市政隧道监控量测及超前地质预报专题讲座[优质工程范文]

容 圆满的完成隧道施工任务。总之，监控是量测的目的，而量测是监控
的手段。
监测意义：
1 A. 提供设计依据
量 B. 指导施工和预报险情
测 目 C. 对运营工程提供安全监视
的 与
D. 校核理论
内 容
E. 为工程类比提供依据
1.2 监测内容
隧道安全及环境控制监测内容：
序号
监测内容
监测项目
备注
1
1
地质及水文监测
的界限； c) 评价锚杆的支护效果； d) 掌握围岩内应力重分布的过程
锚杆应力量测测点布设
2.4 锚杆质量检查-锚杆轴力量测
量测方法：采用ZX-425BT型钢 筋应力计连接而成的量测锚杆； 沿锚杆不同长度上布置原件，量 测沿锚杆长度各点的轴力。
2.4 锚杆质量检查-锚杆长度和饱满度量测
量测方法：采用锚杆质量检测仪进行无损检测。系统由 震源发射器、主机、检波器和分析处理软件组成。
容
修正设计：根据隧道开挖后所获得的量测信息，进行综合分析，修
正支护参数和检验施工与设计。
积累资料：已有工程的量测结果可以直接应用到后续同类围岩中或 者间接地应用到其他类似工程中，作为设计和施工的参考资料。
• 监控量测意义
对隧道在施工过程中进行监控量测，具有重大的经济意义和实用
1 价值。因为通过现场监控量测，将迅速、准确地获得第一手数据资料，
处 应及时加强支护，必要时暂停掘
理 进；
(d)当位移速率逐步增大，时态
曲线出现反弯点，则表明围岩已
处于不稳定状态，应立即停止掘
进，尽快采取加固措施。
4.1 监测成果的整理与分析
正常型：初期位移速度最大，以后日趋减少，下沉逐
渐收敛。当在出现收敛趋势后，某一时间段内拱顶位移 趋近于零时，判定围岩达到稳定状态。此类曲线占拱顶 下沉监测曲线的大部分。
观察
机
根据位移、收敛状况、断面变形状态等判断：
周边收敛
2 量测
收敛计或全站仪
①周边围岩体的稳定性； ②初期支护的设计与施工方法是否妥善； ③二次衬砌的浇注时间等。
量测 类别
拱顶下沉
3 量测
水平尺、水准仪、
必测
监视隧道拱顶下沉，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性。
钢尺
地表下沉
4 量测
水平尺、水准仪
项 目
2.支护状况的观察
与 方
① 喷层表面的观测及裂缝状况 的描述与记录
法 ② 有无锚杆被拉脱或垫板陷入
围岩内部的现象
③ 喷混凝土是否发生剪切破坏
④ 钢拱架有无被压曲现象
•地质和支护状况观察
观察内容：
2
监 测 项 目
(1)岩石种类和产状； (2)岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造； (3)节理性质、组数、间距、规模； (4)断层的性质、产状、破碎带宽度、特征； (5)地下水类型，涌水量大小、涌水位置、涌水压力等；
地质构造、不良地质和水文地质的预报 和评价
超前地质预报
量
测
2
变形监测
地表下沉 周边位移及拱顶下沉
围岩内部位移
目 的
支护状况观察 锚杆质量（轴力、长度和饱满度）
接触压力
传统的隧道 监控量测项目
3
受力监测
钢架内力
与
衬砌内力
内
容
4
有害气体监测
5
爆破震动监测
孔隙水压力 瓦斯浓度 硫化氢浓度 震动速度
6
隧道周边建（构）筑物 监测
从地表设点观测，根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以 确定隧道支护结构。
• 监控量测选测项目
1
量 测 目 的 与 内 容
编号
项目名称
仪器设备
围岩内部位移量
5
多点位移计
Baidu Nhomakorabea
测
要求及目的
量测 类别
了解隧道围岩的松弛区、位移量，为准确判断围岩的变形发展提供 数据
锚杆轴力
6 量测
钢筋应力计、频率 根据锚杆所承受的拉力，判断锚杆布置是否合理。了解围岩内部应
或有多处较强的反射波。
注浆锚固 状态 密实
局部欠密实 局部不密实
或空浆 多处不密实
或空浆
注浆饱满度 百分比 ≥90%
80%～90% 75%～80%
＜75%
长度 指标 ≥95% ≥95% ≥95%
＜95%
评价 结果
合格
不合 格
2.4 锚杆质量检查-锚杆长度和饱满度量测
不同质量的波形
2.5 围岩内部位移量测
一、新奥法
3 、新奥法核心内容
充分发挥围岩的自承能力。围岩是承载的主体，结
构是安全贮备。
喷混凝土
锚杆
岩体
围岩松弛区
二次衬砌
4、新奥法施工基本流程
一、新奥法
5、新奥法施工的基本原则
“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”
