地下洞室围岩和支护系统施工监测

6　地下洞室围岩和支护系统施工监测

本章导读：

地下洞室围岩和支护系统施工监测就是为掌握地下工程施工过程中围岩力学形态的变化和规律、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，实现地下工程信息化施工，保证隧道施工安全而进行的现场测试工作。本章主要阐述了地下工程监测的目的与意义、监测的内容及各项监测所使用的仪器原理与方法、测点位置及测试断面布置原则、监测频率及预警值、隧道监测工程实例。

●基本要求　掌握地下工程监测的目的与意义、监测项目所使用的仪器原理与方法、测点位置及测试断面布置原则、监测频率及预警值和监测报告编制。

●重点　地下洞室监测的主要内容及方法，测点布置位置及断面布置原则。

●难点　地下洞室监测使用仪器的原理及预警值的确定，量测数据的处理及反馈。

6．1　概　述

地下洞室最早的设计理论是来自俄国的普氏理论。普氏理论认为在山岩中开挖隧洞后，洞顶有一部分岩体将因松动而可能产生塌落，塌落之后形成拱形，然后才能稳定，这种拱形塌落体作用在衬砌上的荷载就是围岩压力，然后按结构上承受这些围岩的压力来设计结构，这种方法与地面结构的设计方法相仿，归类为荷载结构法。经过较长时间的实践，发现这种方法只适合于明挖回填法施工的地下洞室。随后，人们逐渐认识到了围岩对结构受力变形的约束作用，提出了假定抗力法和弹性地基梁法，这类方法对于覆盖层厚度不大的暗挖地下结构的设计计算是较为适合的。把地下洞室与围岩看做一个整体，按连续介质力学理论计算地下洞室及围岩的内力。由于岩体介质本构关系研究的进步与数值方法和计算机技术的发展，连续介质方法已能求解各种洞型、多种支护形式的弹性、弹塑性、黏弹性和黏弹塑性解，已成为地下洞室计算中较为完整的理论。但由于岩体介质和地质条件的复杂性，计算所需的输入量（初始地应力、弹性模量、泊松比等）都有很大的不确定性，因而大大地限制了这些方法的实用性。

新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，原文是New Austrian Tunneling Method，简写NATM。它是奥地利拉布西维兹（L．V．Rabcewicz）教授在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法，是采用喷锚技术、施工测试等与岩石力学理论构成一个体系而形成的一种新的工程施工方法。在新奥法施工过程中密切监测围岩变形和应力等，通过调整支护措施来控制变形，从而达到最大限度地发挥围岩本身的自承能力。新奥法施工过程中最容易得到而且最直接的监测结果是位移及洞周收敛，而要控制的是隧洞的变形量，因而，人们开始研究用位移监测资料来确定合理的支护结构形式及其设置时间的收敛限制法设计理论。

在以上研究的基础上，近年来又发展出地下洞室的信息化设计和信息化施工方法。它是在施工过程中布置监控测试系统，从现场围岩的开挖及支护过程中获得围岩稳定性及支护设施的工作状态信息，通过分析研究这些信息以间接地描述围岩的稳定性和支护的作用，并反馈于施工决策和支持系统，修正和确定新的开挖方案的支护参数，这个过程随每次开挖掘进和支护的循环进行一次。

图6．1是施工监测和信息化设计流程图，以施工监测、力学计算以及经验方法相结合为特点，建立了地下洞室特有的设计施工程序。与地面工程不同，在地下洞室设计施工过程中，勘察、设计、施工等诸环节允许有交叉、反复。在初步地质调查的基础上根据经验方法或通过力学计算进行预设计，初步选定支护参数。然后，还须在施工过程中根据监测所获得的关于围岩稳定性、护系统力学及工作状态的信息，对施工过程和支护参数进行调整。施工实测表明，对于设计所作的这种调整和修改是十分必要和有效的。这种方法并不排斥以往的各种计算、模型实验及经验类比等设计方法，而是把它们最大限度地包容在自己的决策支持系统中去，发挥各种方法特有的长处。

图6．1　施工监测和信息化设计流程

6．2　地下洞室监测目的与项目

6．2．1　监控量测目的

地下洞室围岩和支护系统监控量测的目的概括起来如下：

①掌握围岩力学形态的变化和规律。

②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。

③为理论解析、数据分析提供计算数据与对比指标，验证、修改设计参数。

④为隧道工程设计与施工积累资料，为围岩稳定性理论研究提供基础数据。

⑤及时预报围岩险情，以便采取措施，防止事故发生。

⑥指导安全施工，修正施工参数或施工工序。

⑦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，进而对未来性态作出有效预测。

⑧法律及公证的需要。经过计量认证的观测单位，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。

6．2．2　监控量测项目与内容

①地质和支护状态现场观察：开挖面附近的围岩稳定性、围岩构造情况、支护变形与稳定情况。

②岩体（岩石）力学参数测试：抗压强度R b、变形模量E、黏聚力C、内摩擦角φ、泊松比μ。

③应力应变测试：岩体原岩应力，围岩应力、应变，支护结构的应力、应变。

④压力测试：支护上的围岩压力，渗水压力。

⑤位移测试：围岩位移（含地表沉降）、支护结构位移。

⑥温度测试：岩体（围岩）温度、洞内温度、洞外温度。

⑦物理探测：弹性波（声波）测试，即纵波速度v p、横波速度v s、动弹性模量E d、动泊松比μdp。

以上监测项目，一般分为应测项目和选测项目。应测项目是现场量测的核心，它是设计、施工所必需进行的经常性量测项目；选测项目是由于不同地质、工程性质等具体条件和对现场量测要取得的数据类型而选择的测试项目。由于条件的不同和要取得的信息不同，在不同的隧道工程中往往采用不同的测试项目。但对于一个具体隧道工程来说，对上述列举的项目不会全部应用，只是有目的地选用其中的几项。隧道工程的量测项目如表6．1所示，表中1～4项为应测项目，5～12项为选测项目。

