隧道施工监控量测技术资料.pptx

会计学1隧道施工监控隧道施工监控(jin kn)量测技术资料量测技术资料第一页，共109页。时速200公里(n l)客货共线铁路单线隧道支护结构优化研究一一隧道工程隧道工程(gngchng)(gngchng)特点特点1 1、以经验法为主的隧道设计依赖围岩认识的准确性；、以经验法为主的隧道设计依赖围岩认识的准确性；22、施工前设计地质客观施工前设计地质客观(kgun)(kgun)上难以实现准确性；上难以实现准确性；33、现行规范关于围岩分级存在着不足：、现行规范关于围岩分级存在着不足：（1 1）围岩分级极差太大、且无亚级；围岩分级极差太大、且无亚级；（2 2）围岩结构类型（层状、倾斜）考虑不足；）围岩结构类型（层状、倾斜）考虑不足；（3 3）不良地质）不良地质 确定不细。确定不细。44、根据揭露地质实际及时变更变更是必要和合理的；、根据揭露地质实际及时变更变更是必要和合理的；55、隧道稳定性判别依据可行的办法是监测位移。、隧道稳定性判别依据可行的办法是监测位移。因此：施工位移监测意义重大，操作与应用存在难度。因此：施工位移监测意义重大，操作与应用存在难度。第2页/共109页第二页，共109页。我国铁路隧道围岩分级方法(fngf)修订思路 将岩体结构类型纳入分级标准中，并增加部分亚级。分级原则为：（1）在隧道(sudo)围岩分级中考虑围岩地质类型和变形破坏机理。（2）结合工程实际，可将IIIV级围岩各分出23个亚级。（3）增加土质围岩的分级。（4）细化黄土、大变形软岩等不良地质的分级。希望：细化分级、使支护措施、各类定额更加合理。第3页/共109页第三页，共109页。4施工过程力学是研究施工开挖与支护施工过程力学是研究施工开挖与支护施工过程力学是研究施工开挖与支护施工过程力学是研究施工开挖与支护时间和空间顺序的力学效应及转移规律；不时间和空间顺序的力学效应及转移规律；不时间和空间顺序的力学效应及转移规律；不时间和空间顺序的力学效应及转移规律；不仅要关注开挖后隧道洞周应力仅要关注开挖后隧道洞周应力仅要关注开挖后隧道洞周应力仅要关注开挖后隧道洞周应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)或位或位或位或位移及支护受力的大小，而且要掌握开挖掌子移及支护受力的大小，而且要掌握开挖掌子移及支护受力的大小，而且要掌握开挖掌子移及支护受力的大小，而且要掌握开挖掌子面及前方围岩的应力面及前方围岩的应力面及前方围岩的应力面及前方围岩的应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)或位移；不仅或位移；不仅或位移；不仅或位移；不仅要关注各阶段围岩静力场和位移场规律，而要关注各阶段围岩静力场和位移场规律，而要关注各阶段围岩静力场和位移场规律，而要关注各阶段围岩静力场和位移场规律，而且要掌握施工过程应力且要掌握施工过程应力且要掌握施工过程应力且要掌握施工过程应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)场、位移场场、位移场场、位移场场、位移场的转移规律；它是合理施工方法和控制技术的转移规律；它是合理施工方法和控制技术的转移规律；它是合理施工方法和控制技术的转移规律；它是合理施工方法和控制技术形成的基础。形成的基础。形成的基础。形成的基础。立项(l xin)背景1.1.隧道施工过程隧道施工过程(guchng)(guchng)力学效应力学效应第4页/共109页第四页，共109页。立项(l xin)背景2 2、隧道、隧道、隧道、隧道(sudo)(sudo)安全施工方法安全施工方法安全施工方法安全施工方法通常是全断面法、台阶法、预留核心土环型开挖通常是全断面法、台阶法、预留核心土环型开挖通常是全断面法、台阶法、预留核心土环型开挖通常是全断面法、台阶法、预留核心土环型开挖(ki w)(ki w)(ki w)(ki w)法和多分部法等，而多分部法又变化有法和多分部法等，而多分部法又变化有法和多分部法等，而多分部法又变化有法和多分部法等，而多分部法又变化有CDCDCDCD法、法、法、法、CRDCRDCRDCRD法、双侧壁导坑法、多台阶多部法等。法、双侧壁导坑法、多台阶多部法等。法、双侧壁导坑法、多台阶多部法等。法、双侧壁导坑法、多台阶多部法等。第5页/共109页第五页，共109页。