少扰动：隧道开挖时，尽量减少对围岩的扰动次数、强度、范围 和持续时间。
早喷锚：开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩变形进入受控制 状态。
与 (6)开挖工作面的稳定状态；
方 (7)开挖后支护段初期支护是否有异常现象。
法 观察目的：
(1)预测开挖面前方的地质条件；
(2)为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；
(3)根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构
的可靠程度。
2.1 地质及支护状况观察
测试仪器
2
监
地质罗盘、地质锤 、放大镜、数码相
测
机或摄像机
项 目
测试频率
与
目测在隧道开挖工
方
作面爆破后及初期
法
支护后立即进行，
每个监测断面绘制
隧道开挖工作面及
两帮素描剖面图
2.2 地表下沉量测
监测的内容
2
浅埋隧道洞口开挖成形后，地表岩土下沉量。
监 监测的目的 测
项 地表下沉量的多少和下沉的快慢，判断分析隧道洞口围
目 与
岩是否稳定，为设计优化支护参数提供可靠的数据，保
勤量测：以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩( 或围岩加支护)的稳定状态或动态发展趋势，以便及时调接支护 形式、开挖方法。
紧封闭：一方面采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间 暴露而致强度和稳定性的衰减；另一方面要适时对围岩施作封闭
形支护。
主要内容
1.监控量测的目的和内容
2.监控量测的项目与方法 3.监控量测的管理 4.监控量测数据分析 5.监控量测的信息反馈 6.监控量测的未来展望
量测目的： •了解径向位移分布； •判断开挖后围岩的松动区和强度下降区； •判断锚杆长度是否适宜； •判断相邻隧道施工对既有隧道围岩稳定性的影响。 地中位移量测测点布设
2.5 围岩内部位移量测
测量仪器 多点位移常使用的是四点钻孔伸长计进行量测。它由四个钻 孔锚头、四根量测钢丝、一个测筒、四个电感式传感器和它 的量测仪器—数字位移计组成
方 证施工安全。
法
2.2 地表下沉量测
测试方法：水
2
准测量和三角
监
高程测量
测 项
监测仪器与测
目 点布设：
与
水准测量：水准仪
方 法
和标尺
三角高程：全站仪、
反射片(棱镜）、
钢尺等仪器
2.3 拱顶下沉和周边位移量测
量测内容:拱顶下沉量量测， 是指对隧道拱顶的实际位移值 进行量测，是相对于不动点的 绝对位移
量 将数据资料和现场量测资料进行分析，并将分析结果及时反馈给设计、
测 施工单位、监理和业主，直接服务于隧道施工；并能及时预报和预测
目 施工过程中出现的险情，对可能出现的事故进行防范和处理。可以避
的 与
免由于缺乏隧道施工监控量测数据和结果分析而造成施工与支护等工
内 作安排的盲目性，尽量降低工程造价，争取时间，保证在计划工期内
量测方法：混凝土应变计
3.1 监控量测组织机构
成立监测项目组，项目组由相关专业人员组成
3 监 控 量 测 的 管 理
3.2 监控量测的量测处理系统
4.1 监测成果的整理与分析
在监测过程中，监测断面多，监测布设项目复杂 ，采集到的数据可以用海量来形容，如何在大量 的数据中寻找有用的信息，进行数据分析，对隧 道的稳定性作出正确的判断，就成为监测的重中 之中。
计
力的分布情况。
衬砌应力
7 量测
钢筋应力计、频率 量测二次衬砌内应力、喷混凝土内轴向应力。了解支护衬砌内的受
计
力状态。
选测
围岩压力及层间
8
压力盒、频率计
支护压力
判断复合式衬砌中围岩荷载大小，判断初期支护与二次衬砌各自分 担围岩压力情况。
• 监控量测选测项目
1
量 测 目 的 与 内 容
编号
项目名称
仪器设备
2.8 钢支撑应力量测
测量目的 •了解钢支撑与喷射混凝土对围岩的组合支护效果； •了解钢支撑的实际工作状态； •判断初期支护承载能力，保证施工安全，优化设计参数。 量测方法：表面弦式数码应变计
2.9 二次衬砌应变量测
测量目的 •了解二次衬砌的受力条件，判断支护结构长期使用的可靠 性以及安全程度； •检验二次衬砌设计的合理性，积累资料为类似工程的设计 提供经验 。
以拱顶下沉监测数据的分析为例简要介绍现场监 测数据的分析与判断。
监控量测数据处理
(a)当位移速率很快变小，时态
曲线很快平缓，表明围岩稳定性
4 良好，可适当减弱衬砌；