表6．1　隧道现场监控量测项目及量测方法

注：B为隧道开挖宽度。

6．3　现场量测计划

作为工程监控手段的现场监测，其目的在于了解围岩的动态过程、稳定情况和支护系统的可靠程度，是直接为支护系统的设计和施工决策服务的，这是进行监测方案设计的基本出发点。监测规划是否合理，不仅决定了这种现场监测能否顺利进行，而且关系到监测结果能否反馈于工程的设计和施工，为推动设计理论和方法的进步提供依据。因此合理、周密的监测方案的设计是现场监测的关键，是现场量测的蓝图和依据。它必须在初步调查的基础上，依据隧道所处的地质条件、工程概况、量测目的、施工方法、工期和经济效果而编制。

6．3．1　量测项目的确定及量测手段的选择

量测项目的确定主要是依据围岩条件、工程规模及支护方式。量测项目通常分为必测项目A和选测项目B。必测项目指施工时必须进行的常规量测，用来判别围岩稳定及衬砌受力状态，指导设计施工的经常性量测。A类量测主要包括洞内观察、隧道净空变形和拱顶下沉量测等。浅埋隧道尚应作地表沉陷量测。这类量测方法简单、可靠，对修改设计和指导施工起重要作用。选测项目是指在重点和有特殊意义的隧道或区段进行补充的量测，用来判断隧道开挖过程中围岩的应力状态、支护衬砌效果。B类量测主要包括围岩内部变形、地表沉陷、锚杆轴力和拉拔力、衬砌内力、围岩压力和围岩物理力学指标等。这类量测技术较复杂，费用较高，通常根据实际需要，选取部分项目进行量测。量测项目及其要求见表6．2。

量测手段的选用，应根据量测项目和国内仪器的现状来进行。一般应选择简单、可靠、耐久、成本低的量测手段，并要求被测的物理量概念明确、量值显著、量测范围大，测试数据便于分析，易于实现对设计、施工的反馈。在通常的情况下，选择机械式手段与电测式手段相结合使用。

表6．2　量测项目及要求

续表

6．3．2　测试断面的确定与测点布置

1）测试断面的确定

进行测试的断面有两种：一是单一的测试断面，二是综合的测试断面。在隧道工程测试中各项量测内容与手段不是随意布设的。把单项或常用的几项量测内容组成一个测试断面，了解围岩和支护在这个断面上各部位的变化情况，这种测试断面即为单一的测试断面。另一种，把几项量测内容有机地组合在一个测试断面里，使各项量测内容、各种量测手段互相校验，综合分析测试断面的变化，这种测试断面称为综合测试断面。

应测项目按一定间隔设置量测断面，常称为一般量测断面。由于各量测项目要求不同，其量测断面间隔亦不相同，在应测项目中，原则上净空位移与拱顶下沉量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，具体可参考表6．3。

对土砂、软岩地段的浅埋隧道要进行地表下沉量测，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。其量测断面间距也可按表6．3选用。

表6．3　净空位移、拱顶下沉的测试断面间距

注：B为隧道开挖宽度。

2）测点的布置

在测试断面上的测点，主要是依据断面形状、围岩条件、开挖方式、支护类型等因素进行布置。在量测中，可根据具体情况决定布设数量，进行适当地调整。

（1）净空位移量测的测线布置

由于观测断面形状、围岩条件、开挖方式的不同，测线位置、数量也有所不同，没有统一的规定，具体实施中可参考表6．4和图6．2。

图6．2　净空位移测线布置

拱顶下沉量测的测点，一般可与净空位移测点共用，这样节省了安设工作量，更重要的是使测点统一，测试结果能够互相校验。

表6．4　净空位移量测的测线数

注：B为隧道开挖宽度。

（2）围岩内部位移测孔的布置

围岩内部位移测孔布置，除应考虑地质、隧道断面形状、开挖等因素外，一般应与净空位移测线相应布设，以便使两项测试结果能够相互印证、协同分析与应用。一般每100～500 m设一个量测断面，测孔布置见图6．3。

（3）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、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（不包括仰拱），量测锚杆在断面上布置可参见图6．3方式进行。若围岩比较均一且无偏压时，测孔可布置在一侧。当洞室规模较大且高宽比大于2．0时，则宜选用图6．3（c）的布置形式（或拱顶1个测孔，两侧边墙对称各3个测孔的布置形式）。

图6．3　围岩内部位移测孔布置

（4）喷层（衬砌）应力量测布置

喷层应力量测，除应与锚杆受力量测孔相对应布设外，还要在有代表性的部位设测点，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对应布置。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（衬砌）在整个断面上的受力状态和支护作用，见图6．4。

图6．4　喷层应力量测点布置

（5）地表、地中沉降测点布置

地表、地中沉降测点的布置，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围内布设必要数量的测点，一般至少布置11个测点，两测点的距离为2～5 m。在隧道中线附近测点应布置密些，远离隧道中线应疏些，见图6．5。同时，在有可能下沉的范围外设置不会下沉的固定测点。

图6．5　地表下沉量测范围及地中沉降测点布置

由于浅埋隧道距地表较近，地质条件复杂，岩（土）性极差，施工时多用台阶分部开挖，因此，纵向断面布置测点的超前距离为隧道距地表深度h与上台阶高度h1之和（即h＋h1）。于是整个纵向测定区间的长度为（h＋h1）＋（2～5）D＋h′（h′为上台阶开挖超前下台阶的距离），如图6．6所示。如果采用全断面开挖，为了掌握地表下沉规律，应从工作面前方2D（隧道直径）处开始量测地表下沉情况。地表下沉测试断面间距一般按表6．5布置。

表6．5　地表下沉测试断面间距

注：①当施工初期、地质变化大、下沉量大、周围有建筑物时取最低值；
②D为隧道开挖直径。

（6）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，以便量测结果相互印证。

（7）声波测孔布置

图6．6　地表沉降量测区间

声波测孔宜布置在有代表性的部位（见图6．7）。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测试结果的影响。

图6．7　声波测试孔布置

（8）掌子面纵向位移测孔布置

掌子面纵向位移测孔布置，全断面法开时宜布置在开挖断面的中下部，布置1个测孔，台阶法开挖时宜在上下台阶的中下部各布置1个测孔，CD法或CRD法开挖时宜在中隔壁两侧的中台阶中部分别布置1个测孔，如图6．8所示。

图6．8　纵向位移测孔布置

6．4　地下洞室监控量测方法

6．4．1　地质素描

与隧道施工进展同步进行的洞内围岩地质（和支护状况）的观察及描述，通常称为地质素描。它是隧道设计和施工过程中不可缺少的一项重要地质详勘工作，是围岩工程地质特性和支护措施合理性的最直观、最简单、最经济的描述和评价。

