隧道多点位移计监控实施细则.docx
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隧道多点位移计监控实施细则
多点位移计监控实施细则
1.1围岩内部位移（多点位移计）监测实施细则
1.1.1依据标准
本实施细则参照《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）及《水利水
电工程岩石试验规程》SL264-2001）制定。
1.1.2监测目的
（1）研究围岩的位移变化规律；
（2）研究围岩的位移变化范围和松弛范围；
（3）研究构造部位特殊位移变化规律性；
（4）根据位移量测结果，反分析岩体应力场及力学参数；
（5）预测预报围岩稳定性，为施工安全服务；
（6）根据监测结果，优化设计，修改喷猫支护参数。
1.1.3钻孔岩体轴向位移监测的工作原理围岩钻孔岩体轴向位移监测，是通过钻孔多点位移计量测孔壁岩体不同深
度的轴向位移。
它不同于地下洞室围岩收敛监测，后者仅能测到洞室围岩净空
收敛变形，前者则能测到洞周岩体内不同深度上的轴向变形。
因此，根据这些
监测资料，可分析判断地下洞室岩体位移的变化范围和松弛范围，预测预报围
岩的稳定性，为修改支护参数提供重要依据。
工作原理是：
在钻孔内不同深度的锚头用灌浆或液压锚固的方法与孔壁锚固为一体，当围岩沿钻孔轴线方向发生位移时，其位移量就通过与锚头联结在
一起的钢杆（或钢丝）传递到孔口的传感器上，得出与位移成比例的电压或频率
变化，并在显示器上显示，然后，将电测信号换算成位移量。
钻孔轴向位移监测，适用于地下工程、各类边坡和滑坡，但当钻孔通过破碎带或软岩时，如成孔困难，则灌浆加固后扫孔处理。
1.1.4地质描述和施工记录地质描述和施工记录是监测工作的重要组成部分，它是资料整理、分析的
前提和主要依据。
0.1.4.1地质描述
（1）施工地段的桩号；
（2）施工区主要地质构造、节理、裂隙、断层、产状及其它地质现象；
（3）所属岩层类别、岩性、节理间距；
（4）主要构造与水工建筑物的相对关系；
（5）水文地质条件；
（6）监测地段的塌方、掉块、裂缝等。
1.1.4.2施工记录
（1）施工时间、爆破、支护、出渣等时间；
（2）施工面钻孔数量、装药量、开挖进尺、一个循环各工序所选用时间；（3）
支护型式，包括喷混凝土厚度，总喷射方量，锚杆数量、深度、间距和布置，钢筋网的规格、挂放位置和分布；
（4）监测仪器布置；
（5）施工中所遇到的主要问题、处理措施等。
1.1.5安装埋设施工程序及作业时间表
多点位移计典型的安装埋设施工程序：
测量放点一钻孔一仪器组装一仪器安装一灌浆一孔口保护设施施工一待砂浆固化后一进行下一步开挖施工一按要
求进行观测。
1.1.6仪器和设备
（1）
钻孔多点位移计；
便
（2）
携式二次接收仪；
专用
（3）
安装工具一套；
监测仪
（4）
表及率定设备；
钻机及
（5）
灌浆配套设备。
1.1.7监测程序
1.1.7.1监测准备
（1）钻孔多点位移计要求的钻孔深度和直径,取决于工程要求、锚头和表筒的类型和特性，为此，钻孔前应充分了解各种要求和条件，作好准备工作
（2）钻孔方法取决于岩性和工程要求，同时考虑施工单位的钻孔设备条件。
一般工程或岩性均一的均可用冲击钻。
（3）所有的仪器在安装前，应进行预组装，检查仪器配置、配件，工作状态等情况，以便及早发现问题。
1.1.7.2仪器安装
（一）造孔
（1）钻孔开始前，先校核钻孔位置、方向和孔深。
钻进过程中钻孔要直。
（2）根据多点位移计要求的钻孔直径和孔深造孔，开孔直径©150。
钻
60cm（视表筒长度而定）后改用©90-110钻头在©150钻孔的孔底中心开孔。
钻孔深度应比最深锚头深lm钻孔施工时应注意避免与锚杆钻孔相互交错贯通。
孔位平面位置允许误差50mm角度偏差不大于土1°
（3）钻孔结束后仪器安装前用压力清水将孔冲洗干净。
检查钻孔通畅情况,测量钻孔深度、方位、倾角。
