轴力计型号(轴力计型号有哪些)

轴力仪器

轴力计是一种用于测量物体受到的轴向力的传感器，其标定系数取决于具体的型号和规格。不同型号和规格的轴力计其标定系数可能会有所不同。

一般来说，轴力计的标定系数是由制造商在生产过程中根据实际测试结果确定的，通常会在产品说明书或技术参数中给出。如果您需要了解某个具体型号的轴力计的标定系数，可以参考该产品的说明书或联系制造商获取相关信息。

轴力计安装视频

⑴安装的位置：统一埋设在车站西侧混凝土支撑长度的三分之一处，且在混凝土支撑四个角的受力钢筋上。⑵安装要求和安装方法：通常先将钢筋计通过螺纹与钢筋杆连结后，然后将钢筋杆与受力钢筋同轴线对焊，注意保持钢筋应力计、钢筋杆与受力钢筋在同一轴线上），采用坡口焊或熔槽焊将钢筋计焊接在被测钢筋上；在焊接时要注意传感体部分的温升不得超过70℃，过热会损坏环氧防潮层，破坏绝缘性能。为此焊接过程中必须对钢筋计焊接端进行边焊接边淋水冷却，以免仪器过热损坏。

轴力计使用方法

钢结构二级资质审核要求：（1）企业注册资本金1000万元人民币以上；（2）生产规模（以三年平均制造量计）　　年生产能力为6千吨及1.2万吨以下，产品质量达到《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）或其它相关标准的要求。（3）技术难度（具有下列一至二项钢结构制造经验）　　多层钢结构、跨度36m以下钢结构、中小型桥梁钢结构、中小型塔桅钢结构、多层钢框架结构、特种钢结构等。并具备全熔透焊、板厚≥40mm的焊接能力。（4）厂房及占地面积　　工厂占地面积≥20000m2，生产厂房面积≥6000m2，尚有一定数量的辅材专用仓库。（5）生产装备水平　　1）园盘锯，带锯，最大切断450mm以上各1台；　　2）半自动气割机、开坡口专用机（粗糙度在200μm以下）1-2台；　　3）大型多头自动切割机、等离子切割机1-2台；　　4）打孔机：摇臂钻床（φ40以上）、龙门钻床（φ40以上）、三向多轴钻床（H型钢用）（φ30以上）、数控多轴仿形钻床等4台；　　5）压力机（200吨以上）、板材矫正机（板厚16mm以上）、H型钢矫正机（板厚32mm以上）2台；　　6）端面加工机（铣床）1台；　　7）折弯机、弯管机、剪切机2-3台。（6）焊接用设备机器:参考资料：www.eaooo.com　　1）手动电弧焊机（最大容量450A以上）5台；　　2）半自动焊机（最大容量600A以上）10台；　　3）埋弧焊机、CO2自动焊机、电渣焊机、实用机器手等6台；　　4）恒温干燥器（能控制350℃以下者）2台（便携式不计入）；　　5）交流碳弧气刨、直流碳弧气刨2台；　　6）平焊用胎具1套。（7）桥式起重机设备　　15吨以上、5吨-10吨4台；卷扬机、移动式起重机、塔式起重机1-2台（8）试验检验设备　　1）万能试验机（60吨以上）1台（必须经过校准的）　　2）超声波探伤仪1台　　3）磁粉探伤仪1台　　4）温湿度计2台　　5）标准钢制卷尺（30m以上者）2个（计量部门保存一个、使用一个）　　6）膜厚计（干湿膜）2个　　7）高强螺栓轴力计1台　　8）扭矩测定器1台　　9）其它精密测定器，如测量孔距、表面粗糙度等2台。（9）涂装用设备　　1）除锈设备手工喷砂机2台　　2）喷漆设备喷漆泵2-3台　　3）砂轮打磨机4-5台　　4）空气压缩机（6m3以上）1-2台（10）企业领导及技术管理工作者水平和能力　　1）企业总经理或总工具有八年以上从事本专业生产管理工作经历和高级职称，并重视产品质量管理体系的实施。　　2）企业有职称的工程、经济、会计、统计等人员不少于20人，其中具有工程系列职称的人员不少于12人，工程系列人员中具有中、高级职称的人员不少于7人，建筑、结构、机械、电气、材料等相关专业人员齐全。　　3）企业建筑结构工程技术人员中必须有1-2人具备钢结构施工图制作或审核能力。钢结构制作技术人员应具有板厚40mm以上焊接施工的实绩，掌握施工要领。（11）企业有一支相对稳定并掌握钢结构制作技术的队伍，人数不少于40人，其中中、高级工占30%以上。　　1）焊接技工（必须经过国家有关部门考试合格，具备焊工资格者），12-15人　　2）钢结构制作技工（经过培训、考试合格，具备相应资格者）12-15人　　3）生产相关技工（放样、气割、冲压、矫直、涂装、组装、日常从事吊车作业的人员并取得相关资格者）8-10人（12）质量保证体系　　1）ISO9000体系认证，是否通过；　　2）质量管理制度是否建立；　　3）质量管理制度是否坚持执行；　　4）专职质量管理人员1-2人；　　5）专职质量检验员4-5人；　　6）制作工艺卡及作业指导书实施情况。（13）钢结构制作状况　　1）钢材的保管及处理状况。来料验收，入库保管有否明确的制度和办法，材质、数量、型号、产品合格证等是否吻合，钢材使用状况有否记录等。　　2）辅助材料的保管及处理状况。辅助材料包括焊材、高强螺栓、涂料等，妥善保管，分类存放，仓库环境适宜。　　3）螺栓孔加工及摩擦面处理状况。要符合施工规范要求。　　4）焊接作业状况。焊接材料选择正确，焊接机具选用合适，焊接工艺正确，焊缝外观良好等。　　5）外包加工件管理状况。外包加工合同契约齐全合法，加工精度和质保规定明确，成品件验收合格等。　　6)出厂前产品的保管状况。构件和合格证妥善保管，仓库环境状况良好，构件出厂包装可靠，吊点标志明确。　　7）产品质量状况。产品质量达到《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）或其他相关标准的要求。（14）环境管理状况　　1）工厂内外物料堆放状况。钢材、辅料、半成品、成品堆放井然有序，废料弃置场地设置合理。　　2）作业场地环境。操作间距适度，作业面清洁干净，作业环境良好（包括换气、照明等）。焊接烟尘防止对策，有机溶剂排放对策齐备等。　　3）安全对策。安全通道确保，安全措施考虑周到，职工熟知安全知识，防止突发安全事故有对策等。

轴力计内部结构是怎样的

振弦式反力计/轴力计使用说明书

1 振弦式反力计/轴力计用途和特点

振弦式反力计，又称轴力计，是一种振弦式载重传感器，具有分辨力高、抗干扰性能强，对集中载荷反应灵敏、测值可靠和稳定性好等优点，能长期测量基础对上部结构的反力，对钢支撑轴力及静压桩试验时的载荷，并可同步测量埋设点的温度。