配合量测工作对代表性断面的地质描述，应详细准确，如实反映情况。一般应包括对以下内容的描述：

①代表性测试断面的位置、形状、尺寸及编号；

②岩石名称、结构、颜色；

③层理、片理、节理裂隙、断层等各种软弱面的产状、宽度、延伸情况、连续性、间距等，各结构面的成因类型、力学属性、粗糙程度、充填的物质成分和泥化、软化情况；

④岩脉穿插情况及其与围岩接触关系，软硬程度及破碎程度；

⑤岩体风化程度、特点、抗风化能力；

⑥地下水的类型、出露位置、水量大小及喷锚支护施工的影响等；

⑦施工开挖方式方法、锚喷支护参数及循环时间；

⑧围岩内鼓、弯折、变形、岩爆、掉块，坍塌的位置、规模、数量和分布情况，围岩的自稳时间等；

⑨溶洞等特殊地质条件描述；

⑩喷层开裂起鼓、剥落情况描述。

以上项目现场一般用表格形式进行填写，表格可参阅《铁路隧道监控量测技术规程》中的附录A。

6．4．2　地表沉降量测

对于浅埋隧道，地表沉降以及沉降的发展趋势是判断隧道围岩稳定性的一个重要标志。用水准仪在地面量测，简易可行，量测结果能反映浅埋隧道在开挖过程中围岩变形的全过程。如果需要了解地表下沉量的大小，可在地表钻孔埋设单点或多点位移计进行量测。浅埋隧道地表下沉量测的重要性，随埋深变浅而增大，如表6．6所示。

表6．6　地表沉降量测的重要性

注：D为隧道直径，h为隧道埋深。

1）量测频率

地表沉降量测频率：在量测区间内，当开挖面距量测断面前后距离d＜2D时，每天1～2次；当2D＜d＜5D时，每两日量测1次；当d＞5D时，每周量测1次。

2）数据整理

将每次的量测数据，经整理绘出以下曲线以便分析研究：①地表纵向下沉量—时间关系曲线；②地表横向下沉量—时间关系曲线。从两曲线图中可以看出地表下沉与时间的关系，以及最大下沉量产生的部位等。

如果地面有建筑物最大下沉量的控制标准，应根据地面结构的类型和质量要求而定，一般为1～2 cm，在反弯点处的地表倾斜应小于结构要求，一般应小于1/300。地表下沉量其控制标准可参阅有关标准和规范。根据回归分析，如果地表下沉量超过规定标准，应采取措施。

6．4．3　坑道周边相对位移与拱顶下沉量测

1）量测原理

隧道开挖后，围岩向坑道方向的位移是围岩动态的最显著表现，最能反映出围岩（或围岩加支护）的稳定性。因此对坑道周边位移的量测是最直接、最直观、最有意义、最经济和最常用的项目。为方便起见，除对拱顶、地表下沉及底鼓可以量测绝对位移值外，坑道周边其他各点，一般均用收敛计量测其中两点之间的相对位移值，以反映围岩位移动态。

由已知高程的临时或永久水准点（通常借用隧道高程控制点），使用较高精度的水准仪，就可观测出隧道拱顶或隧道上方地表各点的下沉量及其随时间的变化情况。隧道底鼓也可用此法观测。通常这个值是绝对位移值，也可以用收敛计测拱顶相对于隧道底的相对位移。值得注意的是，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。

2）收敛计种类及选择

收敛计按传递位移媒介的不同，可分为卷尺式收敛计、钢丝式收敛计和杆式收敛计3种。它们虽然类型不同，但组成基本相同，主要包括：传递位移部分（钢卷尺、钢丝等），测力装置（保持卷尺或钢丝等在时恒力，如弹簧秤），测读位移设备（如测微百分表、数显收敛计则直接显示测微读数），测点连接器（单向连接销式及球形铰接式等）。

收敛计的选择，一般应根据洞室断面大小、围岩类型、变形量大小等情况考虑，具体选择如下：①卷尺式收敛计使用操作方便，体积小、质量轻，故在大多数情况下，应优先选择使用；②当洞室开挖宽度很大（大于20 m），或温度变化较大，或对变形量测精度较高的地下洞室，则应选择钢丝式收敛计；③杆式收敛计适用于洞径小、变形大的隧洞。

3）量测方法及注意事项

①开挖后尽快埋设测点，并测取初读数，要求12 h内完成；

②测点（测试断面）应尽可能靠近开挖面，要求在2 m以内；

③读数应在重锤稳定或张力调节器指针稳定指示规定的张力值时读取；

④当相对位移值较大时，要注意消除换孔误差；

⑤测试频率应视围岩条件、工程结构条件及施工情况而定，一般应按表6．1的要求而定。

⑥在整个量测过程中应做好详细记录，并随时检查有无错误。记录内容应包括断面位置、测点（测线）编号、初始读数、各次测试读数、当时温度以及开挖面距量测断面的距离等。其中两测点的连线称为测线。

4）数据记录

现场监控量测记录，记录表格可参阅《铁路隧道监控量测技术规程》中的附录B。量测组人员在现场量测时逐项认真填写，并对有关量测数据及时进行处理。

5）数据整理

量测数据整理包括数据计算、列表或绘图表示各种关系。

①坑道周边相对位移计算式为：

式中 ui——第i次量测时，两测点之间的相对位移值；

Ri——第i次观测值；R0——初始观测值；

②测尺为普通钢尺时，要消除温度影响。尤其是当洞径大（测线长）、温度变化大时，应进行温度改正。其计算式为：

式中 α——钢尺的线膨胀系数（一般取α＝12×10－6/℃）；

L——量测基线长；

t0，ti——初始量测时的温度和第i次量测时的温度。

③量测时应及时计算出各测线的相对位移值、相对位移速率及其与时间和开挖面距离之间的关系，并列表或绘图，直观表示。常用的几种关系曲线图形式如图6．9、图6．10、图6．11所示。

图6．9　位移-时间关系曲线

图6．10　位移-开挖面距离关系曲线

图6．11　位移速度-时间关系曲线

上述监测成果包括收敛变形汇总表和综合表中的内容，作为围岩稳定信息应及时反馈，及时报告给施工和设计单位，以指导施工和修改设计。反馈的形式有：险情预报简报（及时发出），定期简报（通常每隔15天发布1次），监测总报告（通常在任务完成后2个月之内提交）3种。