多分部开挖空间小、限制了大型隧道施工设备的使用，进度多分部开挖空间小、限制了大型隧道施工设备的使用，进度多分部开挖空间小、限制了大型隧道施工设备的使用，进度多分部开挖空间小、限制了大型隧道施工设备的使用，进度(jnd)(jnd)(jnd)(jnd)慢、安全性差，在遇到松软、破碎软岩或浅埋条件时，往往慢、安全性差，在遇到松软、破碎软岩或浅埋条件时，往往慢、安全性差，在遇到松软、破碎软岩或浅埋条件时，往往慢、安全性差，在遇到松软、破碎软岩或浅埋条件时，往往还不能实现变形控制要求。还不能实现变形控制要求。还不能实现变形控制要求。还不能实现变形控制要求。立项(l xin)背景第6页/共109页第六页，共109页。3.3.隧道稳定性评价方法隧道稳定性评价方法(fngf)(fngf)及信息反馈技术及信息反馈技术立项(l xin)背景稳定性判据稳定性判据稳定性判据稳定性判据(pn j)(pn j)研究现状研究现状研究现状研究现状结构工程中的结构工程中的结构工程中的结构工程中的强度判据，强度判据，强度判据，强度判据，在隧道工程中往往因为岩体过于复杂而遇到很大在隧道工程中往往因为岩体过于复杂而遇到很大在隧道工程中往往因为岩体过于复杂而遇到很大在隧道工程中往往因为岩体过于复杂而遇到很大困难。困难。困难。困难。围岩屈服区或松动区判据，围岩屈服区或松动区判据，围岩屈服区或松动区判据，围岩屈服区或松动区判据，因围岩强度准确把握是十分困难，难因围岩强度准确把握是十分困难，难因围岩强度准确把握是十分困难，难因围岩强度准确把握是十分困难，难以建立围岩屈服区或松动区特征与洞室失稳的量化关系。以建立围岩屈服区或松动区特征与洞室失稳的量化关系。以建立围岩屈服区或松动区特征与洞室失稳的量化关系。以建立围岩屈服区或松动区特征与洞室失稳的量化关系。隧道变形量或变形速率判据隧道变形量或变形速率判据隧道变形量或变形速率判据隧道变形量或变形速率判据是以隧道变形或变形速率量值超过规定是以隧道变形或变形速率量值超过规定是以隧道变形或变形速率量值超过规定是以隧道变形或变形速率量值超过规定范围为依据。隧道内表面位移通过测量仪器测得，通过周边位移观测以了解范围为依据。隧道内表面位移通过测量仪器测得，通过周边位移观测以了解范围为依据。隧道内表面位移通过测量仪器测得，通过周边位移观测以了解范围为依据。隧道内表面位移通过测量仪器测得，通过周边位移观测以了解隧道的力学动态比较直观、也易于实施，国内外大多应用该方法。隧道的力学动态比较直观、也易于实施，国内外大多应用该方法。隧道的力学动态比较直观、也易于实施，国内外大多应用该方法。隧道的力学动态比较直观、也易于实施，国内外大多应用该方法。第7页/共109页第七页，共109页。3.3.隧道稳定性评价方法隧道稳定性评价方法(fngf)(fngf)及信息反馈技术及信息反馈技术立项(l xin)背景隧道极限位移隧道极限位移隧道极限位移隧道极限位移(wiy)(wiy)的确定和位移的确定和位移的确定和位移的确定和位移(wiy)(wiy)管理标准研究现状管理标准研究现状管理标准研究现状管理标准研究现状 隧道洞内位移控制，就是从隧道出现的各种极隧道洞内位移控制，就是从隧道出现的各种极隧道洞内位移控制，就是从隧道出现的各种极隧道洞内位移控制，就是从隧道出现的各种极限状态入手，找出在某种安全状态下洞周各控制点的极限状态入手，找出在某种安全状态下洞周各控制点的极限状态入手，找出在某种安全状态下洞周各控制点的极限状态入手，找出在某种安全状态下洞周各控制点的极限（或允许）位移。限（或允许）位移。限（或允许）位移。限（或允许）位移。隧道洞内位移它不仅要关注开挖后隧隧道洞内位移它不仅要关注开挖后隧隧道洞内位移它不仅要关注开挖后隧隧道洞内位移它不仅要关注开挖后隧道洞周位移、速率，也应掌握隧道道洞周位移、速率，也应掌握隧道道洞周位移、速率，也应掌握隧道道洞周位移、速率，也应掌握隧道“掌子面掌子面掌子面掌子面挤压变形、预收敛和洞周收敛变形挤压变形、预收敛和洞周收敛变形挤压变形、预收敛和洞周收敛变形挤压变形、预收敛和洞周收敛变形”等空间位移等空间位移等空间位移等空间位移规律。规律。规律。规律。位移控制不仅要要用位移和速率，还位移控制不仅要要用位移和速率，还位移控制不仅要要用位移和速率，还位移控制不仅要要用位移和速率，还要根据围岩性质，应用位移或速率的形态特要根据围岩性质，应用位移或速率的形态特要根据围岩性质，应用位移或速率的形态特要根据围岩性质，应用位移或速率的形态特征进行综合判别。征进行综合判别。征进行综合判别。征进行综合判别。收敛收敛-约束原理示意约束原理示意第8页/共109页第八页，共109页。3.3.