8地下隧洞礦山巷道

施工監(jiān)測技術(shù)

8.1地下隧洞新奧法施工監(jiān)測

8.1.1觀測的意義、適用范圍及主要內(nèi)容

隧道監(jiān)測的對象主要是圍巖、襯砌、錨桿和鋼拱架及其他支撐，監(jiān)測的部位包括地表、圍巖內(nèi)、洞壁、襯砌內(nèi)和襯砌內(nèi)壁等，監(jiān)測類型主要是位移和壓力，需要時(shí)也監(jiān)測圍巖松動(dòng)圈和聲發(fā)射等其他物理量。8.1.1.1觀測目的意義地下洞室圍巖和支護(hù)系統(tǒng)觀測的目的和意義概括起來如下：（1）及時(shí)掌握和提供圍巖和支護(hù)系統(tǒng)變化信息和工作狀態(tài)。（2）評價(jià)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。（3）及時(shí)預(yù)報(bào)圍巖險(xiǎn)情，以便采取措施，防止事故發(fā)生。（4）指導(dǎo)安全施工，修正施工參數(shù)或施工工序。（5）驗(yàn)證、修改設(shè)計(jì)參數(shù)。（6）為地下洞室設(shè)計(jì)和施工積累資料，為圍巖穩(wěn)定性理論研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（7）對地下洞室未來性態(tài)作出預(yù)測。依據(jù)各類觀測曲線的形態(tài)特征，可掌握其變化規(guī)律，進(jìn)而對其未來性態(tài)作出有效的預(yù)測。（8）法律及公證的需要。經(jīng)過計(jì)量認(rèn)證的觀測單位，其所提供的加蓋有CMA章的觀測結(jié)果，具有公證效力。對由于工程事故而引起的責(zé)任和賠償問題，觀測資料有助于確定其原因和責(zé)任。8.1.1.2觀測范圍

跨度（B）圍巖分級

≤5

5＜B≤10

10＜B≤15

15＜B≤20

20＜B≤25

Ⅰ———△√Ⅱ——△√√III——√√√Ⅳ—√√√√Ⅴ√√√√√表8-1地下洞室進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測的工程范圍選定表注：①“√”者為應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測的地下洞室；②“△”者為選擇局部地段進(jìn)行量測的地下洞室。8.1.1.3地下洞室圍巖觀測內(nèi)容及項(xiàng)目觀測項(xiàng)目觀測內(nèi)容觀測儀器適用范圍巡視檢查1.開挖掌子面處圍巖穩(wěn)定性2.圍巖構(gòu)造情況3.圍巖和支護(hù)變形及穩(wěn)定性4.校核圍巖類別目視地質(zhì)錘地質(zhì)羅盤地下洞室各部位變形（位移）觀測1.圍巖表面變形測量2.圍巖內(nèi)部變形測量3.支護(hù)表面變形測量收斂計(jì)測量洞室周壁兩點(diǎn)間的相對位移位移計(jì)測量圍巖中不同深度處各點(diǎn)之間的相對和絕對位移測斜儀測量鉆孔內(nèi)垂直于鉆孔方向的位移撓度計(jì)測量洞室周壁各點(diǎn)或圍巖中某一點(diǎn)的位移應(yīng)變觀測l.圍巖內(nèi)部應(yīng)變量測2.支護(hù)（噴混凝土）內(nèi)部應(yīng)變量測3．襯砌內(nèi)部應(yīng)變量測應(yīng)變計(jì)測量圍巖、支護(hù)、襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，并計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變磚測量支護(hù)、襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)變，并計(jì)算應(yīng)力錨桿（鋼筋）應(yīng)變計(jì)測量圍巖應(yīng)變、錨桿（鋼筋）應(yīng)變（應(yīng)力）應(yīng)力觀測l.圍巖初始應(yīng)力量測2.圍巖二次應(yīng)力量測3.支護(hù)、襯砌內(nèi)部應(yīng)力量測4.圍巖支護(hù)間接觸壓力量測液壓應(yīng)力計(jì)差動(dòng)電阻應(yīng)力鋼弦心力計(jì)鋼筋計(jì)材載測力計(jì)測量圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及兩者介面的壓力地下水位水壓觀測1.地下水位2.地下水滲透壓力3.外水壓力測尺滲壓計(jì)測量圍巖內(nèi)部、作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的地下水位壓力溫度觀測1.圍巖溫度2.混凝土溫度3.氣溫和水溫電阻溫度計(jì)一般溫度計(jì)測量洞室圍巖、支護(hù)測量圍巖、支護(hù)襯砌混凝土及洞內(nèi)氣溫、水溫等松弛圈觀測l.圍巖爆破松弛范圍量測2.圍巖二次應(yīng)力調(diào)整松他范圍量測聲波儀鉆孔多點(diǎn)位移計(jì)適用地下洞室計(jì)挖后不同時(shí)期圍巖松弛變化測量動(dòng)態(tài)觀測1.圍巖及支護(hù)系統(tǒng)動(dòng)載觀測2.圍巖及結(jié)構(gòu)振動(dòng)速度觀測3.圍巖聲波速度量測高頻應(yīng)變儀測振儀聲波儀測量大型洞室開挖爆破影響測量地下洞室聲波波速表8-2地下洞室原位觀測項(xiàng)目及適用范圍一覽表

表8-2中所提及的觀測儀器：多點(diǎn)位移計(jì)位移計(jì)數(shù)顯收斂計(jì)