观测资料的整理，应特别注意对观测成果的因素的分析。影响收敛观测成果的重要因素有：①收敛计的精度、灵敏度的影响；②收敛测桩安装质量的影响；③收敛测桩保护效果的影响；④环境的影响，如放炮时飞石碰动、震动甚至砸坏测桩，洞室温度变化的影响等；⑤人为读数误差的影响，如不同测读人员操作水平及方法产生的影响。

6）拱顶下沉量计算

拱顶下沉量（Δh）的大小，根据测线a、b、c的实测值并利用三角形面积公式换算求得，如图6．12所示。

式中 a，b，c——前次量测A线、B线、C线所得的实测值；

a′，b′，c′——后次量测A线、B线、C线所得的实测值。

图6．12　拱顶下沉量计算布置示意图

这些影响因素应尽量在观测设计及过程中加以解决。如精心选择收敛仪；保护好测桩；观测人员严格；观测时，仪器和钢尺处于自重平衡状态；做好仪器的保养，同一观测断面调换收敛仪时，应注意两观测仪读数的搭接；在观测断面附近，应严格控制进尺及爆破药量等。

6．4．4　围岩内部位移

1）量测原理

围岩内部各点的位移（包括掌子面纵向位移）同坑道周边位移一样是围岩的动态表现。它不仅反映了围岩内部的松弛程度，而且更能反映围岩松弛范围的大小，这也是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。在实际量测工作中，先是对围岩钻孔，然后用位移计量测钻孔内（围岩内部）各点相对于孔口（岩壁）一点的位移。

2）位移计

①位移计：有机械式、电测式两种类型。其结构由定位装置、位移传递装置、孔口固定装置、百分表或读数仪等部分组成。

②定位装置：将位移传递装置固定于钻孔中的某一点，故其位移代表围岩内部该点的位移。定位装置多采用机械式锚头，其形式有楔缝式、支撑式、压缩木式等。

③位移传递装置：将锚固点的位移以某种方式传递至孔口外，以便测取读数。传递的方式有机械式和电测式两类。其中机械式位移传递构件有直杆式、钢带式、钢丝式；电测式位移传感器有电磁感应式、差动电阻式、电阻式。

直杆式位移计结构简单、安装方便、稳定可靠、价格低廉，但观测精度较低，观测不太方便，一般单孔只能观测1～2个测点的位移［见图6．13（a）］。钢带式和钢丝式位移计则可单孔观测多个测点，如DWJ-1型深孔钢丝式位移计可同时观测到单孔中不同深度的6个点位［见图6．13 （b）］。

电测式位移计的传感器须有读数仪来配合输送、接收电信号，并读取读数。电测式位移计多用于进行深孔多点位移测试，其观测精度较高，测读方便，且能进行遥测，但受外界影响较大，稳定性较差，费用较高（见图6．14）。

④孔口固定装置：一般测试的是孔内各点相对于孔口一点的相对位移，故须在孔口设固定点或基准面。

图6．13　机械式位移计

3）断面与测点布置

围岩内部位移测孔布置，除应考虑地质、隧道断面形状、开挖等因素外，一般应与净空位移测线相应布设，以便使两项测试结果能够相互印证，协同分析与应用。一般每100～500 m设一个量测断面，测孔布置见图6．3。图6．3中若围岩比较均一且无偏压时，位移测孔可布置在一侧；当洞室规模较大，且高宽比大于2．0时，则宜选用图6．3（c）的布置形式（或拱顶1个测点，两侧边墙对称各3个测点的布置形式）。掌子面纵向位移计的测孔的布置位置按开挖方法不同宜选用图6．8的布置形式。

图6．14　电阻式多点位移计

4）测试方法及注意事项

围岩内部位移测试方法、量测频率及注意事项与坑道周边相对位移测试方法大致相同。

5）数据记录与整理

数据记录和成果整理见表6．7、表6．8和表6．9。

数据整理方法基本同前，其成果图表主要包括“4线2图”，即：

①孔内各测点（L1，L2，…）位移（u）与时间（t）的关系曲线；

②不同时间（t1，t2，…）位移（u）与深度（L1，L2，…）的关系曲线；

③围岩位移与开挖进尺的关系曲线；

④围岩位移速率与时间的关系曲线；

⑤观测断面围岩位移分布图；

⑥钻孔位移计安装竣工图。

表6．7　位移、收敛观测现场记录表（4测点）

表6．8　位移、收敛观测现场记录表（4测点）

表6．9　相对位移成果表（4测点）

6．4．5　锚杆应力及锚杆抗拔力

1）量测原理

系统锚杆的主要作用是限制围岩的松弛变形。这个限制作用的强弱，一方面受围岩地质条件的影响，另一方面取决于锚杆的工作状态。锚杆工作状态的好坏主要以其受力后的应力—应变来反映。因此，如果能采用某种手段测试锚杆在工作时的应力—应变值，就可以知道其工作状态的好坏，也可以由此判断其对围岩松弛变形的限制作用的强弱。

在实际量测工作中，采用的是与设计锚杆强度相等且刚度基本相等的各式钢筋计来观测锚杆的应力—应变的。

2）钢筋计

①钢筋计多采用电测式，其传感器有钢弦式、电磁感应式、差动电阻式、电阻片式几种。

②根据测式要求，可将几只传感器连接或粘贴于锚杆不同的区段，以观测出不同区段的应力—应变。

③读数仪可自动率定接收到的电信号，并显示应力—应变值。

3）测试方法及注意事项

①电感式和差动式钢筋计，需用接长钢筋（设计锚杆用钢筋）将其对接于测试部位（区段）制成测试锚杆，并测取空载读数。对接可采用电弧对接，操作中应注意不要烧坏和损伤引出导线，并注意减小焊接温度对钢筋计的影响。