2 振弦式反力计/轴力计主要技术指标

规 格

50

100

150

200

300

400

500

600

测量范围（KN）

0~500

0~1000

0~1500

0~2000

0~3000

0~4000

0~5000

0~6000

分辨率（%F.S）

≤0.06

温度测量范围（℃）

-25~+60

温度测量精度（℃）

±0.5

3 振弦式反力计/轴力计验收与保管

3.1 用户开箱验收仪器，应先检查仪器数量与装箱清单是否相符，如有不符者，请我我厂联系。

3.2 对于箱内仪器，先用250V兆欧表及频率读数仪检查常温绝缘电阻与频率初值，若绝缘低于50MΩ或频率初值变化异常时，请与我厂联系。

3.3 开箱后的仪器应放在湿度小于80%的房间内保存，室内不能含有腐蚀性气体，存放环境必须干燥、通风，搬运时应小心轻放。

4 振弦式反力计/轴力计埋设与安装

轴力计的使用场合较多，仪器的工作及施工条件也不完全一样，需要时可及时与我厂联系，下面主要针对支撑轴力测量的安装情况进行叙述：

4.1 由我厂配套提供的轴力计安装架（另购），安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿（活络头）上的钢板电焊焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。

4.2 待冷却后，把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内，使支撑吊装时，不会把轴力计滑落下来即可。

4.3 测量一下轴力计的初频，是否与出厂时的初频相符合（≤±20Hz），然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，使钢支撑在吊装过程中不会损伤电缆为标准。

4.4 钢支撑吊装到位后，即安装架的另一端（空缺的那一端）与围护墙体上的钢板对上，轴力计与墙体钢板间*好再增加一块钢板250mm×250mm×25mm，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体内，造成测值不准等情况发生。

4.5 在施加钢支撑预应力前，把轴力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行轴力计的初始频率的测量，必须记录在案。

4.6 施加钢支撑预应力达设计标准后即可开始正常测量了。

4.7 变量的确定：一般情况下，本次支撑轴力测量与上次同点号的支撑轴力的变化量，与同点号初始支撑轴力值之差为本次变化量。并填写成果汇总表及绘制支撑轴力变化曲线图。

5 振弦式反力计/轴力计一般计算公式

P= K△F+b△T+B

式中： P—支撑轴力（KN）；

K—轴力计的标定系数（KN/F）；

△F—轴力计输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量（F）；

b—轴力计的温度修正系数（KN/℃）；

△T—轴力计的温度实时测量值相对于基准值的变化量（℃）；

B—轴力计的计算修正值（KN）。

注： 频率模数 F=f2×10-3

6 振弦式反力计/轴力计注意事项

6.1 本仪器应在额定测量范围内工作。

6.2 仪器引出电缆可达1000米（另购）。用户订货时未加以说明，均按1.5米长度接线出厂。

6.3 根据现场需要接长电缆时，应注意接头处的防水密封要可靠。

6.4 仪器未使用放置12个月以上时，使用前应重新进行标定。

轴力计多少钱一个

三次元一指三坐标测量机，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。三坐标测量仪可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统（如光学尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标（X、Y、Z）及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。三次元亦指三维空间，若需详情请浏览三维空间或3D词条。

基本介绍

中文名：三次元外文名：Thethreedimensional别称：三维空间其他含义：三坐标测量机起源：19世纪60年代分类：直角坐标系，关节坐标系必备工具：影像式三次元，c三次元等简称：CMM历史介绍,操作,步骤,注意事项,选择方法,分类,直角坐标系,关节坐标系,其他分类,优点,功能,套用领域,基本信息,介绍,特点,工作原理,坐标类比,

历史介绍

几十年以前，三坐标测量仪在工业界仅是极少人知道的。自从60年代起，由于电子、计算机及感测器等技术的发展，三坐标测量仪的功能及套用，也改善了许多，使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。1921—1930年代间，由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做Z轴方向的测量。1940年首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方式的三坐标测长仪。1950至1960年间才真正制造出三坐标测量机，但仍沿用肉眼读出方式，因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。1960年后，英国国家工程实验所及国家物理实验所共同研究出使用线性光栅式及莫瑞条纹来编码，这就是今日所用三坐标测量仪数值读出方式，各轴移动最小读数可达0.001mm，然后再配合计算机套用。由于计算机软体的设计为交谈式，故在使用上十分方便，因而三坐标测量仪的使用，已为现代工业测量不可或缺的利器。进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM（三坐标测量仪）的发展速度加快。现代CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控工具机交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。

操作

步骤1.建立三坐标（系统会默认一个三坐标）2.用标准件对坐标进行校验。3.在量测工件上选取几何元素。4.对几何元素进行量测。5.收集数据信息。6.数据转换成图像。注意事项1、以探针去碰触工件时应尽可能与工件的被测量面保持垂直的方向。在实际碰触取点时，至少需保持与垂直面角度在±30°以内。以防止探针打滑而造成量测的重复精度不佳的情况产生。再借助系统的探针补偿来实现数据的准确性。2、注意探针的有效长度，以避免因长度不够而造成测量上的很大的误差。

选择方法

选择三次元三坐标的大小首先我们应该从测量的产品大小来选择三次元（三坐标）的型号大小，如一般的使用型号大小有：NC654、NC765、NC865、NC1077、NCL1297、NCL15107、NCL20107、NCL15108等等。型号大小名称的解释：如NC654前面的字母表示型号，后面的654表示XYZ三个轴的有效行程为：X=600mm、Y=500mm、Z=400mm。选择三次元三坐标的型号不同型号的三次元（三坐标）它们的精度等级又是不一样的。NC系列-全自动三次元NCL系列一大型全自动三次元NCF系列-高精密全自动三次元NC带雷射扫描复合试全自动三次元NCG系列-针对超大型工件的全自动三次元选择三次元三坐标的测头系统测头是三坐标与工具的接触探测部分，是用它来测量产品。MCP简易测头MH20I多角度手动调整测头PH10T多角度自动调整测头。MCP简易测头功能有限价格便宜多用在手动机上。MH20I多角度手动调整测头满足自动三坐标的测量要求，而价格小于PH10T测头，用在小行程自动三次元上。PH10T多角度自动调整测头能自动调整角度，效率高，一般用于一米以上大行程三次元上。三次元三坐标还可以加其它的测量模组如：加雷射扫描模组，可以实现逆向设计里的雷射抄数。加影像模组，可以实现2D影像测量。总体来说，把这三种功能都加上去就可以实现复杂的逆向测量设计。

分类

直角坐标系包括画线机、悬臂式、桥架式；关节坐标系关节坐标测量机采用差节坐标系，此型测量同测头沿工件表面移动，会导至关节角度的变化，由解码器测知各轴的角位移，由关节坐标的齐次转换式，可以经由各轴移量。（市场上的叫法一般有：影像式三次元，c三次元，影像三次元，经济型三次元，光学影像测量仪,龙门型三次元，c全自动大行程三次元，非接触三次元，光学三坐标测量机，三坐标测量仪，三维坐标，光学三次元，探针型三次元,经济型手动三次元测量机，高精度全自动三次元测量机，计量型三次元测量机，三次元测量机，二次元测量仪，三次元测量仪，三次元，活动桥式三次元测量机，固定桥式三次元测量仪）其他分类其实三次元按是否接触工件表面即可分为：接触式坐标测量机与非接触式坐标测量机。接触式坐标测量机也就以上介绍带气浮轴承和测头的，非接触式坐标测量机是指我们市场称为影像式精密测绘三次元。