鋼尺收斂計(jì)YH—0700系列智能能型土壓壓力盒YH—1000系列智能能型錨索索計(jì)YH—1100系列智能能型孔隙隙水壓計(jì)計(jì)測桿液壓枕油壓枕CT-2型超聲波波圍巖裂裂隙探測測儀8.1.2監(jiān)測方案案設(shè)計(jì)8.1.2.1觀測項(xiàng)目目的確定定（1）觀測項(xiàng)項(xiàng)目的確確定原則則1）以安全全觀測項(xiàng)項(xiàng)目為主主的原則則2）觀測項(xiàng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)宜體現(xiàn)現(xiàn)全面的的原則3）觀測項(xiàng)項(xiàng)目宜同同步設(shè)置置4）少而精精的原則則5）貫徹經(jīng)經(jīng)濟(jì)性原原則（2）觀測項(xiàng)項(xiàng)目分類類及確定定我國國標(biāo)標(biāo)和日本本設(shè)計(jì)指指南均將將地下洞洞室圍巖巖觀測項(xiàng)項(xiàng)目分為為必測項(xiàng)項(xiàng)目和選選測項(xiàng)目目。必測測項(xiàng)目是是地下洞洞室圍巖巖觀測的的核心，，它是設(shè)設(shè)計(jì)、施施工等所所必須進(jìn)進(jìn)行的經(jīng)經(jīng)常性量量測項(xiàng)目目。兩國國規(guī)范（（規(guī)定））對必測測項(xiàng)目的的規(guī)定基基本一致致，僅是是表述略略有不同同。選測測項(xiàng)目則則是由于于巖土工工程條件件、工程程規(guī)模、、工程性性質(zhì)等具具體條件件和設(shè)計(jì)計(jì)要求不不同而選選擇的觀觀測項(xiàng)目目。8.1.2.2觀測布置置觀測布置包括括觀測斷面的的確定（斷面面間距）和觀觀測測點(diǎn)的布布置。觀測斷斷面又細(xì)分為為系統(tǒng)觀測斷斷面和一般觀觀測斷面。把把多項(xiàng)觀測內(nèi)內(nèi)容有機(jī)地組組合在一個(gè)觀觀測斷面里，，且有計(jì)劃有有目的的使觀觀測內(nèi)容。（1）觀測斷面面的確定（（斷面間距距）埋深與洞室跨度D關(guān)系