②电阻式钢筋计是取设计锚杆，在测试部位两面对称车切、磨平后，粘贴电阻片，做好防潮处理，制成测试锚杆，并测取空载读数。

③测试锚杆安装及钻孔均按设计锚杆的同等要求进行，但应注意安装过程中不得损坏电阻片、防潮层及引出导线等。

④测试频率及抽样的比例、部位应按表6．1执行。

⑤做好各项记录，并及时整理。

4）数据整理

数据整理应及时进行，主要包括“4线1表”，即：

①不同时间锚杆轴力（N或应力σ）-深度（l）关系曲线；

②不同深度各测点锚杆轴力-时间（t）关系曲线；

③锚杆轴力变化率-时间（t）关系曲线；

④锚杆轴力与掌子面距观测断面距离的关系曲线；

⑤锚杆轴力综合汇总表。

5）锚杆抗拔力检测

锚杆抗拔力（亦称锚杆拉拔力）是指锚杆能够承受的最大拉力，它是锚杆材料、加工与施工安装质量优劣的综合反映。其检测目的一是测定锚杆锚固力是否达到设计要求，二是判断所使用的锚杆长度是否适宜，三是检查锚杆的安装质量。

锚杆抗拔力量测方法主要有直接量测法、电阻量测法以及快速量测法等。抽样测试比例应按有关规范执行，但应注意仪器调校，测试过程中应做好各项记录，并及时整理。

6．4．6　压　力

1）量测原理

支护（喷射混凝土或模筑混凝土衬砌）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，围岩压力的量测就成为必要。

这种量测可采用盒式压力传感器（称压力盒）进行测试。将压力盒埋设于混凝土内的测试部位及支护—围岩接触面的测试部位，则压力盒所受压力即为该部位（测点）压力。

2）压力盒

压力盒有钢弦式、变磁阻调频式、液压式等多种形式。

①钢弦式压力盒：其工作原理与钢弦式钢筋计相同。钢弦式压力盒构造简单，性能也较稳定，耐久性较强，经济性较好，是一种在工程中使用比较多的压力盒。

②变磁阻调频式压力盒：其工作原理是当压力作用于承压板上时，通过油层传到传感单元的二次膜上，使之产生变形，改变了磁路的气隙，即改变了磁阻，当输入振荡电信号时，即发生电磁感应，其输出信号的频率发生改变，这种频率改变因压力的大小而变化，据此可测出压力的大小［见图6．15（a）］。

③液压式压力盒：又称格鲁茨尔（Gbozel）压力盒，其传感器为一扁平油腔，通过油压泵加压，由油泵表可直接测读出内应力或接触应力［见图6．15（b）］。液压式压力盒减少了应力集中的影响，其性能比较稳定可靠，是较理想压力盒，国内已有单位研制出机械式油腔压力盒。

④变磁阻调频式压力盒：抗干扰能力强、灵敏度高，适于遥测，但在硬质介质中应用，存在着与介质刚度匹配的问题，效果不太理想。

图6．15　压力盒

3）测试方法及注意事项

①将压力传感器按测试应力的方向埋设于测试部位，在喷射混凝土或模筑混凝土振捣过程中，应注意不要损伤导线或导管。

②液压式压力盒系统还应在适当部位安设管路连接头及阀门。

③测试频率应按表6．1要求执行。

4）数据整理

测试过程中应随时做好各项记录，并及时整理出有关图表，主要有：

①不同时间的压力-时间关系曲线；

②压力变化率-时间关系曲线；

③不同测点压力与掌子面距观测断面距离的关系曲线；

④同一时间不同测点压力分布图；

⑤压力综合汇总表。

6．4．7　混凝土应变

1）量测原理

喷射混凝土或模筑混凝土应变的大小，既反映了混凝土的工作状态，又反映了围岩施加于支护的形变压力情况，因此，混凝土的应变量测是必要的。

这种量测可采用混凝土应变计进行测试。根据量测部位不同，混凝土应变计分为埋入式和表面式两种。埋入式混凝土应变计埋设于混凝土内需测试的部位，按变形方向要求埋设；表面应变计则粘贴在混凝土的表面测试混凝土的变形。

2）混凝土应变计

混凝土应变计目前工程中应用较多的为钢弦式，其工作原理同钢弦式压力盒和钢筋计。钢弦式的混凝土应变计抗干扰能力强，构造简单，性能也较稳定，耐久性较强，经济性较好。

3）测试方法及注意事项

①将混凝土应变计按测试应变的方向埋入（埋入式）或粘贴于（表面式）测试部位，在喷射混凝土或模筑混凝土振捣过程中，应注意不要损伤传感器和导线；

②传感器在安装时，要做好保护工作，防止施工损坏；

③测试频率应按表6．1要求执行。

4）数据整理

测试过程中应随时做好各项记录，并及时整理出有关图表，主要有：

①不同时间的应变-时间关系曲线；

②同一时间不同测点的混凝土应力分布图；

③应变综合汇总表。

6．4．8　围岩的弹性波速度

1）量测原理

声波测试是地球物理探测方法的一种。它是在岩体的一端激发弹性波，而在另一端接收通过岩体传递过来的波，弹性波通过岩体传递后，其波速、波幅、波频均发生改变。对于同一种激发弹性波，穿过不同的岩层后，发生的改变各不相同，这主要是由于岩体的物理力学性质各不相同所致。因此，弹性波在岩体中的传播特征就反映了岩体的物理力学性质，如动弹性模量、岩体强度、完整性或破碎程度、密实度等。据此可以判别围岩的工程性质，如稳定性，并对围岩进行工程分类。其原理见图6．16。

图6．16　声波测试原理示意图
1—振荡器；2—发射换能器；3—接收换能器；
4—放大器；5—显示器

目前，在工程测试中，普遍应用声波在岩体中传播的纵波速度V p来作为评价岩体物理力学性质的指标，一般有以下规律：

①岩体风化、破碎、结构面发育，则波速低、衰减快、频谱复杂；

②岩体充水或应力增加，则波速高、衰减小、频谱简化；

③岩体不均匀和各向异性，则其波速与频谱也相应表现出不均一和各向异性。

2）测试方法及注意事项

声波测试方法较多，从换能器的布置方式、波的传播方式、换能器的组合形式等三个方面分为下述各类。

声波测试应注意以下几点：

①探测区域的选择要有典型性和代表性；

②测点、测线、测孔的布置要有明确的目的性，要根据实际工程地质情况、岩体力学特性及建筑形式等进行布设；

③声波测试一般以测纵波速度（V p）为主，但根据实际要求也可测其横波速度（V s），同时记录波幅，进行频谱分析。

3）数据整理

隧道工程中多采用单孔平透折射波法测试围岩在拱顶、拱脚、墙腰几个部位的径向纵波速度。根据测试记录应及时整理出每个测孔的V p-L曲线。常见的曲线形式可以归纳为以下4种类型（见图6．17）。