优点

从机械上讲，坐标测量机（三次元）的优点有：1、科技进步的关键－－坐标测量机因为科学技术的进步，使得坐标测量机实用化，并具备多种测量功能。气浮轴承，各坐标轴移动面使用气浮轴承，使得测头移动顺畅，可以很精确得移动测头；光学线性尺，配合安装于机器坐标系上的三线光学线性尺，可以很精确得获得坐标测量值；电脑设备，坐标测量机采用计算法获得测量结果，数据处理机及所具备的测量软体，增加了坐标测量机功能。2、坐标测量机的优点如下：A、探测头可以在空间沿X、Y、Z三个轴向移动，其们置以直角标或极坐标表示。B、工件立方体的五个面皆可测量，无需变换工件位置，若加装适当夹具及特殊测头，第六面亦可测量。C、坐标测量机的操作和测量工作，不需要特殊的技术即可胜任D、可以在任何的位置，设定工作坐标系原点，并且以间接主算法计算出测量结果，增加测量的功能与使用弹性。E、以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值，配合教导程式使坐标测量机的测理工作自动化。F、取代传统测量方式，提高检验准确度，并且对于高精度产品，可以百分之百检验。G、复杂的工件与测量困难度高的工件，皆可以作精确的测量。H、大幅减小检验时间、检验费用、检验人力，增加测量效率。

功能

1、CNC电动桌面：（以软体功能控制工作台面，增加操作人员使用及操作上的方便性）2、CNC自动测量：可按客户自行设定的程式自动测量出产品尺寸，测量值可自动转到Excel生成统计报表。3、SPC数据转换（制程能力分析）：能将测量之数据输出至Excel进行分析。4、AutoCAD中标准工程制图输入：可把AutoCAD中的标准工程制图直接输入到测绘仪软体的影像中，令AutoCAD工程图兴实际工件外形重叠进行对比，从而找出工件和工程制图的区别。5、图形输出到AutoCAD并自动摆正：可将按实时影像中按实际工件外形所描绘的图形按实际需要来自行设定基准并在传输过程中摆正。6、自动取线、取圆：无须以人工取线或圆，在某一范围内软体可自动捕捉到最精确的线或圆。8、扫描工件外形作为行动地图：以图原点（外形图）形式成为行动地图，若以滑鼠则工作台会自动将你所点击的移动至画面中心点。9、JPEG图片输入：可输入先前拍照储存的JPEG图片兴实时影像中的实际工件进行重叠对比。10、鸟瞰图：可观察工件的全图形并具有类似AutoCAD的缩放功能。11、在鸟瞰全视图中进行标注：可以在乌瞰的全图中进行标注尺寸。12、自定义圆：可按客户需要自定义标准的图（由客户自行定义圆的圆心坐标、直径、半径）。再以标准的圆和影像中的工件作重叠对比，从而找到工件与标准图形之间的误差。13、自定义线段：客户自行定义线段的起点坐标、长度、旋转的角度，再与影像中的工件作重叠对比，从而找到工件与标准图形之间的误差。14、直接画图：直接移动工作桌，以十字线中心点画线、圆、弧时不仅可以在AutoCAD中直接生成图形同时在测绘仪软体的影像中也生成相同外形及位置的图形。15、自设客户坐标：可以根据客户本身的需要在实时影像中的实际工件上自行设定坐标原点（0，0），再以（0，0）点为基准在画面任一点上标示该点X，Y坐标位置。16、坐标标注：以自己所设定之坐标原点（0，0）为基准，标注图上任意一点的坐标位置。17、专利取R角功能：为市面上准确的平面取R角方式。18、测量：可测量平面上的任何几何尺寸（角度、直径、半径、点到线的距离、圆的偏心、两圆间距等等）。20、自动捕捉图形线条的各结点：可以自动捕捉线的起点、中点、终点及两线的交点、圆心及圆周上的三个结点，用于辅助标注绘图等套用功能。21、将产品外形描边，描出图形可转入AutoCAD形成工程图

套用领域

广泛的套用于汽车、电子、机械、汽车、航空、军工、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量、五金、塑胶等行业中，可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。

基本信息

介绍VMC是一款研发高精密自动影像测量仪，凝聚了机械、控制、软体等各相关领域最尖端的科研成果。它在VMP的基础上进一步提升了测量精度，性能指标直击国际高端品牌，是国内精度高、性能稳定的自动影像测量仪。特点◆高端配置，超精密全自动测量，四轴CNC控制；◆三轴THK精密线性滑轨、精密传动系统；◆Renishaw开放式光栅尺，精度高、稳定性好；◆Navitar自动变倍光学镜头，可实现自动变倍测量；◆全滑鼠、手柄操作，简单易用；◆可程控6环8区环形表面光源，LED轮廓光源，同轴光源；◆自动对焦测高，可加装接触式测头；◆Vispec全自动影像测量软体（高端版）；◆提供多种行程规格配置，如222、322、332、432、442、542等。

工作原理

三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。CMM的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。CMM

坐标类比

三次元=空间坐标系（x轴、y轴、z轴）

轴力计型号有哪些

振弦式反力计/轴力计使用说明书1振弦式反力计/轴力计用途和特点振弦式反力计，又称轴力计，是一种振弦式载重传感器，具有分辨力高、抗干扰性能强，对集中载荷反应灵敏、测值可靠和稳定性好等优点，能长期测量基础对上部结构的反力，对钢支撑轴力及静压桩试验时的载荷，并可同步测量埋设点的温度。2振弦式反力计/轴力计主要技术指标规格50100150200300400500600测量范围（KN）0~5000~10000~15000~20000~30000~40000~50000~6000分辨率（%F.S）≤0.06温度测量范围（℃）-25~+60温度测量精度（℃）±0.53振弦式反力计/轴力计验收与保管3.1用户开箱验收仪器，应先检查仪器数量与装箱清单是否相符，如有不符者，请我我厂联系。3.2对于箱内仪器，先用250V兆欧表及频率读数仪检查常温绝缘电阻与频率初值，若绝缘低于50MΩ或频率初值变化异常时，请与我厂联系。3.3开箱后的仪器应放在湿度小于80%的房间内保存，室内不能含有腐蚀性气体，存放环境必须干燥、通风，搬运时应小心轻放。4振弦式反力计/轴力计埋设与安装轴力计的使用场合较多，仪器的工作及施工条件也不完全一样，需要时可及时与我厂联系，下面主要针对支撑轴力测量的安装情况进行叙述：4.1由我厂配套提供的轴力计安装架（另购），安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面与支撑的牛腿（活络头）上的钢板电焊焊接牢固，电焊时必须与钢支撑中心轴线与安装中心点对齐。4.2待冷却后，把轴力计推入焊好的安装架圆形钢筒内并用圆形钢筒上的4个M10螺丝把轴力计牢固地固定在安装架内，使支撑吊装时，不会把轴力计滑落下来即可。4.3测量一下轴力计的初频，是否与出厂时的初频相符合（≤±20Hz），然后把轴力计的电缆妥善地绑在安装架的两翅膀内侧，使钢支撑在吊装过程中不会损伤电缆为标准。4.4钢支撑吊装到位后，即安装架的另一端（空缺的那一端）与围护墙体上的钢板对上，轴力计与墙体钢板间*好再增加一块钢板250mm×250mm×25mm，防止钢支撑受力后轴力计陷入墙体内，造成测值不准等情况发生。4.5在施加钢支撑预应力前，把轴力计的电缆引至方便正常测量时为止，并进行轴力计的初始频率的测量，必须记录在案。4.6施加钢支撑预应力达设计标准后即可开始正常测量了。4.7变量的确定：一般情况下，本次支撑轴力测量与上次同点号的支撑轴力的变化量，与同点号初始支撑轴力值之差为本次变化量。并填写成果汇总表及绘制支撑轴力变化曲线图。5振弦式反力计/轴力计一般计算公式P=K△F+b△T+B式中：P—支撑轴力（KN）；K—轴力计的标定系数（KN/F）；△F—轴力计输出频率模数实时测量值相对于基准值的变化量（F）；b—轴力计的温度修正系数（KN/℃）；△T—轴力计的温度实时测量值相对于基准值的变化量（℃）；B—轴力计的计算修正值（KN）。注：频率模数F=f2×10-36振弦式反力计/轴力计注意事项6.1本仪器应在额定测量范围内工作。6.2仪器引出电缆可达1000米（另购）。用户订货时未加以说明，均按1.5米长度接线出厂。6.3根据现场需要接长电缆时，应注意接头处的防水密封要可靠。6.4仪器未使用放置12个月以上时，使用前应重新进行标定。