測點(diǎn)距離（m）

h＜D5.0～10.0D＜h＜2D10.0～20.0h＞2D20.0～50.0表8-3地表下沉觀觀測的測點(diǎn)點(diǎn)縱向間距距（2）觀測測點(diǎn)點(diǎn)的布置形形式觀測測點(diǎn)的的布置形式式，主要依依據(jù)洞室斷斷面尺寸、、形狀、圍圍巖地質(zhì)條條件、開挖挖方式、程程序、支護(hù)護(hù)類型等因因素進(jìn)行布布置。在安安裝埋設(shè)和和觀測過程程中，可依依據(jù)具體情情況進(jìn)行適適當(dāng)?shù)恼{(diào)整整。l）圍巖周邊收收斂位移（（測點(diǎn)、線線布置）2）鉆孔位移計(jì)計(jì)觀測孔布布置形式3）錨桿應(yīng)力力計(jì)觀測孔孔布置形式式4）鉆孔測斜斜觀測孔布布置形式5）支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變變觀測點(diǎn)布布置形式8.1.2.3監(jiān)測手段和和儀表的選選擇監(jiān)測手段和和儀表的確確定主要取取決于圍巖巖工程地質(zhì)質(zhì)條件和力力學(xué)性質(zhì)，，以及測旦旦的環(huán)境條條件。通常常，對于軟軟弱圍巖中中的隧洞工工程，由于于圍巖變形形量值較大大，因而可可以采用精精度稍低的的儀器和裝裝置；而在在硬巖中則則必須采用用高精度監(jiān)監(jiān)測元件和和儀器。在在一些干燥燥無水的隧隧洞工程中中，電測儀儀表往往能能工作得很很好；在地地下水發(fā)育育的地層中中進(jìn)行電測測就較為困困難。埋沒沒各種類型型的監(jiān)測元元件時(shí)，對對深理地下下工程，必必須在隧洞洞內(nèi)鉆孔安安裝，對淺淺埋地下工工程則可以以從地表鉆鉆孔安裝，，從而可以以監(jiān)測隧洞洞工程開控控過程中圍圍巖變形后后的全過程程。8.1.2.4觀測頻度（（時(shí)間間隔隔）的確定定在洞洞室室開開挖挖或或支支護(hù)護(hù)后后的的半半個(gè)個(gè)月月內(nèi)內(nèi)，，每每天天應(yīng)應(yīng)觀觀測測l～2次；；半半個(gè)個(gè)月月后后到到一一個(gè)個(gè)月月內(nèi)內(nèi)，，或或掌掌子子面面推推進(jìn)進(jìn)到到距距觀觀測測斷斷面面大大于于2倍洞洞徑徑的的距距離離后后，，每每2天觀觀測測一一次次；；一一到到三三個(gè)個(gè)月月期期間間，，每每周周測測讀讀l～2次；三個(gè)個(gè)月以后后，每月月測讀1～3次。若設(shè)設(shè)計(jì)有特特殊要求求，則可可按設(shè)計(jì)計(jì)要求執(zhí)執(zhí)行。若若遇突發(fā)發(fā)事件或或原因參參量發(fā)生生異常變變化，則則應(yīng)按特特殊觀測測要求執(zhí)執(zhí)行，即即應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)觀測，，增加觀觀測頻度度。類型項(xiàng)目量測次數(shù)0～15天16～30天31天以上A測量洞內(nèi)觀察及調(diào)查l次／天l次／天l次／天收斂位移、拱頂下沉l次／天l次／2天l次／周B測量圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸向力襯砌應(yīng)力l～2次／天l～2次／天l次／周洞內(nèi)彈性波速度l次l次l次表8-4觀測項(xiàng)目目與觀測測頻度8.1.3監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)的分析析及警戒戒值的確確定8.1.3.1觀測資料料的整理理（1）收斂觀觀測資料料整理l）收斂觀測測記錄整整理包括括的內(nèi)容容工程名稱稱、觀測測階段和和觀測斷斷面及觀觀測點(diǎn)的的編號與與位置、、基線長長度、地地質(zhì)描述述、收斂斂計(jì)編號號。收斂斂計(jì)讀數(shù)數(shù)、觀測測時(shí)間、、觀測溫溫度、觀觀測斷面面與開挖挖掌于面面的間距距等；觀觀測值的的溫度修修正；計(jì)計(jì)算各斷斷面兩側(cè)側(cè)點(diǎn)間收收斂值，，測點(diǎn)絕絕對位移移值等。。2）實(shí)際收斂斂值的計(jì)計(jì)算經(jīng)溫度修修正的實(shí)實(shí)際收斂斂值，計(jì)計(jì)算公式式如下：：（8-1）3）圖表整理理收斂觀測測圖表整整理主要要包括：：①收斂變形形與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；②收斂變形形與距掌掌子面距距離關(guān)系系曲線；；③收斂速率率與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；④相對變形形與相對對距離關(guān)關(guān)系曲線線；⑤收斂變形形值斷面面分布圖圖；⑥收斂變形形匯總表表和綜合合表。（2）鉆孔巖巖體軸向向位移觀觀測資料料整理1）鉆孔巖巖體軸向向位移觀觀測記錄錄整理鉆孔巖體體軸向位位移及整整理內(nèi)容容包括：：工程名名稱、觀觀測斷面面和觀測測孔及測測點(diǎn)的編編號及位位置。地地質(zhì)描述述、軸向向位移讀讀數(shù)值、、觀測時(shí)時(shí)間。觀觀測斷面面與開挖挖掌子面面的距離離、觀測測數(shù)據(jù)校校核及計(jì)計(jì)算。2）圖表整整理鉆孔巖休休軸向位位移觀測測圖表整整理主要要包括““4線2圖”，即即：①圍巖位移移與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；②圍巖位移移與開挖挖進(jìn)尺關(guān)關(guān)系曲線線；③圍巖位移移隨埋設(shè)設(shè)深度變變化曲線線；④圍巖位移移速率與與時(shí)間關(guān)關(guān)系曲線線；⑤觀測斷面面圍巖位位移分布布圖；⑥鉆孔位移移計(jì)安裝裝竣工圖圖。（3）錨桿應(yīng)應(yīng)力觀測測資料整整理1）錨桿應(yīng)應(yīng)力觀測測記錄整整理錨桿應(yīng)力力觀測記記錄的整整理包括括：工程程名稱、、觀測端端面、觀觀測孔及及測點(diǎn)的的編號及及位置、、地質(zhì)描描述、鋼鋼弦頻率率值或電電阻值、、觀測時(shí)時(shí)間、觀觀測斷面面與開挖挖掌子面面的距離離。