（4）在不良地质条件下，如有塌孔采用下套管和注浆扫孔法护壁。
（5）灌浆套管口周围用水泥砂浆或环氧锚固剂锚固,套管外侧与孔口平齐。
（二）仪器安装
（1）在场地平整干净的地点组装锚头、传力杆、传力杆护传、锚头、灌浆管、排气管等。
（2）将组装好的多点位移计测杆放进孔内,（注意要使用安全绳,以便必要时可将位移计测杆拉回）到PVCM头套管刚好到孔的外侧位置，在固定支座与套管的连接处涂抹PVC胶粘剂,然后把它嵌入与套管管口平齐，直到胶粘剂固化为止。
（3）将模拟传感器安装固定到基座传感器固定杆上，在结合面上涂抹一层硅胶，按对应的孔位对好基座,仅预留灌浆孔和排气孔,以防在灌浆时对传感器安装孔造成污染。
（4）灌浆后拆除连接的灌浆泵管路，将灌浆/排气管封堵，待砂浆初凝后拆除/切断固定支座上的灌浆/排气管,将其表面清理干净。
（5）将模拟传感器拆下，把多点位移计传感器安装固定到基座传感器固定杆上，并同时涂抹上一些硅胶。
此时就记录下每支传感器的出厂编号以及对应的测杆编号和锚头位置。
（6）根据预估的位移调整传感器的工作点，当传感器固定好后，将配套读数仪接道仪器的导线上，测记初始读数。
（7）安装孔口保护装置。
锚头传递杆
多点位移计安装埋设示意图
（3）锚头锚固
（1）灌浆锚固：
全部锚头和传递杆安装完毕后，经检验确定无误，用水泥
砂浆进行封孔灌浆，注浆材料其弹模接近或小于其周围介质。
接好灌浆泵，按监
理人批准的灌浆材料,以0.1〜0.2MPa的灌浆压力进行灌浆,一般情况下，砂浆的灰砂比为1:
2，水灰比为0.38〜0.5:
1，加入水泥重5%的膨胀剂，1%的减水剂，适当掺入早强剂。
在灌浆前，首先要将管路用泵打入水以降低磨擦，灌浆速度不可过快，直到排气孔回浆为止。
待静止数分钟后看浆是否有回落，否则应补灌。
如灌浆量超过额定量20%（20?
包括在内），灌浆时要防止杆体和锚头移动。
待孔内注满浆（排气管回浆），封孔待砂浆固化。
在此期间严防锚头部位岩体受振动或人为扰动。
（2）液压锚固：
油泵加压，待全部锚头和传递杆安装完毕后，经检验确定
无误，油泵退压，对锚头进行锚固。
钻孔中不允许进入砂砾，在此期间严防锚头部位岩体受振动或人为扰动。
（4）质量控制
（1）组装仪器前，对传感器进行率定；
（2）仪器安装过程中，每道工序都严格按照“施工-检查-校正-审核-施工”
的程序进行。
每一程序都有详细的记录；
（3）仪器安装，由熟练技术人员操作，专职高级技术人员进行技术把关和质量控制；
（4）严格执行监测技术操作规范，所有监测人员均经过培训；
（5）定期检查孔口装置，消除因基准点变动产生的误差；
（6）做好走线保护；
（7）做好埋设记录，绘制仪器竣工图，编写竣工报告。
1.1.8观测
1.181基准值的确定
以水泥砂浆终凝后或水化热稳定后的稳定测值作为基准值。
1.1.8.2观测时间和次数安排
观测次数根据技术文件要求确定。
或按监理人指示根据现场具体情况进行调整。
1.1.8.3观测方法
（1）用相应的频率计来测读位移计的频率或模数。
（2）将频率计的多芯测头与位移计的引出电缆对接。
（3）打开频率计电源开关ON开）。
（4）待显示数稳定后，记录仪器读数及温度。
（5）测量完后，关闭频率计电源，断开频率计与位移计电缆的连接。
1.1.9成果整理和计算
所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。
遇有异常读数时，及时核实，确保测读值准确无误。
观测读数为模数，位移值按下式计算：
uG（RiF0）K（TiT0）
式中：
u位移值（mm；
G,K——传感器系数，由厂家给出；
Ri,R0——仪器读数（Digit）；
Ti,To温度读数（°C）
1.1.10绘制有关曲线及图件
（1）位移值与时间关系曲线；
（2）位移值与开挖进尺关系曲线；
（3）位移计所在断面的工程与地质结构图；
（4）断面围岩位移分布图；
（5）钻孔位移计安装竣工图。