隧道隧道(sudo)(sudo)稳定性评价方法及信息反馈技术稳定性评价方法及信息反馈技术隧道施工变形反馈决策应用隧道施工变形反馈决策应用隧道施工变形反馈决策应用隧道施工变形反馈决策应用(yngyng)(yngyng)技术技术技术技术 立项(l xin)背景“动态设计施工动态设计施工动态设计施工动态设计施工”是隧道工程遵循的基本原则，是隧道工程遵循的基本原则，是隧道工程遵循的基本原则，是隧道工程遵循的基本原则，“预设计、预设计、预设计、预设计、施工、监测、设计修正和施工方法调整施工、监测、设计修正和施工方法调整施工、监测、设计修正和施工方法调整施工、监测、设计修正和施工方法调整”是隧道工程的基本技是隧道工程的基本技是隧道工程的基本技是隧道工程的基本技术路线。术路线。术路线。术路线。施工监测信息反馈技术，除在浅埋隧道和少数重点隧道工施工监测信息反馈技术，除在浅埋隧道和少数重点隧道工施工监测信息反馈技术，除在浅埋隧道和少数重点隧道工施工监测信息反馈技术，除在浅埋隧道和少数重点隧道工程的施工决策中发挥了重要作用外，对于多数铁路隧道，大量程的施工决策中发挥了重要作用外，对于多数铁路隧道，大量程的施工决策中发挥了重要作用外，对于多数铁路隧道，大量程的施工决策中发挥了重要作用外，对于多数铁路隧道，大量监测信息如何应用，如何根据监测信息修订相应支护参数和改监测信息如何应用，如何根据监测信息修订相应支护参数和改监测信息如何应用，如何根据监测信息修订相应支护参数和改监测信息如何应用，如何根据监测信息修订相应支护参数和改变施工方法，都亟待研究解决。变施工方法，都亟待研究解决。变施工方法，都亟待研究解决。变施工方法，都亟待研究解决。第9页/共109页第九页，共109页。隧道开挖后，深埋隧道位移、浅埋地表位隧道开挖后，深埋隧道位移、浅埋地表位移和隧道位移是围岩施工动态的最显著表移和隧道位移是围岩施工动态的最显著表现，最能反映出围岩和支护的稳定性。因现，最能反映出围岩和支护的稳定性。因此对隧道周边此对隧道周边(zhu bin)位移的量测是最直位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济和最常用接、最直观、最有意义、最经济和最常用的量测项目。的量测项目。第10页/共109页第十页，共109页。以经验法为主的隧道以经验法为主的隧道(sudo)(sudo)设计参数之一设计参数之一第11页/共109页第十一页，共109页。以经验法为主的隧道设计以经验法为主的隧道设计(shj)(shj)参数之二参数之二第12页/共109页第十二页，共109页。二、隧道(sudo)围岩变形失稳模式分析第13页/共109页第十三页，共109页。层状结构层状结构(jigu)(jigu)围岩围岩 碎裂结构碎裂结构(jigu)(jigu)围岩围岩 散体结构散体结构(jigu)(jigu)围岩围岩 二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析根据围岩结构对围岩变形失稳模式的决定作用，将隧道围岩的类型主要分为以下几种：特殊结构围岩特殊结构围岩 整体块状围岩整体块状围岩块状结构围岩块状结构围岩层状结构围岩层状结构围岩碎裂结构围岩碎裂结构围岩散体结构围岩散体结构围岩水平或缓倾岩层水平或缓倾岩层倾斜岩层倾斜岩层直立或陡倾岩层直立或陡倾岩层特殊结构围岩特殊结构围岩围围岩岩结结构构类类型型一一般般结结构构类类型型重点：重点：第14页/共109页第十四页，共109页。整体整体(zhngt)(zhngt)块块状围岩状围岩 块状结构块状结构(jigu)(jigu)围岩围岩 变形失稳模式(msh)：岩爆、劈裂剥落变形失稳模式：块体滑移、塌方二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第15页/共109页第十五页，共109页。层状结构层状结构(jigu)(jigu)围岩水平（缓倾）层状围岩水平（缓倾）层状拱顶下沉(xichn)、底鼓、弯折变形破坏变形(binxng)失稳模式：二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第16页/共109页第十六页，共109页。层状结构围岩(wi yn)倾斜层状变形(binxng)失稳模式：拱顶、右拱肩及右侧壁向洞内顺层滑移；左拱肩塑性弯折变形(binxng)，左侧壁相对较稳定。二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第17页/共109页第十七页，共109页。