2）圖表整整理錨桿應(yīng)力力觀測表表整理主主要包括括“4線1表”，即即：①測點(diǎn)應(yīng)力力與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；②測點(diǎn)應(yīng)力力與掌子子面距觀觀測斷面面距離關(guān)關(guān)系曲線線；③測點(diǎn)應(yīng)力力與埋設(shè)設(shè)深度關(guān)關(guān)系曲線線；④錨桿應(yīng)力力變化率率與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；⑤錨桿應(yīng)力力綜合匯匯總表。。資料整理理時(shí)，應(yīng)應(yīng)注意影影響錨桿桿應(yīng)力觀觀測成果果的因素素。這些些因素主主要有：：①錨桿應(yīng)力力計(jì)的精精度、穩(wěn)穩(wěn)定性和和靈敏度度；②鉆孔注漿漿質(zhì)量；；③安裝質(zhì)量量；④測讀人員員技術(shù)素素質(zhì)。（4）鉆孔巖巖體橫向向位移觀觀測資料料整理1）鉆孔主體體橫向位位移觀測測記錄整整理鉆孔巖體體場問門門移觀測測記錄及及整理內(nèi)內(nèi)容包括括：工程程名稱、、導(dǎo)槽方方位、測測斜孔編編號、測測孔位置置、地質(zhì)質(zhì)描述、、最大位位移方向向及垂直直最大位位移方向向的讀數(shù)數(shù)值、觀觀測時(shí)間間、觀測測數(shù)據(jù)校校核及計(jì)計(jì)算等。。2）橫向位移移變化值值計(jì)算3）圖表整理理鉆孔巖體體橫向位位移觀測測圖表整整理主要要包括““3線1圖”，即即：①測點(diǎn)變化化值與深深度關(guān)系系曲線圖圖；②水平位移移量與深深度關(guān)系系曲線圖圖；③測點(diǎn)位移移與時(shí)間間關(guān)系曲曲線；④傾斜儀安安裝竣工工圖。8.1.3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)據(jù)警戒值值及圍巖巖穩(wěn)定性性判斷準(zhǔn)準(zhǔn)則（1）容許位位移量容許位移移量是指指在保證證隧洞不不產(chǎn)生有有害松動(dòng)動(dòng)和保證證地表不不產(chǎn)生有有害下沉沉量的條條件下，，自隧洞洞開挖起起到變形形穩(wěn)定為為止，在在起供線線位置的的隧洞壁壁面間水水平位移移總量的的最大容容許值，，或供頂頂?shù)淖畲蟠笕菰S下下沉量，，在隧洞洞開挖過過程中若若發(fā)現(xiàn)監(jiān)監(jiān)測到的的位移總總量越過過該值，，或者根根據(jù)已測測位移預(yù)預(yù)計(jì)最終終位移將將超過該該值，則則意味著著圍巖不不穩(wěn)定，，支護(hù)系系統(tǒng)必須須加強(qiáng)。。（2）容許許位移移速率率容許位位移速速率是是指在在保證證圍巖巖不產(chǎn)產(chǎn)生有有害松松動(dòng)的的條件件下，，隧洞洞壁面面間水水平位位移速速度的的最大大容許許值。。8.2礦山巷巷道錨錨噴支支護(hù)工工程施施工監(jiān)監(jiān)測8.2.1監(jiān)測目目的礦山巷巷道施施工監(jiān)監(jiān)測能能夠?yàn)闉橄锏赖乐ёo(hù)護(hù)的實(shí)實(shí)施提提供了了基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)據(jù)據(jù)，是是巷道道支護(hù)護(hù)工程程得以以鞏固固和發(fā)發(fā)展的的重要要保證證。其其主要要目的的在于于：①掌握巷巷道圍圍巖動(dòng)動(dòng)態(tài)及及其規(guī)規(guī)律性性，為為軟巖巖巷道道支護(hù)護(hù)進(jìn)行行日常常動(dòng)態(tài)態(tài)化管管理提提供科科學(xué)依依據(jù)；；②為檢驗(yàn)驗(yàn)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)。設(shè)設(shè)計(jì)參參數(shù)及及施工工工藝藝的合合理性性，修修改、、優(yōu)化化支護(hù)護(hù)參數(shù)數(shù)和合合理確確定二二次支支護(hù)時(shí)時(shí)間提提供科科學(xué)依依據(jù)；；③監(jiān)控巷道道支護(hù)的的施工質(zhì)質(zhì)量，對對支護(hù)狀狀況進(jìn)行行跟蹤反反饋和預(yù)預(yù)測，及及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)工程隱隱患，以以保證施施工安全全和軟巖巖巷道穩(wěn)穩(wěn)定；④為其他類類似工程程的設(shè)計(jì)計(jì)與施工工提供全全面的參參考依據(jù)據(jù)；⑤通過監(jiān)測測資料，，可作為為判斷軟軟巖巷道道工程的的質(zhì)量檢檢查和驗(yàn)驗(yàn)收的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。8.2.2巷道圍巖巖表面位位移觀測測巷道表面面位移測測量觀測測內(nèi)容包包括頂、、底板相相對移近近、兩幫幫相對移移近、頂頂板下沉沉以及底底臌等。。根據(jù)測測量結(jié)果果，可以以分析巷巷道周邊邊相對位位移變化化速度、、變化量量以及它它們與工工作面位位置的關(guān)關(guān)系、與與掘巷時(shí)時(shí)間的關(guān)關(guān)系，也也可以得得到巷道道周邊的的最終位位移，從從而判斷斷支護(hù)效效果和圍圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定狀況況，為完完善支護(hù)護(hù)參數(shù)提提供依據(jù)據(jù)。8.2.2.1測點(diǎn)布置置及安設(shè)設(shè)1）測點(diǎn)布布置一般采用用十字或或雙十字字布點(diǎn)法法（圖8.4）2）測點(diǎn)安安設(shè)若監(jiān)測巷巷道為新新掘巷道道，則觀觀測斷面面應(yīng)布置置在距掘掘進(jìn)頭5－6m范圍內(nèi)。