1.1.11监测成果分析及规律性钻孔岩体轴向位移监测，是研究围岩内部位移规律的重要手段，它研究的范围既包括围岩内部位移，又包括围岩收敛变形。
因此，分析研究钻孔岩体轴向位移监测成果及规律性，首先考虑以下几个方面：
（1）地质条件,尤其是岩体的不均一性对围岩内部位移变化的影响；
（2）地应力及地应力变化（二次应力调整）对围岩内部位移变化的影响；
（3）地形条件对围岩内部位移变形不均一性的影响；
（4）开挖进尺（或叫空间效应）对围岩内部位移的影响；
（5）“时间效应”（或叫蠕变）对围岩内部位移的影响。
通过以上几个方面的综合分析，可进一步从以下五个方面对围岩的稳定性和围岩位移变化趋势作出判断和分析：
（1）用预估位移（或允许位移）与实测位移比较,分析围岩稳定性；
（2）位移速率分析；
（3）位移范围分析；
（4）位移量分析；
（5）位移稳定时间及位移最终值分析。
围岩压应力监测实施细则
2.1围岩压应力监测实施细则
2.1.12依据标准本实施细则参照《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）制定。
2.1.13仪器设备及工作原理压力盒的型式多种，目前常用的有振弦式和差动电阻式两类。
振弦式压力计的工作原理：
压力作用于压力盒承压膜上，承压膜产生微小挠曲，使油腔体积变化而产生压力，通过连接管将压力传递到传感器的承压膜上，传感器的承压膜随之产生挠曲变形，使固定在承压膜中心线上的钢弦自振频率发生变化，用钢弦频率测定仪，测出自振频率值，通过频率计算出压力值。
差动电阻式压力计的工作原理：
压力作用于压力盒承压膜上，承压膜产生微小挠曲，使油腔体积变化而产生压力，通过连接管将压力传递到传感器的承压膜上，使差动电阻式传感器的电阻比发生变化，测出相应的的变化值可以计算出压力值。
2.1.14仪器安装埋设
2.1.14.1安装埋设
（1）压应盒计必须垂直所测压力面埋设。
（2）将埋设位置的基岩面凿平，在底面铺6mm厚的水泥砂浆，水灰比为
0.4。
（3）将压应力计放在砂浆上，边扭动边挤压以排除气泡和多余水泥砂浆。
（4）在压应力计上置放约10kg重的物体，以免仪器移动。
（5）12小时后，取出重物，浇筑混凝土，轻轻捣实混凝土，使混凝土与仪器受压面密合，注意不能碰动仪器。
（6）将电缆引出，测试读数，填写安装记录。
2.1.14.2质量控制
（1）安装仪器前，对传感器进行率定；
（2）仪器安装过程中，每道工序都严格按照“施工-检查-校正-审核-施工”的程序进行。
每一程序都有详细的记录；
（3）仪器安装，由熟练技术人员操作，专职高级技术人员进行技术把关和质量控制；
（4）严格执行监测技术操作规范，所有监测人员均经过培训；
（5）安装埋设后，测初始值；
（6）做好走线保护；
（7）做好埋设记录，绘制仪器竣工图，编写竣工报告。
2215观测
2215.1基准值的确定
安装完成后，重复测读三次，待读数稳定后取基准值。
2.2.15.2观测时间和次数安排
观测时间和次数需考虑工程或试验研究的需要，制定观测方案或大纲。
观测期间也要根据现场具体情况进行适当调整，但需说明调整原因。
在安装埋设
后的1〜7天，每天观测1次；以后每月观测4次。
设计有特殊要求或遇特殊情况，则按设计要求进行加密观测。
2.2.15.3观测方法
（1）用相应的频率计来测读测力计的频率或模数。
（2）将频率计的多芯测头与位移计的引出电缆对接。
（3）打开频率计电源开关ON开）。
（4）待显示数稳定后，记录仪器读数及温度。
（5）测量完后，关闭频率计电源，断开频率计与位移计电缆的连接。
2.4.16成果整理和计算
所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。
遇有异常读数时及时核实，确保测读值准确无误。
观测读数为模数，按下式计算应力值：
GRKTTo
式中：
——压力值（MPa）；
G、K——传感器系数，由厂家给出；
Ri、0仪器读数（Digit）；