层状结构层状结构(jigu)(jigu)围岩直立（陡倾）层状围岩直立（陡倾）层状变形(binxng)失稳模式：拱顶部位易顺层向下(xinxi)滑移变形；两侧壁向内弯折、溃曲变形。二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第18页/共109页第十八页，共109页。碎裂碎裂(su li)(su li)结构围岩结构围岩变形(binxng)失稳模式：掌子面、拱顶(ndn)部位松动、掉快、塌方二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第19页/共109页第十九页，共109页。散体结构(jigu)围岩变形(binxng)失稳模式：拱顶(ndn)冒落、掌子面坍塌二、二、隧道围岩的变形失稳模式分析隧道围岩的变形失稳模式分析第20页/共109页第二十页，共109页。特殊特殊(tsh)结结构围岩构围岩不良地质条件或特殊岩土体类型变形失稳特征、模式变形失稳模式图谱强风化介质：各类强风化的围岩产生松动土压而大变形或塌落水敏介质：膨胀性岩土、失陷性黄土、粘土、盐渍土等遇水液化、崩解或发生持续的塑性大变形强烈各向异性介质：炭质板岩、千枚岩和片岩等差异性弯折、挠曲等塑性大变形岩溶化泥质充填碎裂介质：岩溶溶蚀介质等突水、突泥、掌子面塌落等二、二、隧道隧道(sudo)围岩的变形失稳模式分围岩的变形失稳模式分析析第21页/共109页第二十一页，共109页。不良地质条件或特殊岩土体类型变形失稳特征、模式变形失稳模式图谱构造破碎结构强度降构造破碎结构强度降低的介质：断层角砾、低的介质：断层角砾、砾石土等砾石土等掉块或坍塌，遇水成掉块或坍塌，遇水成流塑性变形流塑性变形土石混合体等松散堆土石混合体等松散堆积物积物随机性掉块，掌子面随机性掉块，掌子面易塌落或鼓出变形易塌落或鼓出变形隧道洞口、斜坡带或隧道洞口、斜坡带或浅埋段上覆岩层浅埋段上覆岩层偏压、差异收敛变形、偏压、差异收敛变形、地表滑移或沉降地表滑移或沉降对温度变化较敏感的介质：多年冻土在温度反复变化下产生热力学崩解效应二、二、隧道隧道(sudo)围岩的变形失稳模式分析围岩的变形失稳模式分析特殊特殊(tsh)结结构围岩构围岩第22页/共109页第二十二页，共109页。兰渝铁路兰渝铁路(til)(til)炭质千枚岩炭质千枚岩开挖(kiw)揭露的炭质千枚岩第23页/共109页第二十三页，共109页。开挖(kiw)扰动后呈粉末状第24页/共109页第二十四页，共109页。现场试验现场试验(shyn)(shyn)研究研究结构破碎松散结构破碎松散 开挖洞室后，岩体极不稳定，易坍塌。开挖洞室后，岩体极不稳定，易坍塌。围岩强度低、遇水易软化围岩强度低、遇水易软化 开挖暴露后易风化开挖暴露后易风化(fnghu)、遇水易软化，尤其是存在渗水、遇水易软化，尤其是存在渗水区段容易发生大变形。区段容易发生大变形。岩体结构面倾斜、层面光滑岩体结构面倾斜、层面光滑 薄层岩体在隧道面倾斜、层面光滑，开挖后周边岩体极易沿结薄层岩体在隧道面倾斜、层面光滑，开挖后周边岩体极易沿结构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。第25页/共109页第二十五页，共109页。倾斜岩层构造倾斜岩层构造(guzo)偏压严重。从现场偏压严重。从现场地质素描及围岩压力量测结果，倾斜岩层构地质素描及围岩压力量测结果，倾斜岩层构造造(guzo)偏压严重，最大围岩压力均出现偏压严重，最大围岩压力均出现在垂直层面方向。在垂直层面方向。第26页/共109页第二十六页，共109页。钢架扭曲钢架扭曲(ni q)第27页/共109页第二十七页，共109页。钢架断裂钢架断裂(dun li)第28页/共109页第二十八页，共109页。喷层开裂喷层开裂(ki li)第29页/共109页第二十九页，共109页。喷层剥落喷层剥落(blu)第30页/共109页第三十页，共109页。仰拱隆起仰拱隆起(ln q)及开裂及开裂第31页/共109页第三十一页，共109页。二衬开裂、剥落二衬开裂、剥落及钢筋及钢筋(gngjn)弯曲弯曲第32页/共109页第三十二页，共109页。小结(xioji)：（1）围岩结构控制围岩变形失稳模式；（2）围岩变形失稳模式实际上决定针对性支护型式与施工工法；（3）铁路隧道围岩变形失稳模式已经(y jing)初步形成系统化认识，还将继续完善。二、二、隧道隧道(sudo)围岩的变形失稳模式分析围岩的变形失稳模式分析第33页/共109页第三十三页，共109页。