按設(shè)設(shè)計(jì)在觀測斷斷面布點(diǎn)，測測點(diǎn)的安設(shè)方方法如下：在在測點(diǎn)處鉆直直徑42mm，深380mm垂直圍巖表面面的鉆孔，將將直徑42mm、長約400mm的木樁打人孔孔內(nèi)，木樁端端部安設(shè)環(huán)形形鉤和平頭測測釘，作為測測量基點(diǎn)。(a)十字布點(diǎn)法(b)雙十字布點(diǎn)法法圖8.4表面位移測點(diǎn)點(diǎn)布置示意圖圖8.2.2.2測量方法按一定的時(shí)間間間隔，用測測桿、測槍、、收斂計(jì)或測測線繩分別測測量AC、BD、AO、BO［8.4（a）］或AC、BD、EF、AO、BO、EO1、BO1等各測點(diǎn)間的的距離，即可可計(jì)算出個(gè)點(diǎn)點(diǎn)的位移量，，兩測點(diǎn)相鄰鄰兩次測試數(shù)數(shù)據(jù)的差值即即為兩點(diǎn)相對對移近量，以以此累加相鄰鄰兩次測試數(shù)數(shù)據(jù)的差值即即可得兩點(diǎn)相相對總移近量量。8.3.2.3監(jiān)測數(shù)據(jù)處理理(2)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)場量測的數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)整整理繪制出位位移-時(shí)間曲線(U-t曲線）或位移移-距離曲線(U-D曲線）。時(shí)間間-位移曲線如圖圖8.5所示。曲線的的時(shí)間橫坐標(biāo)標(biāo)下應(yīng)注明開開挖工作面距距量測斷面的的距離。（a）正常曲線（（b）異常曲線圖8.5時(shí)間位移曲線線8.2.3巷道圍巖深部部位移監(jiān)測8.2.3.1監(jiān)測儀器多點(diǎn)位移計(jì)常常用來監(jiān)測巷巷道圍巖深部部位移。它是是一種監(jiān)測巷巷道在掘進(jìn)和和受采動(dòng)影響響的整個(gè)服務(wù)務(wù)期間內(nèi)深部部圍巖變形隨隨時(shí)間變化情情況的儀器。。安設(shè)多點(diǎn)位位移計(jì)的目的的是：①了解巷道圍巖巖各部分不同同深度的位移移，巖層弱化化和破壞的范范圍（離層情情況、塑性區(qū)區(qū)、破碎區(qū)的的分布等）；；②判斷錨桿與圍圍巖之間是否否發(fā)生脫離，，錨桿應(yīng)變是是否超過極限限應(yīng)變量；③為修改改錨桿桿支護(hù)護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)提供供依據(jù)據(jù)。國內(nèi)外外圍巖巖深部部多點(diǎn)點(diǎn)位移移計(jì)的的種類類很多多，盡盡管它它們具具有不不同的的結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)數(shù)、組組成和和適用用條件件，但但其目目的都都一樣樣，如如KDW－l型機(jī)械械式多多點(diǎn)位位移計(jì)計(jì)、DW機(jī)械式式多點(diǎn)點(diǎn)位移移計(jì)、、聲波波多點(diǎn)點(diǎn)位移移計(jì)等等。這這些位位移計(jì)計(jì)的外外觀如如圖所所示:DW-5型多點(diǎn)點(diǎn)位移移計(jì)BOF-EX可回收收式鉆鉆孔多多點(diǎn)位位移計(jì)計(jì)YH——2000系列智智能型型多點(diǎn)點(diǎn)位移移計(jì)孔內(nèi)安安裝多多點(diǎn)位位移計(jì)計(jì)8.2.3.2KDW－l型多點(diǎn)點(diǎn)繪制制觀測測數(shù)據(jù)據(jù)曲線線，繪繪制的的曲線線可有有兩種種形式式。l）以量測測點(diǎn)距距巷道道表面面距離離為橫橫坐標(biāo)標(biāo)，各各測點(diǎn)點(diǎn)圍巖巖絕對對位移移值為為縱坐坐標(biāo)，，繪制制出圍圍巖內(nèi)內(nèi)部位位移曲曲線，，則根根據(jù)該該曲線線的斜斜率變變化可可以判判斷巖巖體非非彈性性變形形區(qū)和和松動(dòng)動(dòng)區(qū)范范圍。。2）以巷道掘出時(shí)時(shí)間為橫坐標(biāo)標(biāo)，圍巖絕對對位移值為縱縱坐標(biāo)，繪制制出距巷道表表面不同深度度圍巖隨時(shí)間間的變化曲線線，則根據(jù)不不同深度位移移變化亦可以以判斷圍巖松松動(dòng)區(qū)范圍以以及巷道受掘掘進(jìn)影響的程程度。圖8.7KDW-1型多點(diǎn)位移移計(jì)圍巖內(nèi)內(nèi)部絕對位位移計(jì)算原原理圖8.2.4頂板離層監(jiān)監(jiān)測8.2.4.1監(jiān)測目的安裝離層指指示儀的目目的：①對頂板離層層情況提供供連續(xù)的直直觀顯示，，及早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)頂板失穩(wěn)穩(wěn)的征兆，，以避免冒冒頂事故發(fā)發(fā)生；②監(jiān)測數(shù)據(jù)可可作為修改改、完善錨錨桿支護(hù)初初始設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的依據(jù)據(jù)之一。8.2.4.2監(jiān)測測儀儀器器頂板板離離層層指指示示儀儀是是監(jiān)監(jiān)測測頂頂板板錨錨固固范范圍圍內(nèi)內(nèi)及及錨錨固固范范圍圍外外離離層層值值變變化化大大小小的的一一種種監(jiān)監(jiān)測測裝裝置置。。頂頂板板離離層層指指示示儀儀實(shí)實(shí)際際上上是是兩兩點(diǎn)點(diǎn)巷巷道道圍圍巖巖位位移移計(jì)計(jì)。。在在頂頂板板鉆鉆孔孔中中布布置置兩兩個(gè)個(gè)測測點(diǎn)點(diǎn)：：一一個(gè)個(gè)在在圍圍巖巖深深部部穩(wěn)穩(wěn)定定處處；；一一個(gè)個(gè)在在錨錨桿桿端端部部圍圍巖巖中中。。離離層層值值就就是是圍圍巖巖中中兩兩測測點(diǎn)點(diǎn)之之間間以以及及錨錨桿桿端端部部圍圍巖巖與與巷巷道道頂頂板板表表面面間間的的相相對對位位移移值值。。并并可可直直觀觀顯顯示示出出相相對對位位移移值值（（離離層層量量））的的大大小小。。