轴力计是什么

序号设备名称规格型号

1多功能电动击实仪DTY-Ⅲ

2标准恒温恒湿养护箱YH-40B

3行星式水泥胶砂强度搅拌机JJ-5

4水泥净浆搅拌机NJ-160A

5水泥胶砂试件振实台ZS-15

6沸煮箱F2-31

7灌砂筒标准

8压碎仪标准

9砼振动台ZT1x1

10养护室全自动控制器BYS-Ⅲ

11雷氏夹测定仪LD-50

12单卧轴强制砼搅拌机HJW-15-30-60

13土壤密度计TM-85

14泥浆粘度计1006

15新标准法维卡仪标准

16砂浆稠度仪SC-145

17泥浆比重计NB-I

18泥浆含砂量计NA-I

19砼回弹仪HT-225(A、B型）

20电子天平ACS-A

21比表面积测定仪FBT-5

22电动抗折试验机K2J-500

23电热鼓风干燥箱101-0-4

24电子天平HX-T

25光电液塑限测定仪FG-3

26电动脱模器LD141

27路面材料强度试验仪主机TL127-Ⅱ

28压力试验机SYZ-2000

29水泥抗压夹具40mm×40mm

30容重筒1-30L

31坍落度筒标准

32标准筛（方孔、圆孔）300mm

33针片状规准仪新标准

34游标卡尺0-150mm

35台秤100kg/50g

36浸水天平LD50001

37水泥砂浆稠度仪SZ-145

38李氏比重瓶220-250ml

39容量瓶1000ml、500ml

40温度计50、200

41含砂率计NA-1

42养生室空调窗式

43砼试模（塑料）150×150×150mm

44秒表电子

45EDTA滴定设备标准

46自动砂当量试验装置SD-2S

47水泥胶砂成型试模40×40×160mm

轴力计工作原理

摘要：为探讨低真空环境下拼装式盾构管片的密封性能，基于搭建的低真空隧道结构原型平台，开展不同工况下管片结构的密封性能及表面应变规律研究，并进行管片结构的密封性能改进，得出以下结论：1)抽真空对管片外壁应变影响很小，内侧应变变化随抽真空过程可分为4个阶段，且最大拉压应变与抽真空的阶段时长有关；2)纵向装配力对管片结构密封的影响大于环向；3)改进密封后极限相对真空度由43kPa提高到80kPa；4)理论上现有管片结构密封垫适用于低真空对气密性的要求，但由于实际施工工艺及拼装存在误差,需要进行密封和管片结构的改进优化。

关键词：低真空；盾构隧道；管片结构；密封性能；表面应变；原型试验

空气阻力、轮轨摩擦、运行噪声等限制了现有轮轨交通的运行速度[1]。解决这个问题的方案是利用磁悬浮技术减少轮轨摩擦、振动，构建低真空运行环境以减小空气阻力和噪声，即低真空管道磁悬浮运输[2]，国际上称之为第五交通模式[3]。当前，德国、日本和中国的磁悬浮列车技术早已成熟[4-6]，美国HyperLoop公司的低真空管道系统也提上了具体实践日程[7-8]。

美国VirginHyperloopOne方案采用ϕ3.3m碳钢管道，并于2017年12月完成了最高时速387km的测试，其车辆系统于2020年11月成功进行了首次载人试验旅行；瑞士Swissmetro方案的管道内径为5m，采用地下单洞单线的敷设方式，采用钢筋混凝土隧道结构[9-10]；加拿大TransPod方案采用口径4m的钢制管道,管道通过钢支撑与桥墩承台连接[11]。

我国在该领域的发展也较为迅速，2014年6月，西南交通大学搭建完成并调试成功了国际首个集牵引、通讯、降压测试为一体的真空管道高温超导磁悬浮车实验平台“Super-Maglev”[12]；2021年1月，采用西南交通大学技术的世界首条高温超导高速磁悬浮样车及试验线在四川成都正式启用；2021年7月，中车四方600km/h常导磁浮模型车成功下线；湖南远大科技集团有限公司也在开展相关系统的研究，其真空管道方案采用钢制芯板拼焊，截面为双层真空密封结构，管道与管道之间采用波纹管连接。

目前第五交通模式发展仍然存在很多限制，其中之一是低真空管道[13]。管道结构的可靠性是构建安全真空管道环境、发展高速交通的关键技术之一，如何利用现有地铁系统的隧道管片衬砌是适合我国国情的发展关键[14]。现有盾构隧道衬砌通常由管片和管片接头拼装组成,研究成果主要集中在常压条件下。因此，开展现有管片衬砌结构在低真空状态下的密封性能研究对适合我国国情的第五交通模式发展具有十分重要的理论和现实意义[15]。

鉴于此，本文在搭建低真空隧道结构原型平台的基础上，对低真空环境下隧道管片结构的密封性能及表面应变进行室内试验，并加以改进优化，以期为低真空管道运输系统的结构选型提供依据。

针对现有拼装式管片在低真空工况下的性能可靠性问题，设计原型管片低真空试验系统，模拟施工现场工况进行试验管片环拼装，开展低真空工况下拼装式管片密封性能及表面应变规律研究。

试验总体方案：将2环管片竖向拼装,两侧端头采用圆形厚钢板进行有效封堵，采用螺杆装置施加管片环间密封垫挤压力至实际工况，采用环向抱箍施加管片块间密封垫挤压力，上侧钢板开孔并连接真空泵抽气管道，拼装效果如图1所示。密封圈压缩力f根据现场实际情况取80kN/m。