三、隧道三、隧道三、隧道三、隧道(sudo)(sudo)(sudo)(sudo)施工监测的内容和要求施工监测的内容和要求施工监测的内容和要求施工监测的内容和要求第34页/共109页第三十四页，共109页。表7-9-3净空位移、拱顶下沉的测试断面间距条件量测断面间距(m)洞口附近10埋深小于2B10施工进展200m前20(土砂围岩减小到10m)施工进展200m后30(土砂围岩减小到10m)表7-9-4 地表下沉测试断面间距覆盖层厚度H测点间距(m)H2B20502BHB1020HB510第35页/共109页第三十五页，共109页。表7-9-5 净空(jn kn)位移量测的测线数 开挖方法地段一般地段特殊地段洞口附近埋深小于2B有膨胀压力或偏压地段实施B项量测位置全断面开挖一条水平测线三条或五条三条或五条七条短台阶法两条水平测线三条或六条三条或六条三条或六条三条或五条六条多台阶法每台阶一条水平测线每台阶三条每台阶三条每台阶三条每台阶三条第36页/共109页第三十六页，共109页。测试测试(csh)要求要求n n尽量采用非接触式量测n n第一次测试时间尽量在开挖后12小时内n n时态（或进尺）关系曲线及时绘制n n位移量值和速率综合判别n n对整体下沉显著的应增加拱脚下沉监测n n对有掌子面稳定稳定问题的宜开展掌子面挤出(j ch)变形监测第37页/共109页第三十七页，共109页。n n非接触三维变形观测对观测系统的要求非接触三维变形观测对观测系统的要求非接触三维变形观测对观测系统的要求非接触三维变形观测对观测系统的要求n n 应采用具有膜片反射功能的全站仪。建议高铁大断面黄应采用具有膜片反射功能的全站仪。建议高铁大断面黄应采用具有膜片反射功能的全站仪。建议高铁大断面黄应采用具有膜片反射功能的全站仪。建议高铁大断面黄土隧道采用土隧道采用土隧道采用土隧道采用606070mm70mm规格的膜片，不宜使用尺寸小于规格的膜片，不宜使用尺寸小于规格的膜片，不宜使用尺寸小于规格的膜片，不宜使用尺寸小于5050mm5050mm的膜片。的膜片。的膜片。的膜片。n n全站仪推荐采用全站仪推荐采用全站仪推荐采用全站仪推荐采用1122级全站仪。全站仪测距精度则应级全站仪。全站仪测距精度则应级全站仪。全站仪测距精度则应级全站仪。全站仪测距精度则应达到达到达到达到2mm2ppm2mm2ppm及以上，分辨率及以上，分辨率及以上，分辨率及以上，分辨率0.1mm0.1mm。n n 为提高隧道内观测作业速度，推荐使用带为提高隧道内观测作业速度，推荐使用带为提高隧道内观测作业速度，推荐使用带为提高隧道内观测作业速度，推荐使用带ATRATR功能的自功能的自功能的自功能的自动观测全站仪。动观测全站仪。动观测全站仪。动观测全站仪。n n所选全站仪应配置红色可见光激光指示和目标照明所选全站仪应配置红色可见光激光指示和目标照明所选全站仪应配置红色可见光激光指示和目标照明所选全站仪应配置红色可见光激光指示和目标照明(zhomng)(zhomng)功能。所选全站仪防尘等级应不小于功能。所选全站仪防尘等级应不小于功能。所选全站仪防尘等级应不小于功能。所选全站仪防尘等级应不小于IP5IP5。n n（3 3）基于）基于）基于）基于ATRATR功能的功能的功能的功能的TPS1200TPS1200隧道位移非接触观测系统隧道位移非接触观测系统隧道位移非接触观测系统隧道位移非接触观测系统n n该系统由徕卡该系统由徕卡该系统由徕卡该系统由徕卡TCA1200TCA1200系列自动全站仪、反射膜片和系列自动全站仪、反射膜片和系列自动全站仪、反射膜片和系列自动全站仪、反射膜片和PDAPDA组成，具有组成，具有组成，具有组成，具有ATRATR目标自动识别功能，可自由设站自动完成目标自动识别功能，可自由设站自动完成目标自动识别功能，可自由设站自动完成目标自动识别功能，可自由设站自动完成隧道位移监测，其单站自由设站三维坐标精度隧道位移监测，其单站自由设站三维坐标精度隧道位移监测，其单站自由设站三维坐标精度隧道位移监测，其单站自由设站三维坐标精度1mm1mm。第38页/共109页第三十八页，共109页。(a)一条测线(b)两条测线(c)三条测线(e)六条测线(f)七条测线图7-9-11净空位移测线布置(d)五条测线第39页/共109页第三十九页，共109页。n n 测点布置测点布置n n基准点布置：建立基准点布置：建立(jinl)(jinl)全站全站仪自由设站坐标系的基准点由仪自由设站坐标系的基准点由两点组成，其中一点为坐标原两点组成，其中一点为坐标原点要求稳固不动，另一点用于点要求稳固不动，另一点用于确定横轴方向，该点沿竖轴和确定横轴方向，该点沿竖轴和横轴方向的位移不影响测点的横轴方向的位移不影响测点的位移观测。