图6．17　波速与孔深关系曲线（V P-L）的类型

①“一”形，无明显分带，表示围岩较完整；

②“L”形，无松弛带，有应力升高带，表示围岩较坚硬；

③“厂”形，有松弛带，应分析区别是由于爆破引起的松动还是围岩进入塑性后的松动；

④“凸”形，松弛带、应力升高带均有。

以上所述只是一般情形。但有时波速高并不反映岩体完整性好，如有些破碎硬岩的波速就高于完整性较好的软岩。因此，国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》中还采用了岩体完整性系数K v＝（v mp/v rp）2来反映岩体的完整性（v mp为岩体的纵波速度，v rp为岩块的纵波速度）。K v越接近1，表示岩体越完整。在软岩与极其破碎的岩体中，有时无法取出原状岩块，不能测出其纵波速度，这时可用相对完整系数K x代替K v。

6．4．9　监控量测仪器（测点）的安设与量测频率

各项量测内容的仪器（测点）安设，一要快，二要近。“快”要求在开挖爆破后24 h（最好12 h）内，在下一循环爆破前完成全部埋设，并测取初读数。在安设由多项内容、多种手段组成的综合测试断面时，相互干扰大，时间会拖长，对施工与量测结果都有不利影响，这时可把综合量测断面分为几个亚断面分开设置，只要围岩沿隧道轴线方向变化不大，基本不会影响测试结果的综合分析与应用。“近”指仪器（测点）埋设要尽量靠近开挖掌子面，要求不超过2m。有的安设在距开挖掌子面0．5 m左右的断面上，观测效果更好，不过需要加强仪器（测点）的保护。

仪器（测点）安设后的量测频率，是由变化速度（时间效应）与距工作面距离（空间效应）确定的。表6．10给出了净空变形（收敛）与拱顶下沉的量测频率同位移速度、距工作面距离的关系。

表6．10　收敛与拱顶下沉量测频率

注：B为隧道开挖宽度。

在由位移速度决定的量测频率和由距开挖掌子面距离决定的量测频率中，原则上应采取频率高的。当变形稳定时，可不按照表6．10的要求。当同一个量测断面内各测线变形速度不同时，要以产生最大变形速度的测线确定全断面的量测频率。

量测期间的确定：在变形量小的隧道中（开挖后一个月内收敛），因变形收敛快，在变形收敛至一定值后，再以每天测一次的频率连续量测一周，观察其稳定状态。在变形量大的隧道中（开挖后经两个月以上，变形仍不收敛），直至变形量收敛至一定数值后，再以每天测一次的频率连续量测两周，以确认变形是否稳定。在塑性流变岩体中，如变形长期（两个月以上）不收敛，量测要进行到变形速率为1 mm/30 d为止。

围岩位移量测、锚杆轴力量测、喷层（衬砌）应力量测、围岩压力量测、格栅应力量测等的量测频率，原则上与同一断面内的应测项目量测频率相同。

6．5　量测数据处理与反馈

量测数据反馈于设计、施工是监控设计的重要一环，但目前尚未形成完整的设计体系。当前采用的量测数据反馈设计的方法主要是定性的，即依据经验和理论上的推理来建立一些准则。根据量测的数据和这些准则即可修正设计支护参数和调整施工措施。量测数据反馈设计、施工的理论法，目前正在蓬勃兴起，它是将监控量测与理论计算相结合的反分析计算法。下面简要介绍根据对量测数据的分析来修正设计参数和调整施工措施的一些准则。

6．5．1　地质预报

地质预报就是根据地质素描来预测预报开挖面前方围岩的地质状况。它为选择适当的施工方案，调整各项施工措施提供参考。地质预报内容主要包括：

①在洞内直观评价当前已暴露围岩的稳定状态，检验和修正初步的围岩分类；

②根据修正的围岩分类，检验初步设计的支护参数是否合理，如不恰当，则应予修正；

③直观检验初期支护的实际工作状态；

④根据当前围岩的地质特征，推断前方一定范围内围岩的地质特征，进行地质预报，同时防范不良地质突然出现；

⑤根据地质预报，并结合对已做初期支护实际工作状态的评价，预先确定下一循环的支护参数和施工措施；

⑥配合量测工作进行测试位置选取和量测成果的分析。

6．5．2　净空位移分析与反馈

如前所述，净空位移是围岩动态的最显著表现，所以隧道工程现场量测主要以净空位移作为围岩稳定性评价及围岩稳定状态判断的指标。一般而言，坑道开挖后，若围岩位移量小、持续时间短，其稳定性就好；若位移量大、持续时间长，其稳定性就差。

以围岩位移作为指标来判断其稳定状态，则有赖于对实际工程经验的总结和对位移量测数据的分析。

①用围岩的位移来判断其稳定状态，关键是要确定一个“判断标准”（或称为“收敛标准”），即是判断围岩稳定与否的界限。它包括位移量（绝对或相对）、位移速度、位移加速度三个方面。

②根据以上判断标准，若围岩位移速度不超过允许值，且不出现蠕变趋势，则可以认为围岩是稳定的，初期支护是成功的；若表现出稳定性较好，则可以考虑适当加大循环进尺。

浅埋隧道暗挖法施工时，应特别注意对拱顶下沉及地表下沉量的控制，其控制标准可参见表6．11。如果位移值超过允许值不多，且初期支护中的喷射混凝土未出现明显开裂，一般可不予补强。如果位移与上述情况相反，则应采取处理措施。如在支护参数方面，可以增强锚杆，加钢筋网喷混凝土，加钢支撑，增设临时仰拱等；施工措施方面，可以缩短从开挖到支护的时间，提前打锚杆，提前设仰拱，缩短开挖台阶长度和台阶数，增设超前支护等。

表6．11　量测数据管理基准参考值

注：B为开挖洞室最大跨度（单位：m）。

③二次衬砌（内层衬砌）的施作时间：按新奥法施工原则，当围岩或围岩加初期支护基本达稳定后，就可以施作二次衬砌。应当特别指出的是，在流变性和膨胀性强烈的地层中，单靠初期支护不能使围岩位移收敛时，就宜于在位移收敛以前，施作模筑混凝土二次衬砌，做到有效地约束围岩位移。

