电测仪表往往能工作得很好；在地下水发育的地层中进行电测就较为困难。埋没各种类型的监测元件时，对深理地下工程，必须在隧洞内钻孔安装，对浅埋地下工程则可以从地表钻孔安装，从而可以监测隧洞工程开控过程中围岩变形后的全过程。 8.1.2.4观测频度（时间间隔）的确定 在洞室开挖或支护后的半个月内，每天应观测l～2次；半个月后到一个月内，或掌子面推进到距观测断面大于2倍洞径的距离后，每2天观测一次；一到三个月期间，每周测读l～2次；三个月以后，每月测读1～3次。若设计有特殊要求，则可按设计要求执行。若遇突发事件或原因参量发生异常变化，则应按特殊观测要求执行，即应加强观测，增加观测频度。 8.1.3 监测数据的分析及警戒值的确定 8.1.3.1观测资料的整理 （1）收敛观测资料整理 l）收敛观测记录整理包括的内容 工程名称、观测阶段和观测断面及观测点的编号与位置、基线长度、地质描述、收敛计编号。收敛计读数、观测时间、观测温度、观测断面与开挖掌于面的间距等；观测值的温度修正；计算各断面两侧点间收敛值，测点绝对位移值等。 2）实际收敛值的计算 经温度修正的实际收敛值，计算公式如下： （8-1） 3）图表整理 收敛观测图表整理主要包括：①收敛变形与时间关系曲线；②收敛变形与距掌子面距离关系曲线；③收敛速率与时间关系曲