位移观测。n n 测站设置：采用自由设站的测站设置：采用自由设站的仪器不需对中，采用仪器不需对中，采用7070mm7070mm膜片时测程应控制在膜片时测程应控制在303060m60m之之间，采用间，采用5050mm5050mm膜片时应控膜片时应控制在制在303045m45m之间。之间。拱脚墙腰墙脚第40页/共109页第四十页，共109页。全位移曲线的概念：掌子面前方变形1540%，开挖(kiw)后变形监测有丢失。第41页/共109页第四十一页，共109页。表6-2-4300m埋深双线隧道(sudo)变形技术指标统计汇总表项目洞周变形掌子面变形前方变形拱顶沉降/mm拱脚沉降/mm水平收敛/mm影响范围/D上台阶下台阶影响范围/D开挖面到达终值变形占比/%开挖面到达终值变形占比/%拱脚墙腰拱顶沉降拱脚沉降拱脚收敛墙腰收敛最大纵向位移/mm最大纵向位移/mm拱顶沉降开挖面到达终值变形占比/%开挖面到达终值变形占比/%最小值4.342318.50.388.154.70.5516.43.31.44197.51.51.571.071.216.85.621.07最大值9.22438.31.710.316.5219.410.32.420.811.52.142.51.431.7112.28.11.86平均值6.7823.5228.730.979.599.771.0817.985.881.8319.949.181.791.941.441.6510.296.421.33最小值39.49929.86.744.712.922.67217.514.459.591.431.210.790.93961131.14最大值64.61326330.821523.463.914061.730.720824.22.642.792.572.791482111.86平均值58.26109.9453.7415.6788.8318.2838.69117.3134.3923.34158.1515.791.741.831.221.46135.88173.131.38最小值22334357.92516914.815623230.616058221.61.431.50.570.714488911.21最大值24943069.58737634.525658892.226495439.81.711.791.711.7966510101.36平均值 240.86365.8665.0766.43253.3625.36202.43444.5744.14195.71683.1428.251.561.590.871.04601.71944.291.28第42页/共109页第四十二页，共109页。四、量测数据分析与反四、量测数据分析与反馈馈(fnku)图7-9-18地表沉降量测区间量测区间上半上半下半下半(25)DH+h3D450Hh1h2第43页/共109页第四十三页，共109页。1、规范位移、规范位移(wiy)值的值的应用应用n n表6-3-1 单线隧道初期支护(zh h)极限相对位移(%)围岩级别埋深(m)5050300300500拱脚水平相对净空变化0.200.600.100.500.400.700.601.500.200.700.502.602.403.500.301.000.803.503.005.00拱顶相对下沉0.010.050.040.080.010.040.030.110.100.250.030.070.060.150.100.600.060.120.100.600.501.20第44页/共109页第四十四页，共109页。表表表表6-3-2 6-3-2 双线隧道初期支护极限双线隧道初期支护极限双线隧道初期支护极限双线隧道初期支护极限(jxin)(jxin)相对位移相对位移相对位移相对位移(%)(%)围岩级别埋深(m)5050300300500拱脚水平相对净空变化0.010.030.010.080.030.100.080.400.300.600.100.300.200.800.701.200.200.500.402.001.803.00拱顶相对下沉0.030.060.050.120.030.060.040.150.120.300.060.100.080.400.300.800.080.160.141.100.801.40第45页/共109页第四十五页，共109页。