在隧道施工监控量测中，收敛计是用来量测( )。

在隧道施工监控量测中，收敛计是用来量测( )。

A 、拱顶下沉

B 、地表下沉

C 、围岩体内位移

D 、围岩周边位移

参考答案:

【正确答案：D】

本题考查的重点内容为复合式衬砌隧道现场监控项目及测量方法。其中收敛计用来测量周边位移。水平仪、水准尺、钢尺或测杆用来测量拱顶下沉，围岩体内位移的测量工具是单点、多点杆式或钢丝式位移计，地表下沉的测量工具为水平仪、水准尺。

隧道用来量测周边位移的 收敛计 工作原理 使用方法 是什么？

基本工作原理

收敛计是利用机械传递位移的方法，将两个基准点间的相对位移转变为数显位移计的两次读数差。如图1所示，当用挂钩连接两基准点A、B予埋件时，通过调节螺母，改变收敛计机体长度可产生对钢尺的恒定张力，从而保证量测的准确性及可比性机体长度的改变量，由数显电路测出。当A、B两点间随时间发生相对位移时，在不同时间内所测读数的不同，其差值就是A、B两点间的相对位移值。

当两点的相对位移值超过数显位移计有效量程时，可调整尺孔销所插尺孔，仍能继续用数显位移计读数

监控量测内容与方法

一、工艺流程

监控量测工艺流程如图11-1 所示。

图11-1 监控量测工艺流程图

二、量测项目的选择

根据隧道的围岩条件，支护类型和参数，施工方法以及所确定的量测目的，编制量测计划。量测计划的内容应包括：现场量测的主要手段，量测仪表和工具及其选用，量测项目及方法的确定；施测部位和测点布置人员组织；测试方案和实施计划的测定；量测数据处理与应用，量测管理等。监控量测应符合设计要求。

隧道现场量测项目及量测方法见表11-1。

表11-1 隧道现场监控量测项目及量测方法表

续表

注：上表中 1，2，3，11 项为必测项目，其余为选测项目。

进行隧道现场监控量测的隧道应按表11-2 所列项目进行量测项目的选择。

表11-2 监控量测项目选择表

注：◎必须进行的项目；○应该进行的项目；△必要时进行的项目；△*其结果对判断支护是否保守有用。

三、工程地质与支护状况的观察

1.隧道开挖工作面爆破后应立即进行工程地质状况的观察和记录，并进行地质描述。

开挖后应及时进行开挖面岩性的观察，特别是在软弱围岩条件下，开挖后应立即进行开挖面的地质调查，并绘出地质素描图，必要时进行拍照或录像。若遇特殊不稳定情况时，应派专人进行不间断地观察。观察的主要方面包括：节理裂隙发育程度及其产状；开挖工作面的稳定状态，顶板有无坍塌；涌水的位置，涌水量，水压等；底板是否有隆起现象。地质素描应详细准确，如实反映情况，一般除前述内观察内容外，还应包括以下内容的描述：

（1）代表性测试断面的形状，位置，尺寸及编号。

（2）岩石名称，结构与颜色。

（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。

（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）岩石风化程度、特点与抗风化能力。

（6）地下水的类型、出露位置、水量支护参数及循环时间。

（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，以及坍塌的位置、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。

2.初期支护完成后应进行喷层表面观察和记录，必要时进行裂缝描述。

初期支护完成后，对初期支护的状况进行观察，内容包括：有无锚杆被拉断或垫板脱离围岩现象；喷混凝土有无裂隙和剥离或剪破坏；钢拱架有无被压变形情况；锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规定的要求。洞钉观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察。

3.以上两项观察为各类围岩都应采用的第一项应测项目。

四、隧道地表沉降量测

（1）量测方法是在地表测试范围内埋设沉降量测点，用精密电子水准仪和精密水准尺（铟钢尺）逐日进行水准测量，测出沉降值。

（2）地表沉降纵向量测区长度如图1-12 所示。地表下沉量测最好与洞内量测点布置在同一断面上，沿隧道纵向的间距一般为 5～20m，埋深越浅，间距应越小。

（3）地表沉降量测在横断面上的测点布置如图11-3 所示。

五、隧道净空变化（收敛）量测

各级围岩隧道开挖后均应进行周边位移与拱顶下沉的监控量测。

量测断面的间距视隧道长度，地质变化情况而定。一般Ⅵ级围岩间距为 10m；Ⅴ级围岩间距为 15m间距布点；Ⅳ级围岩间距为 30m；Ⅲ级围岩间距为 50m，Ⅱ级围岩间距为 100m。

图11-2 地表沉降纵向量测区长度图

图11-3 地表沉降量测横断面测点布置图

收敛量测测点与拱顶下沉测点布置在同一断面。

收敛量测的基线视围岩条件可选择1 条、2 条或3 条，最多选6 条，如图11-4 所示。测点与基线的布置可视具体施工方案的变化进行修改和调整。

图11-4 收敛量测测点与拱顶下沉测点布置图

埋设测点时先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为40～80mm，深为25mm的孔。在孔中填满水泥砂浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上，并使预埋件销孔轴线处于铅垂位置，上好保护帽，待砂浆凝固后即可量测。

位移量测是采用隧道净空变化测定计（简称收敛计）来进行。目前国内使用的收敛计种类很多，但大致可分为三类，即重锤式、弹簧式和应力环式。现以弹簧式收敛计为例，说明其施测步骤，如图11-5 所示。