Ti、To——温度读数「C）
2.4.17绘制有关曲线及图件
（1）绘制压应力与时间关系曲线；
（2）绘制压应力分布图。
钢筋应力监测实施细则
3.1钢筋应力监测实施细则
3.3.1依据标准
本实施细则参照《混凝土大坝安全监测技术规范》（SDL336-89）、《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）制定。
3.3.2监测目的
为了掌握钢筋混凝土中的钢筋应力情况。
3.3.3安装埋设
（1）准备：
根据图纸位置，选择受力主筋，切断钢筋，切断长度根据仪器长度和搭接要求确定；
（2）按钢筋直径选配相应规格的钢筋计，将钢筋计表面的铁锈除尽。
（3）钢筋计与钢筋焊接采用对焊、坡口焊或熔槽焊，轴心必须对证重合，焊接强度不低于受力钢筋强度。
将钢筋计与钢筋的中心线对正，然后焊接。
焊
接时，仪器要包上湿绵丝并不断浇冷水，直至焊接完毕；边焊接边监测，保证
仪器内部温度低于70C，焊缝在冷却前切忌浇冷水。
（4）选用锥螺纹连接的钢筋计计，需要在裁截后的锚杆及仪器两端加工好锥螺纹；
（5）经现场监测后，确定仪器工作正常后，方可浇筑混凝土，仪器周围人工振捣密实。
凝土初凝后测得基准值。
（6）引线至临时接线箱并检查仪器标识，测试电缆要绑在钢筋的下部，以防混凝土浇筑时，损伤电缆；
（7）最后测试读数，填写安装记录，浇筑砼时有专人保护仪器
钢筋接头或搭接焊
钢筋计安装埋设示意图
334质量控制
（1）组装仪器前，对传感器进行率定；
（2）仪器安装过程中，每道工序都严格按照“施工-检查-校正-审核-施工”的程序进行。
每一程序都有详细的记录；
（3）仪器安装，由熟练技术人员操作，专职高级技术人员进行技术把关和质量控制；
（4）定期对设备进行标定、检修，确保稳定，消除仪器物理特性变化产生的误差；
（5）严格执行监测技术操作规范，所有监测人员均经过培训；
（6）做好走线保护；
（7）做好埋设记录，绘制仪器竣工图，编写竣工报告。
3.3.5观测
3.3.5.1基准值的确定
安装完成后即读数，在混凝土浇筑初期，每天观测4次，直至混凝土到达
最高水化热；待混凝土终凝后或水化热基本稳定时的测值可作为基准值。
335.2观测时间和次数安排
观测时间和次数考虑工程或试验研究的需要，制定观测方案或大纲。
观测期间也要根据现场具体情况进行适当调整，但需说明调整原因。
混凝土到达最高水化热后的1〜7天，每天观测2次；第8天〜35天，每天观测1次；36天
以后，每周观测1次。
若设计有特殊要求或遇特殊情况，则按设计要求进行密观测。
335.3观测方法
差动电阻式传感器观测方法
（1）用数字式电桥测量。
（2）将传感器的引出电缆按颜色与电桥对接。
（3）打开电桥电源开关ON开）。
⑷待显示数稳定后，记录电阻比Z及电阻值R。
（5）测量完后，关闭电桥电源，断开电桥与传感器电缆的连接。
（6）电桥要定期用电桥率定器进行率定。
3.3.6成果整理和计算
对于差动电阻式锚杆应力计，钢筋应力值按下式计算：
fZZobTT）
式中：
一一钢筋应力值（MPa；
f——最小读数（MPa/0.01%;
Z——观测电阻比（0.01%）；
Z0——基准电阻比（0.01%）；
b——温度修正系数（MPa/C）；
T——温度（C），T=a（R-R0）。
3.3.7绘制有关曲线及图件
（1）绘制温度与时间关系曲线；
（2）绘制钢筋应力值与时间关系曲线；
（3）绘制断面钢筋应力分布图；
（4）绘制钢筋计安装竣工图。
锚杆应力监测实施细则
0.1锚杆应力监测实施细则
0.1.1依据标准
本实施细则参照《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001）制定。
0.1.2监测目的
（1）研究锚杆应力分布及变化规律；
（2）研究围岩的稳定性和及时进行施工安全预报；
（3）检验喷锚支护设计的合理性；
（4）为修改支护参数，优化设计提供判据。
0.1.3安装埋设、观测流程及作业时间表