表表表表7-9-6 7-9-6 量测数据管理量测数据管理量测数据管理量测数据管理(gu(gu nlnl)基准参考值基准参考值基准参考值基准参考值指标内容日本、法国、德国规范综合值推荐基准值城 市 地铁山岭隧道地面最大沉陷50mm30mm60mm地面沉陷槽拐点曲率1/3001/5001/300地层损失系数5%5%5%洞内边墙水平收敛2040mm20mm(0.10.2)B%洞内拱顶下沉75229mm50mm(0.30.4)B%第46页/共109页第四十六页，共109页。表表6-3-3 变形变形(bin xng)管理等级管理等级管理等级管理位移施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U2U0/3应采取特殊措施注：U实测(shc)位移值；U0最大允许位移值。注：U实测(shc)位移值；U0最大允许位移值。第47页/共109页第四十七页，共109页。第48页/共109页第四十八页，共109页。第49页/共109页第四十九页，共109页。第50页/共109页第五十页，共109页。图1位移时间关系曲线0初期支护二次支护下台阶开挖位移时间图2位移-开挖面距离关系曲线位移距离上、下台阶开挖锚杆喷混凝土第51页/共109页第五十一页，共109页。n n2.根据位移速率判断n n从变形(bin xng)曲线可分为三个阶段：n n(1)变形(bin xng)急剧增长阶段变形(bin xng)速率大于1mm/d时；n n(2)变形(bin xng)速率缓慢增长阶段变形(bin xng)速率10.2mm/d时；n n(3)基本稳定阶段变形(bin xng)速率小于0.2mm/d时。第52页/共109页第五十二页，共109页。3.3.位移时间曲线位移时间曲线(位移时态曲线位移时态曲线)形态判断形态判断岩体破坏前变形曲线可分为三个阶段岩体破坏前变形曲线可分为三个阶段(1)(1)基本稳定区基本稳定区 (2)(2)过渡区过渡区(3)(3)破坏区破坏区 变形速率逐渐增大，即变形速率逐渐增大，即 0 0。表明围岩。表明围岩(wi yn)(wi yn)已进已进入危险状态，须停工，进行加固。入危险状态，须停工，进行加固。位移值、位移速率、位移加速度综合判别。位移值、位移速率、位移加速度综合判别。要求监测数据及时处理。要求监测数据及时处理。第53页/共109页第五十三页，共109页。五、五、典型典型(dinxng)工点位移监测应用情况工点位移监测应用情况 第54页/共109页第五十四页，共109页。乌鞘岭隧道乌鞘岭隧道乌鞘岭隧道乌鞘岭隧道(sudo)(sudo)(sudo)(sudo)大变形规律大变形规律大变形规律大变形规律图图3 F4断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布YDK170+250+500+750YDK171+000F4断层+290+440+640+740主带影响带影响带里程第55页/共109页第五十五页，共109页。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图图4 志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布第56页/共109页第五十六页，共109页。F7断层YDK176+800+200+400+600+800YDK177+000变形/mm影响带主带影响带里程图图5 F7断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布第57页/共109页第五十七页，共109页。乌稍岭隧道分区段最大变形速率乌稍岭隧道分区段最大变形速率乌稍岭隧道分区段最大变形速率乌稍岭隧道分区段最大变形速率(sl)(sl)与累计变形量统计与累计变形量统计与累计变形量统计与累计变形量统计 第58页/共109页第五十八页，共109页。最大变形速率与累计最大变形速率与累计最大变形速率与累计最大变形速率与累计(li j)(li j)变形的关系变形的关系变形的关系变形的关系 在隧道工程监控量测中，除在隧道工程监控量测中，除在隧道工程监控量测中，除在隧道工程监控量测中，除累计变形外，变形速率是累计变形外，变形速率是累计变形外，变形速率是累计变形外，变形速率是另外一个进行围岩稳定性另外一个进行围岩稳定性另外一个进行围岩稳定性另外一个进行围岩稳定性评价的重要判别指标。研评价的重要判别指标。研评价的重要判别指标。研评价的重要判别指标。