上、下钢盖板厚度为50mm,外径为4.5m，材质为Q355合金钢，加劲肋采用20b工字钢，钢板与管片的接触面处粘贴5mm厚的三元乙丙橡胶垫，粘贴位置与管片环间软木衬垫位置相同。上盖板设置抽气孔2个、航插安装孔3个。其中，航插安装孔用于安装固定航插接头，可将管片内部应变片接线从端盖密封引出。

采用螺杆进行管片环缝密封垫挤压力的施加，钢盖板周圈均布8个直径80mm的螺杆孔，螺杆直径75mm，长度2.9m，强度12.9级，两端采用双螺母安装。

采用抱箍进行管片块间纵缝密封垫压力的施加；抱箍钢板厚度为10mm，材质为Q345B合金钢；根据原型管片的弧长分为6段，各段抱箍之间接头处通过2个M30×80螺栓连接；抱箍接头处采用厚20mm的钢板加肋进行加强，接头处的焊缝均为等强度双面焊接，并通过100%无损探伤检测；抱箍共4圈，上、下2环管片各2圈，单圈宽度为20cm。

试验管片内径3.5m、外径4.0m,管片采用C50防水混凝土，抗渗等级P10，管片厚250mm，环宽1200mm。管片沿环向划分为6块，分别为封顶块(1块)、邻接块(2块)、标准块(3块),沿纵向错缝拼装。

管片采用榫式接头，并在防水胶条处留有构造槽。管片环向和纵向均采用弯螺栓连接，环向12个M24螺栓,纵向14个M24螺栓。盾构隧道衬砌环为双面楔形通用环，楔形量为18mm,受力钢筋型号为HRB400。上下2环管片拼装点位相对旋转180°，上环管片的K块中线与下环管片A2的中线重合。

上、下2环管片拼装点位相对旋转180°，上环管片的K块中线与下环管片A2的中线重合。应变片可测得管片结构表面的应变，在上、下2环管片的内外侧接缝处粘贴环向和纵向应变片，三维分布如图2所示。

1)环向应变片对称布置于管片纵缝中间位置的两侧，每条纵缝处共有内外侧共4个应变片，上、下2环管片共12条纵缝，共有48个环向应变片。

2)外侧纵向应变片布置于环缝和纵缝相交的T形缝处，共12个；内侧纵向应变片均布置于管片圆环的12等分点位上，每个点位在环缝上下对称布置2个，共24个。应变片具体位置及编号如图3所示。

应变片型号为BX120-20AA，电阻120Ω，敏感栅长20mm、宽3mm，灵敏度系数2.08，最大量程20000με。采用502胶水粘贴固定后，用环氧树脂AB胶封层加固。

为保证管片环的竖向螺杆和环向抱箍所施加的预紧力达到试验工况要求，在螺母处安装应变式螺栓轴力计，螺杆和抱箍的轴力计型号为JTM-Y1800(金土木)。轴力计、应变片均采用多通道数字应变仪DRA-30A进行试验中数据的动态采集。

为验证管片环与钢盖板处的边界密封性，将气泵连接至上盖板管道接口，在管片环与上、下盖板接缝处涂上肥皂液，启动气泵使得2环管片腔内处于正压，观察盖板接缝处是否出现肥皂泡。若有，则需要进行密封加强处理；若无，则可开展试验。

参考现场实际，密封圈压缩力取80kN/m，螺杆轴力最大值取80kN；管片环宽1.2m，每环管片有2道抱箍，因此取环向抱箍的最大轴力为(80kN/m×1.2m)/2=48kN。在此分4个工况开展试验，其中装配力特指除螺栓以外的纵向螺杆和环向抱箍施加于管片的力。

1)工况1。自然拼装状态，管片拼装完成后，管片接缝通过管片间拼装弯螺栓预紧，此时螺杆和抱箍螺栓轴力计均为0。

2)工况2。管片环周圈8个竖向螺杆的拉力调整至40kN、环向抱箍螺栓轴力为0，利用螺杆压力近似模拟管道上的纵向装配力。

3)工况3。管片环周圈8个竖向螺杆的拉力调整至80kN、环向抱箍螺栓轴力为0。

4)工况4。管片环周圈8个竖向螺杆的拉力保持80kN、环向抱箍螺栓轴力调整为48kN，利用抱箍力近似模拟管道上的横向装配力,即实际地层环境对管片环的压力。

竖向螺杆及环向抱箍的螺栓轴力调整至特定工况后，启动真空泵抽气至极限真空度稳定，然后关闭真空泵。

自然拼装状态下，启动真空泵抽气至极限真空度并稳定后，关闭真空泵，得到外侧不同位置处典型监测点的应变及真空度随时间变化曲线，如图4所示。

由图4可以看出，在螺杆和抱箍均未加力的工况下，相对真空度在1000s左右达到极限真空度24.8kPa。抽真空过程中，相对真空度前期增加较快(500s达到极限真空度的80%)，后缓慢增加至稳定。

对应的应变变化最大值为20.75με,各监测点最大应变在12～21με,分布较为均匀，可见抽真空对管片外壁的影响很小。观察图4可以发现，启动真空泵后外侧应变一直呈波动增大趋势，关闭真空泵后，应变增大的波动减小。

由于应变片测得的数据为管片结构表面的微应变数据，抽放气过程中管道外部存在气流*部运动。当气流运动较为激烈、超过内外压差引起的结构微变形时，便出现了应变变化与管片内外压差无明显相关性的现象。

内侧不同位置处典型监测点的应变及真空度随时间变化曲线如图5所示。

由图5可以看出，各监测点的应变变化与抽真空阶段存在显著的相关性，应变曲线近似呈四折线，对应4个阶段。以下分析中括号内为1-1监测点应变数据。

第1阶段，随着初期相对真空度的迅速提高，内外压差增加，管片内侧压应变值增加(0～300s压应力达到48με)。第2阶段，随着真空度变化趋于平缓，压应变降低至0，漏气和抽气同时作用的气流平衡，此时内外压差引起的压应变逐渐小于内部抽真空气流引起的结构表面拉应变。第3阶段，真空泄压初期，拉应变迅速增大(1500～1800s拉应变增加约75με),此时由于短时间的放空过程中，管道内部存在更为强烈的气流*部运动，此时气流运动很激烈，超过内外压差引起的结构微变形，拉应变继续增大。第4阶段,相对真空度趋近于0，拉应变减小。

不同纵向装配力下抽真空过程中相对真空度随时间变化曲线如图6所示。

由图6可以看出：在不同纵向装配力下，相对真空度随时间变化的曲线各有差异，工况2螺杆纵向装配力加至40kN后，较工况1自然拼装状态下的极限真空度24.8kPa提高了44%，达到35.8kPa；工况3螺杆纵向装配力加至80kN后，较工况2的极限真空度提高20%，达到42.8kPa。

不同纵向装配力下1-1监测点应变随时间变化如图7所示。

由图7可以看出：不同纵向装配力下1-1监测点的应变随时间变化曲线均呈现四折线，同时对应图6不同纵向装配力下的相对真空度曲线，监测点应变四折线的时间区间及拐点有所不同。

对应相对真空度迅速提高的时间阶段，纵向装配力为0kN工况的第1阶段时间区间最短，达到的压应变极值也最小；第2阶段持续的时间也与不同工况下抽真空的平缓阶段时长对应。