頂板板離離層層計(jì)計(jì)8.2.4.3監(jiān)測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理及及應(yīng)應(yīng)用用通過過測測量量2個(gè)基基點(diǎn)點(diǎn)與與頂頂板板表表面面相相對對位位移移變變化化情情況況，，測測得得頂頂板板總總離離層層量量（（S），，以以及及相相對對于于深深基基點(diǎn)點(diǎn)的的錨錨固固范范圍圍之之外外的的離離層層量量（（S外）與與相相對對于于淺淺基基點(diǎn)點(diǎn)錨錨固固范范圍圍之之內(nèi)內(nèi)的的離離層層量量（（S內(nèi)）。。其其中中錨錨固固范范圍圍之之內(nèi)內(nèi)的的離離層層量量（（S內(nèi)）和和頂頂板板總總離離層層量量（（S）可可直直接接從從測測筒筒上上讀讀出出，，錨錨固固范范圍圍之之外外的的離離層層量量。。S外=S——S內(nèi)（8-2）繪制制監(jiān)監(jiān)測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)果果曲曲線線，，根根據(jù)據(jù)曲曲線線變變化化，，判判斷斷頂頂板板離離層層情情況況，，及及早早提提供供發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)頂頂板板失失穩(wěn)穩(wěn)的的征征兆兆，，以以避避免免冒冒頂頂事事故故發(fā)發(fā)生生。。同同時(shí)時(shí)根根據(jù)據(jù)曲曲線線判判斷斷錨錨固固范范圍圍內(nèi)內(nèi)離離層層情情況況，，及及時(shí)時(shí)調(diào)調(diào)整整錨錨桿桿設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)參參數(shù)數(shù)。。8.2.5巷道道噴噴層層質(zhì)質(zhì)量量監(jiān)監(jiān)測測巷道道噴噴層層質(zhì)質(zhì)量量監(jiān)監(jiān)測測是是錨錨噴噴支支護(hù)護(hù)的的重重要要環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)之之一一，，同同時(shí)時(shí)為為錨錨噴噴工工程程質(zhì)質(zhì)量量管管理理提提供供依依據(jù)據(jù)。。噴噴層層質(zhì)質(zhì)量量監(jiān)監(jiān)測測內(nèi)內(nèi)容容為為噴噴層層強(qiáng)強(qiáng)度度和和厚厚度度檢檢測測、、噴噴層層應(yīng)應(yīng)力力狀狀況況檢檢測測等等。。8.2.5.1噴射射混混凝凝土土層層強(qiáng)強(qiáng)度度檢檢測測噴射射混混凝凝土土的的物物理理力力學(xué)學(xué)性性能能指指標(biāo)標(biāo)中中，，強(qiáng)強(qiáng)度度標(biāo)標(biāo)號號（（指指28d抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度））是是一一個(gè)個(gè)主主要要指指標(biāo)標(biāo)。。檢檢驗(yàn)驗(yàn)噴噴射射混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度時(shí)時(shí)，，通通常常有有以以下下五五種種方方法法。。（1）噴噴模模成成型型試試件件法法（2）鑿鑿方方試試作作法法（3）超超聲聲波波法法（4）取取芯芯法法（5）回回彈彈儀儀法法8.2.5.2噴射混凝土層層厚度檢測噴層厚度直接接體現(xiàn)了支護(hù)護(hù)施工的質(zhì)量量，同時(shí)也會會影響噴層的的強(qiáng)度。對噴噴層厚度的測測量通常可用用以下兩種方方法。（1）鑿孔法在已噴射混凝凝土支護(hù)的巷巷道壁上，用用鑿巖機(jī)等機(jī)機(jī)械對噴層鑿鑿一孔洞，直直接測出自噴噴層與巖體的的接觸面至噴噴層表面之間間的厚度，即即為噴射混凝凝土的厚度。。（2）預(yù)埋鋼筋柱柱法在待噴面上預(yù)預(yù)先釘入一鋼鋼筋柱，其露露出長度（L1）可根據(jù)實(shí)際際情況而定。。待噴射作業(yè)業(yè)完成后，量量出噴層外的的鋼筋長度（（L2），即可得出出噴層的厚度度：L＝L1—L2（8-3）8.2.6錨桿受受力監(jiān)監(jiān)測8.2.6.1觀測原原理錨桿支支護(hù)在在巷道道支護(hù)護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)中占占有重重要地地位，，為監(jiān)監(jiān)測施施工錨錨桿的的受力力狀態(tài)態(tài)及大大小，，需對對錨桿桿的應(yīng)應(yīng)力進(jìn)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測。。其原原理通通常是是利用用錨桿桿受力力后，，錨桿桿發(fā)生生變形形，采采用應(yīng)應(yīng)變片片或應(yīng)應(yīng)變計(jì)計(jì)測量量錨桿桿的應(yīng)應(yīng)變，，得出出與應(yīng)應(yīng)變成成比例例的電電阻或或頻率率的變變化，，然后后通過過標(biāo)定定曲線線或公公式將將電測測信號號換算算成錨錨桿應(yīng)應(yīng)力。。8.2.6.2觀測儀器器監(jiān)測錨桿桿受力用用的應(yīng)變變計(jì)主要要有電阻阻式、差差動(dòng)電阻阻式和鋼鋼弦式。。8.2.6.3觀測頻度度觀測頻度度為：距距掘進(jìn)工工作面和和回采工工作面50m之內(nèi)，每每天觀測測1次；其他他時(shí)間每每周1-2次。YH—0200系列智能能型表面面應(yīng)變計(jì)計(jì)YH—0400系列智能能型鋼筋筋計(jì)測力錨桿桿數(shù)字靜態(tài)態(tài)電阻應(yīng)應(yīng)變儀8.3巖體隧道道施工監(jiān)監(jiān)測實(shí)例例8.3.1工程概況況秦嶺Ⅰ號公路隧隧道是陜陜西省““米”字字型公路路網(wǎng)骨架架戶縣澇澇峪口至至筒車彎彎段高速速公路的的咽喉工工程，也也是我國國國道主主干線（（GZ40）二連浩浩特至河河口穿越越陜西境境內(nèi)最艱艱巨的工工程地段段。