监 测 数 据
(b)当位移速率逐渐减小，时态 曲线趋于平缓，表明围岩变形趋 于稳定，可正常施工； (c)当位移速率不变，则表明围 岩变形急剧增长，无稳定趋势，
2.6 围岩压力量测
测量目的 •围岩压力量测目的是了解初期支护实际受荷情况； •了解初期支护对围岩的支护效果； •保证施工安全，优化支护参数。 量测方法：压轴弦式双膜数码压力盒
2.7 初期支护与二衬间的层间压力量测
测量目的 •研究二次衬砌的作用与二次衬砌的实际受荷情况； •了解初期支护传递给二次衬砌的力的大小； •保证施工安全，优化设计参数。 量测方法：压轴弦式双膜数码压力盒
2.4 锚杆质量检查-锚杆长度和饱满度量测
检测评价标准
质量 分类
波形特征
波形规则，只有较微弱的底部反射 优
波或没有底部反射波。
波形较规则，有底部反射波和局部 良
有较微弱的反射波。
波形欠规则，有底部反射波和局部 合格
有较强的反射波。
不合 格
波形不规则，底部有较强的反射波 或底部反射波提前（锚杆欠长），
地表建（构）筑物监测 地下构筑物监测 地下管线监测
主要在城市地铁
7 其它特殊地质隧道监测
高地应力、高地温和放射性等
• 监控量测必测项目
1
量 测 目 的 与 内 容
编号
项目名称
仪器设备
要求及目的
地 质 和 支 护 状 况 地质罗盘，数码相 岩性、岩层产状、结构面、溶洞、断层描述，支护结构裂缝观察。
1
要求及目的
量测 类别
钢筋应力计、频率 量测钢拱架应力，推断作用在钢拱架上的压力大小。判断钢拱架尺
9 钢拱架应力量测
计
寸、间距及设置钢拱架的必要性。
10 锚杆拉拔力检测 锚杆拉拔计
检查锚杆的抗拔能力。
选测 ……
2.1 地质及支护状况观察
内容
2 1.掌子面地质素描
监
岩性，产状，节理（断层）
测
性质，地下水状态等。
Ⅴ级以上围岩监测点布置型式 CRD法监测点布置型式
2.3 拱顶下沉和周边位移量测
监测频率
管理等级
2.4 拱顶下沉和周边位移量测
接触量测法
非接触量测法
2.4 锚杆质量检查-锚杆轴力量测
量测目的 a) 了解锚杆受力状态及轴力的大小，为确定合理的锚杆参
数提供依据； b) 判断围岩变形的发展趋势，概略判断围岩内强度下降区
量测目的：了解断面的变形状 态，判断隧道拱顶的稳定性； 根据变位速度判断隧道围岩的 稳定程度，为二次衬砌提供合 理的支护时机
2.3 拱顶下沉和周边位移量测
监测断面布置
Ⅳ级以下围岩监测点布置型式
测点布置：根据施工
方法、地质条件、量
测断面所在位置、隧
道埋置深度等条件确
定
双侧壁导坑法监测点布置型式
支护
时间
原始岩体
毛洞
支护体系
稳定洞室
与之相适应力学过程如下
开挖
支护
时间
初始应力 状态(一 次应力状 态)
坑道开挖
后应力状 态(二次 应力状态)
支护体系
应力状态 (三次应 力状态)
终极应力 状态(四 次应力状 态)
一、新奥法
2、新奥法基本原理
新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自 承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手 段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围 岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的 量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方 法和原则。
市政隧道监控量测及超前地质预报专题讲座
专题一、 新奥法 专题二、 监控量测 专题三、 地质超前预报 专题四、监控量测、地质预报案例
专题一、 新奥法
一、新奥法
1、地下工程形成原理
地下施工基本目的是在各类地质体中修建长期稳定的洞室结构
体系，这个结构体系是周围地质体和各种支护结构构成的。
形成过程如下开挖
4.1 监测成果的整理与分析
反复型：此种曲线属于比较安全范畴，一般是由于测
量误差和施工扰动引起的。此时围岩比较稳定，没有发 生内部位移等。
1.1 监测目的和意义
1 监测目的：
量
掌握围岩稳定和支护受力与变形的动态信息，判定隧道的安全性
测
和经济性。
目
确保安全：掌握围岩和支护状态，进行动态管理，根据量测信息，
的
预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然。
与
指导施工：量测数据经过分析处理，预测和确认隧道围岩最终稳定
内
时间，指导施工顺序和施作二次衬砌时间。