安装埋设施工程序：
测量放点一钻孔一仪器组装一仪器安装一灌浆一孔口保护设施施工f待砂浆固化后f进行下一步开挖施工f按要求进行观测。
0.1.4仪器安装埋设
0.1.4.1钻孔及准备
（1）根据设计要求造孔：
钻孔直径大于锚杆应力计最大直径。
钻孔方位符合设计要求，孔弯小于钻孔半径。
钻孔应冲洗干净，并严防孔壁沾油污。
（2）按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计,按照观测设计要求裁截锚杆
长度。
将仪器两端的连接杆分别与锚杆焊接在一起,焊接强度不低于锚杆强度。
点焊式锚杆应力计，采用专用点焊机焊接在锚杆上；采用对焊式连接时，注意
仪器的降温保护，一般边浇水，边焊接，安装过程中，设专人监控仪器工作是
否正常。
（3）监测锚杆与支护锚杆同步埋设，直径与设计锚杆相同。
点焊式锚杆应
力计的锚杆孔，钻孔孔径不小于©90mm孔斜偏差不大于土1°;
（4）对焊式锚杆应力计，采用对焊机焊接，焊接强度应不低于原钢筋强度，仪器与受力钢筋焊接时，保持在同一轴线，不能偏心。
（5）按预埋位置进行电缆的接长连接，作好编号标记。
0.1.1.2仪器安装
（1）在己焊接锚杆应力计的观测锚杆上安装排气管，将组装检测合格后的观测锚杆组装检测合格后，将组装好的锚杆缓慢地送入钻孔内。
安装时，确保锚杆应力计不产生弯曲，电缆和排气管不受损坏，锚杆根部与孔口平齐。
（2）锚杆应力计进入孔后，将连接仪器的锚杆安装固定在孔内，引出电缆和排气管，装好灌浆管，用水泥砂浆封闭孔口。
（3）灌浆锚固：
水泥砂浆的灰砂比为1:
1〜1:
2，水灰比为0.38〜0.5:
1。
灌
浆时，在设计规定的压力下进行，灌至孔内停止吸浆时，持续10分钟，即可结
束。
砂浆固化后，测其初始值。
（4）安装孔口保护装置。
对电缆引出线及集线箱加以保护。
锚杆应力计安装埋设示意图
0.1.1.3质量控制
（1）组装仪器前，对传感器进行检验率定；
（2）仪器安装过程中，每道工序都严格按照“施工-检查-校正-审核-施工”的程序进行。
每一程序都有详细的记录；
（3）仪器安装，由熟练技术人员操作，专职高级技术人员进行技术把关和质量控制；
（4）严格执行监测技术操作规范，所有监测人员均经过培训；
（5）做好测点保护及走线保护；
（6）做好埋设记录，绘制仪器竣工图，编写竣工报告。
0.1.5观测
0.1.5.1基准值的确定
水泥砂浆终凝后或水化热稳定后的稳定测值可作为基准值。
0.1.5.2观测时间和次数安排
观测次数根据技术文件要求确定。
或按监理人指示根据现场具体情况进行调整。
0.1.5.3观测方法
（1）用频率计来测读振弦式锚杆应力计。
（2）将锚杆应力计的引出电缆接到读数仪上。
（3）打开电源开关ON开）。
（4）待显示数稳定后，记录仪器读数。
（5）测量完后，关闭电源。
0.1.6成果整理和计算
所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与应力的观测曲线。
遇有异常读数时，及时核实，确保测读值准确无误。
振弦式仪器按下式计算应力值：
GR他KTT0
式中：
——应力值（MPa）;
G、K——传感器系数，由厂家给出；、
RiR0——仪器读数（Digit）;
Ti、T0温度读数（°C）。
差动电阻式仪器按下式计算应力值：
fZZ0bTT0
式中：
——应力值（MPa）;;
f——最小读数（MPa/0.01%;
Z——观测电阻比（0.01%）;
MPa/°C）；
（R-R0）。
Z0——基准电阻比（0.01%）；b——温度修正系数
T——温度（C）,
0.1.7绘制有关曲线及图件
（1）温度与时间关系曲线；
（2）应力值与时间关系曲线；
（3）应力值与开挖进尺关系曲线；
（4）应力随埋深变化曲线；
（5）断面应力分布图；
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