秦嶺嶺Ⅰ號特長隧隧道為上上下行線線，其中中上行線線隧道單單洞長度度為6102米，下行行線隧道道單洞長長度為6144米。上下下行線均均為單心心圓隧道道，開挖挖半徑6～6.2m，襯砌厚厚45～65cm，隧道洞洞門型式式主要采采用削竹竹式洞門門。該處處圍巖巖巖性以花花崗巖、、閃長巖巖和變質(zhì)質(zhì)砂巖為為主，圍圍巖類別別以Ⅳ、Ⅴ類為主，，約占總總長度的的70％以上，，所處構(gòu)構(gòu)造單元元屬禮縣縣～榨水水華里西西斷褶帶帶。區(qū)內(nèi)內(nèi)斷層發(fā)發(fā)育，地地層擠壓壓強(qiáng)烈，，隧道區(qū)區(qū)出露層層主要有有震旦系系、寒武武系、奧奧陶系、、志留系系和第四四系。8.3.2監(jiān)測方案案設(shè)計(jì)表8-7監(jiān)控量測測方案表表量測項(xiàng)目量測布設(shè)原則量測儀器及設(shè)備量測頻率量測目的及意義備注周邊收斂位移每10～50m一個(gè)斷面，測點(diǎn)應(yīng)距開挖面2m范圍內(nèi)盡快安設(shè)，并保證爆破后24小時(shí)或下一次爆破前測讀初次讀數(shù)各種類型收斂計(jì)1～15天2次／天研究洞室變形規(guī)律，判斷施工安全與否，以及確定二次襯砌的施作時(shí)間，制定施工安全措施的主要信息，是各項(xiàng)量測中的重點(diǎn)開挖后應(yīng)迅速安裝測點(diǎn)并編號，測點(diǎn)應(yīng)牢固，易于識別。16天～1月1次／2天1～3月1次／周3個(gè)月后1次／月拱頂下沉每10～50m一個(gè)斷面，測點(diǎn)應(yīng)距開挖面2m范圍內(nèi)盡快安設(shè)，并保證爆破后24小時(shí)或下一次爆破前測讀初次讀數(shù)精密水準(zhǔn)儀、水平尺、鋼尺或測桿等1～15天2次／天了解施工過程中圍巖與結(jié)構(gòu)的共同作用情況，與洞周邊收斂位移的測點(diǎn)相對應(yīng)，以便與量測結(jié)果分析開挖后應(yīng)迅速安裝測點(diǎn)并編號，測點(diǎn)應(yīng)牢固，易于識別。16天～1月1次／2天1～3月1次／周3個(gè)月后1次／月地表沉降每10～50m一個(gè)斷面，每個(gè)隧道至少2個(gè)斷面精密水準(zhǔn)儀、水平尺掌子面距量測斷面前后<2B時(shí)，2次／天；<5B時(shí)，1次／2天；>5B時(shí)，1次／周；了解施工過程中地表下沉情況，掌握下沉規(guī)律，判定開挖對地表的影響程度和范圍，制定安全措施在開挖前及時(shí)埋設(shè)測點(diǎn)地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)觀察開挖及初期支護(hù)后進(jìn)行檢查肉眼觀察每進(jìn)尺一次及時(shí)掌握圍巖工程性質(zhì)和圍巖與支護(hù)的穩(wěn)定情況，為安全施工提供直觀的信息。及時(shí)觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等，核對圍巖分類，并描繪地質(zhì)素描圖8.3.3監(jiān)控量測測結(jié)果監(jiān)控量測測數(shù)據(jù)處處理分析析后表明明，該隧隧道K71＋790段正上方方地表最最大沉降降值為72.37mm，洞內(nèi)拱拱頂最大大下沉量量為34.5mm，周邊最最大收斂斂值為22.81㎜，如圖圖8.11、8.12所示。。它們們和洞洞內(nèi)收收斂位位移值值均在在控制制目標(biāo)標(biāo)值以以內(nèi)，，隧洞洞施工工安全全，說說明設(shè)設(shè)計(jì)的的施工工方法法和支支護(hù)合合理可可行。。圖8.11隧道拱拱頂沉沉降量量監(jiān)測測曲線線圖8.12隧道周周邊收收斂監(jiān)監(jiān)測曲曲線8.4礦山巷巷道錨錨噴支支護(hù)施施工監(jiān)監(jiān)測實(shí)實(shí)例8.4.1工程概概況石嘴山山二礦礦2336工作面面開切切眼、、運(yùn)順順巷道道、回回順巷巷道均均屬煤煤層巷巷道。。其中中運(yùn)順順、回回順巷巷道長長度分分別為為1730m，開切切眼長長度140m。運(yùn)順順巷道道斷面面寬4.5m，高3.0m。開切切眼寬寬6.8m，高2.7m?；仨橅樝锏赖缹?m，高2.8m。巷道道埋深深約450m。石嘴山山二礦礦2336工作面面三條條巷道道沿三三層煤煤底板板掘進(jìn)進(jìn)。該該煤層層最大大厚度度為9.69m，最小小厚度度6.31m，平均均煤層層厚度度7.79m。煤層層上部部屬亮亮煤f=1.2,煤層下下部屬屬暗煤煤f=0.8。煤層層直接接頂為為高嶺嶺石泥泥巖，，平均均厚度度0.62m，再上上一層層為炭炭質(zhì)頁頁巖，，平均均厚度度0.52m。老頂頂為灰灰色砂砂質(zhì)頁頁巖，，平均均厚度度2.40m。三層層煤直直接底底板為為黏土土巖，，平均均厚度度0.18m，以下下為砂砂質(zhì)頁頁巖平平均厚厚度為為1.5m。三層層煤結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，含三三層夾夾矸，，夾矸矸厚0.12～0.70m。8.4.2量測項(xiàng)目的的選擇該巷道圍巖巖強(qiáng)度底，，又受采動(dòng)動(dòng)影響等原原因，使用用錨桿支護(hù)護(hù)有一定的的難度，除除按設(shè)計(jì)要要求認(rèn)真組組織施工，，保證施工工質(zhì)量外，，進(jìn)行施工工現(xiàn)場監(jiān)控控量測是十十分重要的的，錨桿支支護(hù)工程的的監(jiān)控量測測內(nèi)容很多多，根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際情情況，對于于該煤層巷巷道錨桿支支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)與施工，，主要進(jìn)行行以下量測測內(nèi)容：（1）巷道圍巖巖表面位移移：①頂?shù)装逑鄬ξ灰?；②兩幫相對位位移；③頂板下沉。。?）錨桿錨固固力檢測；；（3）巷道頂板板離層的監(jiān)監(jiān)測；（4）錨桿受力力狀態(tài)監(jiān)測測；（5）圍巖松動(dòng)動(dòng)圈測量。。