不同横向拼装力下抽真空过程中相对真空度随时间变化曲线如图8所示。

由图8可以看出，工况4抱箍横向装配力加至40kN后，与工况3无横向装配力下的极限真空度差异并不明显。

相对提高螺杆拉力可显著提高结构的气密性，抱箍的拉力对结构密封的提高作用有限，纵向装配力对结构密封的影响大于环向。纵缝通过螺栓预紧已经接近目标压缩力，但是环缝需要通过螺栓以外的拉力来达到目标压缩力。

不同横向装配力下1-1监测点应变随时间变化如图9所示。

由图9可以看出，不同横向装配力下监测点的应变曲线均呈四折线，并与对应工况下的相对真空度曲线呈显著相关性。

2种工况下相对真空度迅速提高的曲线接近重合，相应地,第1阶段时间区间及达到的压应变极值也一致；与图7相同，第2阶段持续的时间与对应工况下抽真空的稳定阶段时长一致。

总结4种工况下的最大拉压应变如图10所示。

由图10可以看出，随着各工况极限真空度的提高，最大拉应变减小，最大压应变增加。图10为所有测点的应变极值，所示工况1的应变极值与图4和图5中多个典型监测点的应变极值不相等。由图6和图8可发现，最大压应变与抽真空的初始阶段真空度迅速提高的时长相关，最大拉应变则与抽真空后期真空度平缓增长的时长有关。

应变片主要测量管片结构表面的微应变情况，由于压差引起的原型管片应变较小，受气流的影响较大，在此应变片测得的数值并不完全代表管片整体所受的实际应力值，而主要是在揭示管片表面的*部应变变化规律。

为提高现有盾构管片结构的密封性能，基于现有的盾构隧道结构进行*部改进，使得真空隧道利用现有的隧道结构成为可能，可有效地降低建造的经济成本，提高隧道结构的利用率。

改进结构的管片内弧面注浆孔以及螺栓手孔处均采用硫铝酸盐水泥封堵材料填平，管片内表面喷涂纳米混凝土养护修复剂，接缝的嵌缝凹槽处采用MS胶填平，并在接缝周边铺贴橡胶垫。密封改进后管片内部效果如图11所示。

施工完毕，封堵密封材料养护晾干并达到使用强度后，启动真空泵抽气，得到结构密封改进前后1-1监测点相对真空度随时间变化曲线，如图12所示。

由图12可以看出，进行密封材料封堵加强后，改进结构系统的抽真空极限相对真空度由43kPa提高到80kPa，系统的密封性能显著提高，在现有的抽真空装置下基本上达到了目标真空度。

改进前后1-1监测点应变随时间变化曲线如图13所示。由图可以看出，改进前后的应变随时间变化均呈四折线，随抽真空压应变先迅速增大后减小，抽真空停止后拉应变先陡增后减小，对应的时间跨度和极值与抽真空过程显著相关,压应变均在50με左右，改进前最大拉应变约为40με，改进后达到85με。因此,抽真空后期真空度保持平缓增长的时间越长，拉应变值越大。

为探索理论情况下盾构隧道结构密封在低真空工况下的可靠性，针对管片密封垫接触压力进行数值模拟分析。模型中采用的管片和密封垫的截面尺寸(见图14)与原型试验中采用的一致。管片采用C50混凝土，采用平面应变线性单元，弹性模量取34.5GPa，泊松比取0.2。密封垫采用各向同性不可压缩的超弹体本构模型，该模型的应力-应变非线性本构关系主要采用应变能函数表征，本次计算采用常用的Mooney-Rivlin二参数模型[16]，其应变能函数表达式为：

式中：U为应变势能；I1和I2为应变不变量；C10和C01为材料参数。其中，C10和C01可以由弹性模量E0、剪切模量G、硬度HA之间的关系得到，具体换算公式如下。

式中μ为泊松比。

本次模拟中根据密封垫的出厂检测数据取HA=65°，通过式(2)换算得到C10=0.592，C01=0.148。本次仿真中取2个相邻管片块间接缝的*部进行二维模拟，采用三角形网格，通过施加强制位移边界进行密封垫压缩量的模拟，得到密封垫不同压缩量情况下接缝处的接触压力，如图15所示。

管片内部完全真空时内外压差为0.1MPa，当压力大于该值时方可认为密封有效。蓝色区域接触压力小于0.1MPa，可视为无效密封区域；其他区域接触压力大于0.1MPa，可视为有效密封区域。

由图15可以发现，随着压缩量的增大，在完全真空状态下，有效密封区域呈递增趋势,说明密封垫压缩量越大,密封效果越好。换言之,管片施加的装配力越大,管片接缝处漏气的可能性越小。但是并非装配力越大越好，如果装配力过大，可能导致管片破坏产生裂纹，形成新的漏气通道,因此宜结合工程实际确定。

本次数值模拟中,当密封垫压缩量为1mm时,有效密封区域仅在10%左右，但依然可以起到密封的作用，此时的装配力约为1.03kN/m，远远小于80kN/m的控制指标，可见理论上密封垫可以达到低真空环境下的气密封要求。通过上述试验发现，在实际拼装过程中,由于施工工艺及拼装存在误差，很难达到理论密封性要求，因此需要进行密封和结构的改进优化。

本文基于搭建的多环拼接管片原型试验平台，进行抽真空环境下盾构管片结构在不同纵向和横向拼装力下的密封性能及表面应变规律研究，并对现有盾构管片结构的密封性能进行优化改进，得到规律如下：

1)外侧应变与真空泵的抽放气无明显相关性，抽真空对管片外壁的影响很小。内侧应变曲线可分为4个阶段，应变变化规律主要取决于气流运动和内外压差的主导作用，最大拉压应变与抽真空的阶段时长有关。

2)纵向装配力对结构密封的影响大于环向。环缝需要通过环向弯螺栓以外的拉力来达到目标压缩力。改进密封结构系统后，极限相对真空度由43kPa提高到80kPa,系统的密封性能显著提高。

3)理论上密封垫可以达到低真空的气密性要求，但由于实际施工工艺及拼装存在误差，很难达到理想情况，需要进行密封和结构的改进优化。

通过开展原型试验,得到了不同工况下抽真空对现有隧道拼装管片的密封性能影响规律，下一步将针对规律背后的微观机制进行深入研究和探讨。

本文摘编自《隧道建设(中英文)》，第43卷第5期2023年5月参考文献。

第一作者简介：吕乾乾(1988—)，女，河南济源人，2013年毕业于天津大学，结构工程专业，硕士，工程师，主要从事盾构及掘进技术研究工作。E-mail：674936740@qq.com。

轴力计安装方法

监控量测的目的与要求:(1)量测的目的为掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结果修改设计，指导施工，(2)预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然.

(3)积累资料，为以后的新奥法设计提供类比依据.

(4)为确定隧道安全提供可靠的信息.