6．5．3　围岩内位移及松动区分析与反馈

与净空位移同理，如果实测围岩的松动区超过了允许的最大松动区（该允许松动区半径与允许位移量相对应），则表明围岩已出现松动破坏，此时必须加强支护或调整施工措施以控制松动范围。如加强锚杆（加长、加密或加粗等），一般要求锚杆长度大于松动区范围。如果与以上情形相反，甚至锚杆后段的拉应力很小或出现压应力时，则可适当缩短锚杆长度、缩小锚杆直径或减小锚杆数量等。

6．5．4　锚杆轴力分析与反馈

根据量测锚杆测得的应变，即能算出锚杆的轴力：

式中 N——锚杆轴力；

D——锚杆直径；

E——杆的弹性模量；

ε1，ε2——测试部位对称的一组应变片量得的两个应变值。锚杆轴力是检验锚杆效果与锚杆强度的依据，根据锚杆极限强度与锚杆应力的比值K（安全系数）即能作出判断。锚杆轴应力越大，则K值越小。一般认为锚杆局部段的K值稍小于1是允许的，因为钢材有一定的延性。根据实际调查发现，锚杆轴应力在洞室断面各部位是不同的，表现为：

①同一断面内，锚杆轴应力最大者多数在拱部45°附近到起拱线之间；

②拱顶锚杆，不管净空位移值大小如何，出现压应力的情况是不少的。

锚杆的局部段K值稍小于1的允许程度应该是不超过锚杆的屈服强度。若锚杆轴应力超过屈服强度时，则应优先考虑改变锚杆材料，采用高强钢材。当然，增加锚杆数量或锚杆直径也可获得降低锚杆轴应力的效果。

6．5．5　围岩压力分析与反馈

由围岩压力分布曲线可知围岩压力的大小及分布状况。围岩压力的大小与围岩位移量及支护刚度密切相关。围岩压力大，即作用于初期支护的压力大。这可能有两种情况：一是围岩压力大但变形量不大，这表明支护时间尤其是支护的封底时间可能过早或支护刚度太大，可作适当调整，让围岩释放较多的应力；二是围岩压力大且变形量也很大，此时应加强支护，限制围岩变形，控制围岩压力的增长。当测得的围岩压力很小但变形量很大时，则应考虑可能会出现围岩失稳。

6．5．6　喷层应力分析与反馈

喷层应力是指切向应力，因为喷层的径向应力总是不大的。喷层应力与围岩压力及位移有密切关系。喷层应力大的原因有两点：一是围岩压力和位移大，二是支护不足。

在实际工程中，一般允许喷层有少量局部裂纹，但不能有明显的裂损或剥落、起鼓等。如果喷层应力过大或出现明显裂损，则应适当增加初始喷层足够。如果喷层厚度已足够厚，则不应再增加喷层厚度，而应增强锚杆、调整施工措施、改变封底时间等。

6．5．7　地表下沉分析与反馈

对于浅埋隧道，隧道的开挖可能引起上覆岩体的下沉，致使地面建筑的破坏和地面环境的改变。因此，地表下沉的监控量测对于地面有建筑物的浅埋隧道和城市地下通道尤为重要。

如果量测结果表明地表下沉量不大，能满足限制性要求，则说明支护参数和施工措施是适当的；如果地表下沉量大或出现增加的趋势，则应加强支护和调整施工措施，如适当加喷混凝土、增设锚杆、加钢筋网、加钢支撑、超前支护等，或缩短开挖循环进尺、提前封闭仰拱，甚至预注浆加固围岩等。

另外，还应注意对浅埋隧道的横向地表位移观测。横向地表位移带发生在浅埋偏压隧道工程中，其处理较为复杂，应加强治理偏压的对策研究。

6．5．8　声波速度分析与反馈

围岩的声波速度综合反映了岩体的物理力学特征和动态变化。根据V p-L曲线可以确定围岩松动区的范围，工程施工时应注意将此结果与围岩内位移量测资料相对照，综合分析和判断围岩的松弛情况，以便给修正支护参数和调整施工措施提供依据和指导。

6．6　地下洞室监测实例与监测报告

6．6．1　工程概况

宜万铁路堡镇隧道位于贺家坪至榔坪之间，设计为两条单线隧道，间距30 m，进出口均位于曲线上，左线长11 563 m（DK70＋161～DK81＋724段），右线长11 969 m（DK70＋182～DK81＋777段），纵坡为人字坡，进口高程850 m、出口高程806 m，洞身最大埋深630 m。右线隧道初期为贯通平行导坑，辅助左线隧道施工，后期扩挖呈右线正洞。

为加快施工进度，出口工区左线左侧增长2 161 m的迂回导坑。

隧道穿越粉砂质、砂质页岩夹薄层泥质粉砂岩，底部为炭质页岩，局部为灰岩夹页岩，岩层走向与隧道轴线基本一致，地下水以基岩裂隙水为主。

左线DK72＋834～DK79＋887段及右线YDK72＋248～YDK79＋995段隧道埋深较大，局部地段达到630 m左右，地应力测试孔得最大主应力为16 MPa，隧道横截面内的最大初始应力σmax约14．75 MPa，对应岩体的单轴抗压强度R c为3．9～9．1 MPa，R c/σmax＝0．26～0．6，均小于4。根据《工程岩体分级标准》（GB 50218—1994），该区属极高应力区，隧道可能大的位移和变形，堡镇隧道高地应力段衬砌断面如图6．18所示。

图6．18　堡镇隧道极高地应力段衬砌断面

6．6．2　监测方案

在此隧道的软弱围岩大变形段根据开挖揭示地质情况，共布设了14个测试断面，其中在砂质页岩顺层地段DK71＋120、DK73＋921、DK73＋960、DK75＋453、DK75＋486、YDK74＋560布设了6个测试断面，在炭质页岩地段DK79＋865、DK78＋980和DK77＋695布设了3个测试断面，在炭质页岩富水地段DK79＋052、YDK79＋160、YDK79＋106、YDK79＋016布设了4个测试断面，在灰岩-页岩地段YDK79＋262布设了1个测试断面。埋设断面里程及测试项目如表6．12和图6．19所示。