8.4.3施測測部部位位、、測測點(diǎn)點(diǎn)布布置置、、測測試試頻頻率率以以及及監(jiān)監(jiān)測測儀儀器器的的確確定定（1）監(jiān)監(jiān)測測原原則則從圍圍巖巖穩(wěn)穩(wěn)定定監(jiān)監(jiān)控控出出發(fā)發(fā)，，應(yīng)應(yīng)重重點(diǎn)點(diǎn)監(jiān)監(jiān)測測圍圍巖巖質(zhì)質(zhì)量量差差及及局局部部不不穩(wěn)穩(wěn)定定塊塊體體；；從從反反饋饋設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、評評價(jià)價(jià)支支護(hù)護(hù)參參數(shù)數(shù)合合理理性性出出發(fā)發(fā)，，則則應(yīng)應(yīng)在在代代表表性性的的地地段段設(shè)設(shè)置置觀觀測測斷斷面面；；在在特特殊殊的的工工程程部部位位（（如如洞洞口口和和分分叉叉處處）），，也也應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置觀觀測測斷斷面面。。觀觀測測點(diǎn)點(diǎn)的的安安裝裝埋埋設(shè)設(shè)應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能地地靠靠近近巷巷道道掌掌子子面面，，最最好好不不超超過過2米，，以以盡盡可可能能完完整整地地獲獲得得圍圍巖巖開開挖挖后后初初期期力力學(xué)學(xué)形形態(tài)態(tài)的的變變化化和和變變形形情情況況，，這這段段時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)量量得得的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，對對于于判判斷斷圍圍巖巖性性態(tài)態(tài)是是特特別別重重要要的的。。（2）監(jiān)監(jiān)測測具具體體方方案案1）監(jiān)監(jiān)測測斷斷面面平平面面布布置置圖圖2）斷斷面面布布置置①頂板板離離層層監(jiān)監(jiān)測測采用九點(diǎn)頂板板離層位移計(jì)計(jì)進(jìn)行頂板離離層監(jiān)測，運(yùn)運(yùn)順、回順每每30m布置頂部、幫幫部各一組，，每組一個(gè)測測點(diǎn)，測點(diǎn)布布置在巷中兩兩排錨桿中間間位置，頂部部基點(diǎn)深度依依次為6m、5m、4m、3m、2m、1.6m、1.2m、0.8m、0.4m，幫部基點(diǎn)深深度依次為2m、1.6m、1.2m、0.8m、0.4m（見圖8.15、圖8.16）。開切眼每每30m布置一組，頂頂部每組3個(gè)測點(diǎn)，幫部部每組一個(gè)測測點(diǎn)，基點(diǎn)深深度同上（見見圖8.17）。在距掘進(jìn)工作作面30m內(nèi)，觀測離層層值。30m以外，，除非非離層層松動(dòng)動(dòng)仍有有明顯顯增長長趨勢勢，一一般可可停止止測讀讀具體體數(shù)據(jù)據(jù)，改改為抽抽查。。由當(dāng)當(dāng)班技技術(shù)人人員負(fù)負(fù)責(zé)觀觀察，，確保保安全全。圖8.14監(jiān)測測斷斷面面平平面面布布置置圖圖圖8.15運(yùn)順順頂頂板板離離層層位位移移計(jì)計(jì)的的安安設(shè)設(shè)圖8.16回順順頂頂板板離離層層位位移移計(jì)計(jì)的的安安設(shè)設(shè)圖8.17開切切眼眼頂頂板板離離層層位位移移計(jì)計(jì)的的安安設(shè)設(shè)圖8.18運(yùn)順順表表面面收收斂斂量量監(jiān)監(jiān)測測測測點(diǎn)點(diǎn)布布置置圖圖②表面面收收斂斂量量監(jiān)監(jiān)測測采用用三三角角形形布布點(diǎn)點(diǎn)法法安安設(shè)設(shè)表表面面位位移移監(jiān)監(jiān)測測斷斷面面（（圖圖8.18、8.19、8.20）。。每每20m一組組,測點(diǎn)點(diǎn)布布置置在在錨錨桿桿端端頭頭,在錨錨桿桿端端頭頭焊焊接接圓圓環(huán)環(huán)。。運(yùn)順每排排布置4個(gè)測點(diǎn)，，如圖8.18所示?；鼗仨樏颗排挪贾?個(gè)測點(diǎn)，，如圖8.19所示。開開切眼第第一排布布置4個(gè)測點(diǎn)，，如圖8.20所示。觀測頻度度為：距距掘進(jìn)進(jìn)工作面面50m以內(nèi)，及及回采工工作面50m以內(nèi)，每每天觀測測一次，，掘進(jìn)工工作面50m以外，1次/2天；或按按位移速速度作為為基準(zhǔn)量量測；本本次量測測頻率以以上述兩兩種判斷斷標(biāo)準(zhǔn)中中取高值值作為量量測頻度度。遇突突發(fā)事件件，則應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)觀觀測，整整個(gè)斷面面內(nèi)的各各基線或或測點(diǎn)應(yīng)應(yīng)采用相相同的量量測頻度度。允許位移移值：石石嘴山二二礦2336運(yùn)順、回回順、運(yùn)運(yùn)順頂板板下沉量量小于120㎜㎜，兩幫相相對收斂斂量小于于110㎜㎜；開切眼眼頂板下下沉量小小于180㎜㎜，兩兩幫幫相相對對收收斂斂量量小小于于100㎜㎜，此此數(shù)數(shù)值值僅僅作作為為參參考考，，使使用用時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)按按具具體體條條件件進(jìn)進(jìn)行行修修正正調(diào)調(diào)整整。。圖8.19回順順表表面面收收斂斂量量監(jiān)監(jiān)測測測測點(diǎn)點(diǎn)布布置置圖圖圖8.20開切切眼眼表表面面收收斂斂量量監(jiān)監(jiān)測測測測點(diǎn)點(diǎn)布布置置圖圖③錨桿桿錨錨固固力力檢檢測測a.檢查查錨錨桿桿設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)錨錨固固力力應(yīng)應(yīng)做做拉拉拔拔