一种新型隧道非接触变形监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种隧道岩土变形监测方法，具体为一种新型隧道非接触变形监测方法。计算塑性区厚度R0值，在围岩内钻传感器安装孔，将光纤单点位移传感器的末端设置一个锚固端，将锚固端由安装孔穿过塑性区埋设于弹性区内固定，光纤单点位移传感器位于塑性区内，传感器的伸缩探头顶端即活动点固定于隧道开挖界面，用于测量数据，根据光纤单点位移传感器测量的值计算塑性区形变。监测数据通过光纤传输到洞口，在此过程中人力资源耗费少，监测数据不受人为影响，并且可以有效避免电缆传输时数据的损失及损伤，并可以通过传感器装置的设置实现自动实时监测的目的。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及岩土隧道洞室形变监测领域，具体为一种新型隧道非接触变形监测方 法。 一种新型隧道非接触变形监测方法
【背景技术】
[0002] 自新奥法技术问世以来，隧道设计与施工技术有了较大的进展，新奥法构筑隧道 的特点是借助现场监测对隧道围岩进行动态监测，并据以指导隧道的开挖作业和支护结构 的设计与施工。
[0003] 目前，新奥法的设计工作是在其理论基础的指导下，参考已建工程的设计参数进 行初选设计后，再通过施工过程对围岩的监测分析来完善设计。因此，监测工作是监视设 计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段。它始终伴随着施工全过程，实 践证明，利用工程类比法和监测手段获得有关参数进行设计是可以收到满意效果的。其中 隧道内空变形监测是最直观有效的监测项目。
[0004] 传统的隧道变形监测主要采用收敛计等接触式的监测方式，收敛计由连接、测力、 测距三部分组成，测距装置由钢带尺和螺旋测微器构成，螺旋测微器还兼有调整钢带尺张 力的作用，量测时悬挂于两个测点之间旋进螺旋测微器时钢带尺张力即可增加，直至增加 到规定的张力值时停止旋进后进行读数，通过多次测量求差值的方式监测隧道施工期间的 变形。
[0005] 该方式存在人力资源要求高、影响施工进度、监测数据受人为影响大并且数量少 和测点容易破坏等不足之处，由于测点的布置和测量完全依靠人力进行，每次监测需1-2 人同时操作，故需要在施工现场常驻监测人员，同时监测数据依靠人为读取，不同的监测人 员可能造成读数的人为误差，每监测一个断面的变形值需要耗时10分钟甚至更长的时间。 故监测数据的数量常常不能满足指导设计与施工。同时，监测时需在隧道监测断面内多方 向拉钢尺，影响施工车辆的行进和人员的安全。由于监测测点长期暴露在隧道衬砌表面，在 隧道施工过程中及其容易对测点造成破坏，影响监测数据。
【发明内容】
[0006] 本发明为克服现有技术的不足、缺陷，达到更好的监测隧道洞室的形变效果。
[0007] 本发明的技术方案是：一种新型隧道非接触变形监测方法，包括如下步骤： 1)计算塑性区厚度R0值，隧道开挖界面周围的围岩由浅入深分为塑性区和弹性区，利 用统一强度准则和岩土工程勘察报告中的岩体强度值估算出塑性区的范围边界，即塑性区 厚度R0值； 统一强度准则的表达式如下：
【权利要求】
1. 一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)计算塑性区厚度R0值，隧道开挖界面周围的围岩由浅入深分为塑性区和弹性区，利 用统一强度准则和岩土工程勘察报告中的岩体强度值估算出塑性区的范围边界，即塑性区 厚度R0值， 统一强度准则的表达式如下：
继而通过地勘报告提供的岩体强度值估算出塑性区的范围边界r，即塑性区厚度RO 值； 2)安装传感器，在围岩内钻传感器安装孔，将光纤单点位移传感器的末端设置一个锚 固端，将锚固端由安装孔穿过塑性区埋设于弹性区内固定，光纤单点位移传感器位于塑性 区内，传感器的伸缩探头顶端即活动点固定于隧道开挖界面，用于测量数据。
2. 根据权利要求1所述一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，步骤2)中所 述锚固端为采用钢筋焊接。
3. 根据权利要求1所述一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，步骤2)中所 述的光纤单点位移传感器长度大于R0,量程50mnTl00mm范围。
4. 根据权利要求1所述一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，步骤2)中所 述安装孔，钻孔深度为lnTl. 5m，孔口为扩孔。
5. 根据权利要求1所述一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，步骤2)中所 述传感器伸缩探头顶端与隧道开挖界面的固定，采用在探头顶端垂直焊接一钢筋，将钢筋 埋入隧道初期支护中。
6. 根据权利要求1所述一种新型隧道非接触变形监测方法，其特征在于，步骤1)中采 用隧道开挖塑性区变形规律指导隧道施工和完善设计。
【文档编号】G01B11/16GK104061871SQ201310088075
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】孔凡林, 李成芳, 李昕 申请人:重庆市建筑科学研究院