表6．12　测试断面及测试项目

锚杆轴力采用振弦式量测锚杆，风枪成孔，砂浆锚固安装，每天量测一次，直至轴力基本稳定为止。

围岩内部位移采用机械式多点位移计，钻机成孔，机械锚固安装，每天量测一次，直至位移基本稳定为止。围岩压力和二衬接触压力采用振弦式双膜压力盒，频率接收仪进行监测，每天量测一次，直至压力基本稳定。钢架应力采用振弦式钢筋计，频率接收仪进行监测，每天量测一次，直至压力基本稳定。支护喷混凝土应力采用埋入式混凝土应变计，频率接收仪进行监测，每天量测一次，直至应力基本稳定。

图6．19　断面上测点布置图

洞室收敛变形监测，结合隧道施工要求，每20 m左右设置收敛变形监测断面，每断面分别在拱顶设置沉降观测点，在拱脚及内轨顶面以上2．5 m各设一条收敛测线，采用收敛计进行量测。开挖完成后立即布设测点，并在12 h内读取出读数。

6．6．3　监测成果与分析

1）初支围岩压力

某断面初支围岩压力共埋设9个测点，最大围岩压力发生在右侧拱脚和右墙腰处，分别为0．116 MPa和0．059 MPa，右侧围岩压力大于左侧。围岩压力已基本趋于稳定。围岩压力沿横断面的分布如图6．20所示，各测点围岩压力随时间变化曲线如图6．21所示。

2）初支钢架应力

图6．20　围岩压力在横断面上的分布（MPa）

某断面初支钢架应力共布置9个钢架应力测点，所测钢架应力横断面分布如图6．22所示，各测点钢架应力随时间变化曲线如图6．23所示。所测钢架应力较小，最大值出现在右拱脚处，其值为76．98 MPa，且右侧大于左侧，这与所测围岩压力规律相同，钢架应力已基本趋于稳定。

3）初支混凝土应力

某断面初支混凝土应力共埋设9个测点，所测初支混凝土应力沿横断面分布如图6．24所示，初支混凝土应力随时间的变化曲线如图6．25所示。最大应力为拱顶5．323 MPa，其次为右侧拱腰3．589 MPa。

图6．21　围岩压力时间曲线

图6．22　钢架压力在横断面上的分布（MPa）

图6．23　钢架应力时间曲线

4）锚杆轴力

某断面锚杆轴力测试共埋设6根量测锚杆。锚杆以受拉为主，只有个别测点受压力。锚杆最大拉力发生在右墙脚1．9 m深度测点处，其值为67．93 kN；最大压力发生在右墙脚3．7 m测点处，其值为－59．46 kN。各量测锚杆最大拉力出现在0．9～2．7 m处，锚杆轴力已经稳定。锚杆轴力分布如图6．26所示。

图6．24　初支混凝土应力在横断面上的分布（MPa）

5）洞内变形

图6．25　初支混凝土应力时间曲线

图6．26　锚杆轴力分布

围岩力学特性和岩体结构中应力场状态及其演化过程的不同，导致在不同位置，隧道围岩的收敛变形具有显著不均匀性。在不同里程段，左线的隧道分别在DK79＋851～DK79＋700和DK79＋170～DK78＋977段遇到了灰质页岩，变形严重地段DK79＋170～DK78＋977工作面岩性变为灰质页岩夹泥质炭岩，岩层产状为350°∠54°，节理发育，无渗水，强风化，稳定差，石质破碎，在拱腰位置有褶皱和岩心饼化现象。围岩开挖后长时间持续较大的变形速率，最大变形速率达到61．03 mm/d，较长时间的变形速率在10 mm/d以上，当累计变形量达到270 mm左右时混凝土开始脱落、开裂。边墙开挖以后，变形速率有变大的趋势，由于断面岩质为灰质页岩，整体性差，围岩变形达到稳定需要较长时间，约40 d后累计收敛值最大为1 259．95 mm。在内轨顶上2．5m处，变形达到稳定时间约为54 d，累计总收敛值为56．48 mm/d，较长时间拱顶下沉速率持续在5 mm/d左右，达到稳定所需要时间为53 d，累计变形最大值为233．48 mm，左线隧道右墙混凝土有开裂和脱落现象，并且型钢有变形现象，拱顶混凝土有脱落现象。

DK80＋240～DK80＋260、DK79＋770～DK79＋850和DK78＋310～DK78＋690段工作面岩性均为灰岩，岩层产状为357°∠56°，节理发育，层理明显，无渗水，弱风化，稳定性好，开挖面有掉块现象，累计总收敛值最大为319．29 mm，左线隧道右墙混凝土有开裂和脱落现象，并且型钢有变形现象。拱顶下沉速率相对水平收敛变形速率小，在围岩开挖后的10 d内下沉速率在3 mm/d以上，最大变形速率为13．95 mm/d，这段时间的下沉值占总下沉值的87%，变形达到稳定时间约为25 d，总下沉值最大为93．30 mm。拱顶混凝土没有脱落现象。

典型断面隧道围岩水平收敛监测时间曲线如图6．27所示，速率曲线如图6．28所示。

图6．27　典型断面围岩水平收敛监测时间曲线

图6．28　典型断面围岩水平收敛速率曲线

6．6．4　数据分析与反馈

为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，应及时上报监测周报表，定期汇报相应的测点位移时态曲线图，并对当前施工情况进行评价并提出施工建议。同时，要及时根据当前的施工方法修改监测方案，提高监测数据的可靠性和及时性。

本章小结

地下洞室围岩及支护结构监控量测是地下工程施工中的一个重要环节，通过这一技术手段，实现地下工程的信息化施工，为地下工程安全、顺利施工提供技术保障。监控量测分为必测项目和选测项目两大类。其中位移监测是最直接易行的，反馈设计最直接，因而应作为施工监测的重要项目，要及时对监测数据进行处理分析，并反馈设计与施工。

思考题

6．1 阐述地下洞室监测的目的和意义。

6．2 隧道工程监测的主要项目有哪些？分别使用什么测试仪器和测试方法？了解各使用仪器的原理。

6．3 隧道监测项目施测断面及断面上的测点（测线）如何进行布置？

6．4 隧道监测数据处理中应绘制哪些曲线？如何根据曲线的形态反馈施工？