(5)量测数据经分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和隧道稳定量测的要求:快速埋设测点，(一般设置在距掌子面、工作面2m范围内，开挖后24小时、下次爆破前测取第一次读数。)测量读数在隧道内尽量要快;保证测量点不被破坏;读数准确可靠。

3监控量测的任务:(1)确保安全。(2)指导施工。(3)修正设计.(4)积累资料

4现场工作程序:准备工作;确定埋设断面;测点埋设:数据采集;数据整理分析;资料归档.

5监控量测的项目与方法:隧道监控量测的内容应根据隧道工程地质条件，围岩类别(级别〉、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等因素确定。通常分为必测项目和选测项目，如地表下沉对城市地铁项目应为必测项目;但对于山地交通隧道可把地表下沉做为选测项目。《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94对复合式衬砌的隧道现场监控量测要求内容见5.4下表

5.1监控量测的项目与方法:必测项目选测项目

5.2必测量测项目:必测项目:必测项目:包括围岩地质和支护描述、地表沉降观测、拱顶下沉量测、周边收敛量测。这类量测是为了在设计、施工中确保围岩稳定的经常性量测工作，量测方法简单，量测密度大，量测信息直观可靠，费用较少，贯穿在整个施工过程中，对监视围岩稳定，指导设计和施工有巨大的作用。土建施工完成量测工作亦告结束。

5.3必测量测项目所需设备:精密水准仪、塔尺、钢圈尺(测地表沉降、拱项下沉)、周边收敛仪(测周边收敛).

5.4隧道现场监控量测要求内容表:

5.5地质、支护状态观察:该项目包括对掌子面观察和支护结构的支护效果观察。掌子面工程地质和水文地质情况观察包括岩石的名称、岩层产状、断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状。每茬炮后需要观测一次。支护状态观察包括初期支护状态和已成峒支护效果观察。如喷射砼开裂部位、宽度长度及深度。二次衬砌的整体性、防水效果等，每天观察一次。洞内状态观察是可靠性很高且最直接的判断资料。对洞外边仰坡稳定和地表渗透观察按要求进行描述;做好相关的观察记录。观察使用地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机等，

5.6周边收敛量测:围岩周边位移量测:在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度30cm,钻孔直径42,用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩，测桩每断面6组共12根。采用钢尺式周边收敛仪量测周边收敛变形。所有测点布置在量测断面位置。周边收敛量测是最基本的主要量测项目之一，布置在主测断面。先在测点处用凿岩机(或电钻)在待测部位成孔，然后将藕合剂(锚固剂)置入孔中，最后将收敛预埋件敲入，旋正收敛钩，尽量使两预埋件轴线在基线方向上，以利收敛计悬挂和观测。待凝固后，周边收敛量测采用收敛计进行数据采集。连拱必测项目测点断面布置图，我们用测线布置图中的BC和DE边的值变化来实现对净空水平收敛的量测。

周边收敛数据处理:回归分析时，一般同时采用下面的三种函数，通过对比，推算最终位移时采用三个函数中回归精度(拟合程度)较高的一个函数，不同测点的回归函数可能不同，

5.7拱顶下沉量测:拱顶下沉量测数据，主要用于确认围岩的稳定性。测点布设方法是在拱顶中心位置，常与周边量测点布设在一起，即布在主量测断面。用凿岩机钻孔，然后将藕合剂(锚固剂)置入孔中，最后将收敛预埋件敲入，旋正收敛钩，以利收敛计悬挂和观测。待凝固后，拱顶下沉量测采用收敛计进行数据采集.

拱顶下沉量测的方法常有三种:(1)用收敛计量测:该方法投入较少，用收敛计量测来获取数据，操作简单，且仪器设备投入少;但后期的数据处理较多，可用计算机编程来实现电算，提高工作效率。在实际隧道中主要是挂勾子太困难(首推方法)

(2)用水准仪量测(差值法计算):该方法用一测量钢尺和高精度的水准仪配合测量来实现对拱顶下沉的量测。测量时把钢尺挂在预埋的测点上，下挂一1Kg的垂球保持钢尺牵直，有水准仪读取钢尺上的读数，来实现数据的采集。最后采用差值法来计算，如果隧道较长，里面的BM点不好控制，视线的读数，来实现数据的采集。最后采用差值法来计算，如果隧道较长，里面的BM点不好控制，视线不是很明显。

(3)用全站仪量测:该方法用一全站仪来来实现对拱顶下沉的量测。测量时在拱顶测点位置贴一个反光膜，用全站仪测量测点处的标高，来实现数据的采集，但该方法的设备投入较大(主要为全站仪的投入)。

收敛计量测方法的数据采集及数据处理方法如下:连拱必测项目测点断面布置图根据测线布置图，由于ABC在同垂直面内，其计算方法如下:我们用h值的变化来实现对拱顶下沉的量测。拱顶下沉数据处理:回归分析时，与周边收敛的数据方法相同.

5.8地表下沉量测:监测断面布设原则:①地表下沉量测，在浅埋隧道和隧道的洞口段通常位于软弱、破碎、自然时间较短的围岩中;每个隧道至少2个断面，若出现不良地质情况时，加设监测断面;当现场地形陡峭及有树木遮挡时，作适当的调整;每个断面上测线与隧道中心线垂直，埋设测点时中心监测点设在隧道轴线的地表位置，其它监测点沿中心线对称布置，测点间距由中心监测点开始至距离地表隧道轴线最远一点由密至疏布置，具体距离按2~5m布置，宽度范围为:W=B(开挖宽度)+H/2(两侧埋深的一半):

④参照标准水准点埋设方法，埋设2个临时水准基点临时水准基点应埋设在通视条件良好的隧道两侧稍远区域、不受隧道开挖下沉的影响稳固地点，所有测点应和基点联测以取得原始高程。

测点埋设与监测:①基点埋设在隧道开挖纵、横向(3~5)倍洞径外的区域，参照标准水准点埋设方法，埋设2个基点，以便互相校核，所有基点应和附近水准点联测取得原始高程。

在测点位置，开挖成长、宽、深均为200mm的坑，然后，放入地表测点预埋件(自制)，测点四周用混凝土填实，待混凝土固结后即可量测。地表下沉用高精度水准仪进行观测。观测时坚持四固定原则，即施测人员固定，测站位置固定，测量延续时间固定，施测顺序固定。从地表设点观测，根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以确定隧道支护结构

5.8.1地表下沉量测数据计算:地表下沉采用闭合测量法，这样有利益我们检查是否有误，当闭合差超过3mm时，我们必须重新测，在地形较陡、视线不通时我们有时候一站不能测完，此时我们可以设置转点，当地表下沉到2~4CM时我们要加强观测，必要是给业主出预警报告。数据处理(仪高法计算)见下表。

5.9隧道选测项目量测:传感器:钢筋计(测钢支撑内力、锚杆轴力)压力盒(测接触压力)混凝土应变计(测混凝土内部应力)多点位移计(围岩内部位移)