图11-5 弹簧式收敛计施测步骤图

1—壁面埋腿；

2、—球形测点；

3、—本体球铰；

4、—张紧力指示百分表；

5、—张紧弹簧；

6、—调距螺母；

7、—距离指示百分表；

8、—钢带尺限位装置；

9、—带孔钢带尺；10—尺头球铰；11—风带尺尺架

（1）先在隧道周边围岩表面凿一孔径为 40～50mm，深为 200mm 的孔，在孔内填塞水泥砂浆后插入测杆作为今后量测的基准点，设置时应尽量使两测杆轴线在连线方向上。

（2）将收敛计用销子连接到两测杆端头上，安装好收敛件。

（3）旋紧调距螺母使张紧力指示百分表的读数到达收敛计使用说明中的规定值，下百分表读数，然后松动旋动调距螺母，重复测试3 次，取其平均值作为初始观测值记R0。

（4）经过一定时间后，重复上述步骤测其观测值，并取其平均值Rt。则这段时间内隧道的收敛值为：

地下建筑工程施工

（5）当温度变化大时，必须对百分表读数进行温度修正，即

地下建筑工程施工

式中R为修正后的百分表读数；R′为百分表读数；t0为初始读数时的温度；t为再次读数时的温度；L为量测基线长度；α为钢尺或铟钢丝的线膨胀系数，可取α＝1.2×10-5（或按钢尺厂说明书取用）。

（6）当收敛值较大，钢尺须另换一个孔位（百分表读数大于钢尺孔距）时，为了消除钻孔间距的误差，在换孔前要先测读一次，计算出收敛值u，换孔后应立即再测读一次，作为以后计算收敛值时新的初始读数R0，经过一定时间后，再记录百分表读数，取其平均值为Rt，则这段时间内的隧道收敛值ut为：

地下建筑工程施工

六、围岩内部位移量测

围岩内部位移量测是通过在洞室周边围岩内钻孔，埋设单点或多点式位移计的方式进行。

本项量测采用位移计进行。它的基本原理是将岩体内部某一点的位移状态，通过与之固定在一起的位移计（图11-6）引至岩体外部，以测出隧道周壁与岩体内部某一点间的相对位移。

位移计多须采用电传感的测读装置进行遥测。

图11-6 围岩内部位移量测方法示意图

围岩内部位移量测量的测孔，一般应与收敛量测基线相应布设，以便使两项测试结果能够相互验证，协同分析与应用。围岩内部位移量测测孔布置如图11-7 所示。

图11-7 围岩内部位移量测测孔布置图

七、围岩与支护接触压力以及喷射混凝土层应力量测

1.量测目的

围岩与支护接触压力量测的目的是了解隧道开挖后围岩压力沿洞室周边分布规律，围岩应力重分布的时间效应与空间效应，判断围岩的稳定性，以及围岩压力与支护的相互作用关系。

喷射混凝土量测的目的是了解喷层的变形特性以及喷层的应力状态；掌握喷层所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳定状况。还可提高对喷射混凝土作用机理的认识。

2.量测方法

围岩与初期支护之间接触压力量测是采用在支护结构背后埋设压力盒的方法进行。

喷射混凝土层应力量测是将应力计直接埋入喷射混凝土层中，待喷层混凝土达到一定强度时，即可用接收仪器进行量测。

围岩与支护接触压力以及喷射混凝土层应力量测断面的测点布置如图11-8 所示。

图11-8 围岩与支护接触压力以及喷射混凝土层应力量测点布置图

八、钢支撑受力量测

本监测项目主要针对Ⅳ～Ⅵ级围岩进行。

隧道型钢支撑内力量测采用表面应变计进行量测；隧道格栅钢支撑内力量测采用钢筋计进行量测。

每个断面布 5个测点如图11-9 所示。

图11-9 钢支撑应力量测测点布置示意图

具体方法：把表面应变计黏接在钢支撑上，用检测仪测得各点的应变，然后根据虎克定律转化为钢支撑的内力。如是格栅将钢筋计焊接在格栅主筋上。

九、测试仪器和元件（选测项目）

隧道衬砌应力和内力量测主要采用应力计、应变计。该测试项目所需测试元件和仪器情况如表11-3 所示。

表11-3 量测仪器及测试元件一览表

十、数据采集与量测频率

（1）各项量测工作的采集数据应专人专项负责，以减少随机误差。

（2）在使用精密水准仪进行洞内周边收敛位移量测时，通过左右尺读数控制系统误差。

（3）专项量测需制定专项记录表。对于手工记录资料要保存好原始记录表，对于智能式记录器要及时将量测数据导入电脑，以防丢失。

（4）各必测、选测项目的量测频度详如表11-4 所示。

（5）整个断面的各条基线或各测点应采用相同的量测频率，各测点的位移不相同时应以产生最大位移速率者来决定整个断面的量测频率。

（6）当实际开挖的地质条件变差或量测值出现异常情况时应加大量测频率。

（7）位移测试的终止日期，一般在位移值基本稳定后再以 1 次/2d 的频率量测 1～2周左右，位移长期不稳定的，要继续量测到位移速度小于 1mm/d为止。

表11-4 各必测、选测项目的量测频度表