研究最大变形速率与累计变究最大变形速率与累计变究最大变形速率与累计变究最大变形速率与累计变形的关系也是在施工初期形的关系也是在施工初期形的关系也是在施工初期形的关系也是在施工初期阶段阶段阶段阶段(jidun)(jidun)进行最终变进行最终变进行最终变进行最终变形预测的方法之一。形预测的方法之一。形预测的方法之一。形预测的方法之一。图图6 最大变形速率与最大变形速率与累计变形的关系累计变形的关系最大变形速率/mm第59页/共109页第五十九页，共109页。兰渝铁道两水隧道实测兰渝铁道两水隧道实测兰渝铁道两水隧道实测兰渝铁道两水隧道实测(sh c)(sh c)变形与速率变形与速率变形与速率变形与速率第60页/共109页第六十页，共109页。上台阶开挖到此监测面下台阶开挖到此监测面落 底 开挖 到 此监测面兰渝铁道两水隧道计算兰渝铁道两水隧道计算兰渝铁道两水隧道计算兰渝铁道两水隧道计算(j sun)(j sun)变形与速率变形与速率变形与速率变形与速率第61页/共109页第六十一页，共109页。表表表表6-2 6-2 岭脊千板岩地层区段岭脊千板岩地层区段岭脊千板岩地层区段岭脊千板岩地层区段(q dun)(q dun)隧道极限位移隧道极限位移隧道极限位移隧道极限位移 单位：单位：单位：单位：(mm(mm极限位移性质极限位移性质拱顶下沉拱顶下沉拱脚水平收敛拱脚水平收敛墙腰水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道毛洞隧道50111781304初支后隧道初支后隧道227710770二衬后隧道二衬后隧道228742812表表6-3 F7断层区段隧道极限断层区段隧道极限(jxin)位移位移 单位：单位：(mm)极限位移性质极限位移性质拱顶下沉拱顶下沉墙腰水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道毛洞隧道400660初支后隧道初支后隧道136272二衬后隧道二衬后隧道140280第62页/共109页第六十二页，共109页。表表表表6-4 6-4 乌鞘岭隧道岭脊段位移乌鞘岭隧道岭脊段位移乌鞘岭隧道岭脊段位移乌鞘岭隧道岭脊段位移(wiy)(wiy)控制基准控制基准控制基准控制基准 (单位单位单位单位:mm):mm)管理等级管理等级管理位移管理位移施工状态施工状态U150可正常施工可正常施工150U300应加强支护或二次衬砌应加强支护或二次衬砌U300停工，并及时采取加固措施停工，并及时采取加固措施注：注：U-隧道开挖隧道开挖(ki w)后隧道总变形量后隧道总变形量第63页/共109页第六十三页，共109页。第64页/共109页第六十四页，共109页。第65页/共109页第六十五页，共109页。第66页/共109页第六十六页，共109页。表3-5F7断层(duncng)和千枚岩地段隧道三维位移实测最大值 单位：mm两种隧道F7断层-圆形断面志留系地层-椭圆形断面右线正洞 左线平导以千枚岩含量为主以板岩含量为主竖直位移35016030045横向位移15010020050纵向位移907010015量测历时10天左右10天左右20天左右第67页/共109页第六十七页，共109页。第68页/共109页第六十八页，共109页。图5-24 F7断层位移向量方位趋势线图6-19 千枚岩地层区段位移向量方位势线第69页/共109页第六十九页，共109页。4 炭质千枚岩区段隧道变形(bin xng)控制思路与建议表4-1兰渝铁路隧道大变形分级(fnj)控制基准(cm)（参考值）隧道类型分级指标常规变形大变形的等级单线隧道墙腰水平收敛202035355050拱顶下沉101017.517.52525双线隧道墙腰水平收敛303050507070拱顶下沉151525253535围岩及支护特征开挖后洞壁围岩位移较小，可稳定；一般支护无开裂或局部开裂开挖后洞壁围岩位移较大，持续时间较长；一般支护开裂或破损较严重开挖后围岩位移大，持续时间长；一般支护开裂或破损严重开挖后围岩位移很大，持续时间很长；一般支护开裂或破损很严重4.1.1 大变形大变形(bin xng)分级基准分级基准第70页/共109页第七十页，共109页。4 炭质千枚岩区段隧道变形(bin xng)控制思路与建议可能会产生大变形的情况分析：可能会产生大变形的情况分析：(1)常规变形：地应力水平常规变形：地应力水平(shupng)低，薄层炭质千枚低，薄层炭质千枚岩或千枚岩夹板岩互层。岩或千枚岩夹板岩互层。(2)级大变形：地应力水平级大变形：地应力水平(shupng)高，厚层炭质千高，厚层炭质千枚岩