5.9.1选测量测项目的选取:选择项目是必测项目的拓展和补充。对特殊地段、危险地段或有代表性的地段进行量测，以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果。对未开挖地段提供参考信息，指导未来设计和施工。选择项目安装埋设比较麻烦，量测项目较多、时间长、费用较高，但可为设计变更提供依据，工程竣工后还可以进行长期观测，5.9.2选测项目量测设备:仪器设备:频率测定仪(测钢弦式传感器)，百分表(多点位移计)5.10围岩内部位移量测:围岩体内位移监测用于监测隧道围岩的径向位移分布和松弛区域范围，通过监测及分析，用来验证隧道施工时设计锚杆长度是否能够确保施工及结构安全。采用4点式多点位移计来监测，隧道每一量测断面布设3组测点，考虑现场的测量条件，拱顶测点采用钢弦式四点位移计(1.5米、2.0米、2.5米、3.0米)，边墙测点采用机械式四点位移计分别为(0.9米、1.8米、2.7米、3.5米).测点安装程序如下:

①在预定量测部位，用直径40mm钻头，钻孔深由设计锚杆长度确定(等于锚杆长度)钻孔要求平直，并用水冲洗干净。然后给钻孔中装入锚固剂，装入深度约为孔深的1/2，然后装入多点位移计，多点位移计外露基岩面约40cm应大于喷射砼的厚度约10cm)在喷射砼时注意对测头的保护，拱顶钢弦式多点的电缆注意采取保护措施，喷射砼完工后，及时清理测头的砼，以便测量。当测点离开挖面很近时，必须采取防护措施，以防止爆破飞石损坏电缆及测筒。

④开始初读数(如果用百分表测读，应每次打开盖板)。为保证读数的稳定性，第一次读数的建立应不小于24小时，

⑤开始阶段，每天应至少进行一次测读，随着开挖面的远离，测读间隔时间可以酌情延长。量测与计算:钢弦式的多点位移计采用频率计读数，机式的多点位移计采用百分表测读。然后根实际位移与读数的标定数字回归方程，即可算出钻孔伸缩计四个测点的实际位移量测断面的测点布置图。

5.11围岩压力量测:测点布设:压力盒布设在围岩与初衬之间，即测得围岩压力。应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上，如拱顶、拱腰、拱脚等，并对各测点逐一进行编号。埋设压力盒时，要使压力盒的受压面向着围岩。在隧道壁面，当所测围岩施加给喷混凝土层的径向压力时，先用水泥砂浆或石音把压力盒固定在岩面上，再谨慎施作喷混凝土层，不要使喷混凝土与压力盒之间有间隙，保证围岩与压力盒受压面贴紧，记下压力盒编号，并将压力盒编号用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。压力量测:采用频率计采集压力盒频率，根据压力盒的频率一压力标定曲线，将量测数据直接换算成相应的接触压力。

5.12钢支撑应力量测:测点布设;钢筋计分别沿钢架的内外边缘对应布设。安装前，在钢拱架待测部位并联焊接钢弦式钢筋计，在焊接过程中注意对钢筋计淋水降温，然后将钢格栅或钢拱架由工人搬至洞内安装或立好，记下钢筋计型号，并将钢筋计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。对于型钢拱架，用钢表面应变计或钢筋应力计量测，其他与格栅钢拱架的钢筋计量测法相同。

应力量测:根据钢筋计的频率一轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出钢筋轴力计所在的拱架断面的弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画出各钢筋计分布位置，并将各点连接形成隧道钢拱架轴力及弯矩分布图。

5.13二衬砼应力量测:测点布设:每个断面设5个测点，每个测点安设1个传感器。对于设计配有钢筋的砼衬砌，砼应力计安装前，在主筋待测部位并联焊接砼应力计，在焊接过程中注意对其淋水降温;对于没有配筋的砼，传感器埋设时要做一个专用的支架，把传感器固定在支架上，再把支架点焊在砼模板台车表面，以实现传感器的固定。记下传感器编号，并将其编号，用透明胶布《热缩管)将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏，在浇注砼施工时，在边墙部位用PVC管包住电缆引到边墙基础砼以外，以便砼施工后进行测量。

混凝土应力量测:根据砼应力计的频率一轴力标定曲线可将量测数据来直按换算出相应的轴力值，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出应力计所在断面的轴力、弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画在各应力计分布位置，并将各点连接形成隧道轴力及弯矩分布图。

5.14锚杆内力或轴力:锚杆内力、应力量测锚杆锚索内力、应力量测采用钢筋计焊接组成量测锚杆来实现测点安装前，在锚杆待测部位并联焊按钢弦式钢筋计，在焊接过程中注意对钢筋计淋水降温，然后将锚杆按设计进行安装和注浆，记下钢筋计型号，并将钢筋计编号，用热缩管或透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上，注意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。测试时根据设计锚杆长度，把钢筋计焊接在一起，组成一个长度比设计锚杆长度长约20cm的量测锚杆，钻孔后先塞入锚固剂，然后植入量测锚杆，待锚固剂凝固后就可进行测量。测试时采用振弦仪测得量测锚杆上每个钢筋计在受力状态下的频率化，根据标定时的频率变化与应力的对应关系，可反推算出锚杆和锚索的内力及应力分布情况。

测试断面布置:锚杆和锚索内力、应力断面布设时尽可能的与周边收敛测点布设在同一个断面(但比收敛测点断面的间距要大，可在不同类的围岩段只设1~3个代表断面)，这样可以有利于标识和对测点的保护，同时可以减少对施工的影响。其断面布设间距同拱顶、周边收敛量测时断面布设要求。

5.15锚杆抗拔力量测:锚杆抗拨力测量锚杆锚索抗拨力测量采用锚杆拉拨仪来实现测量。将锚杆拉拔计的接口与待测锚杆的外露端连接紧固;然后人工摇动油泵手柄，使油泵压力逐渐升高;量测结束后，填写锚杆拉拔测试报表，根据锚杆拉拔实验的油泵压力与实验标定数据或曲线即可换算出锚杆拉拔力。锚杆拉拔力指锚杆能够承受的最大拉力，锚杆抗拔能力测量主要是检查锚杆的锚固质量，锚杆抗拨力测量采用锚杆拉拨仪来实现测试。

锚杆拉拔力试验工作程序如下:

①使用前，在具有相应资质的实验室对仪器进行标定;测试前，现场加工一块铁(或钢)垫板，中间孔径不小于锚杆直径，一侧带有凹槽，凹槽长、宽及厚度稍大于锚杆垫板的相应尺寸;测试时，将预先加工的垫板放在锚杆垫板上，其带有凹槽的一面朝向岩石墙面;将锚杆拉拔计的接口与待测锚杆的外露端连接紧固;拉拔计百分表归零，然后人工摇动油泵手柄，使油泵压力逐渐升高;锚杆拉拔力最大值根据设计提供值最终确定。现场测试锚杆抗拉拔力数据处理方法:根据锚杆拉拔试验的油泵压力与试验标定数据或曲线，即可换算出锚杆拉拔力。

5.16衬砌裂缝监测:测点布设在待测裂缝左右采用凿岩机钻成2孔，然后在孔内塞入水泥等固结物，按设计要求安装测缝计。也可在裂缝附近进行钢板二维和钢钉一维简易测缝，即在待测裂缝附近安装简易钢板测缝计(自制〉或打入水泥钢钉，作为裂缝宽度的测点。测缝计还可以测角，即用于监测连拱隧道等拱脚和中墙顶的夹角，以确定拱脚和中墙顶相对角度的变化，以确定中墙受力后运动的方向和趋势。

裂缝的量测:测缝计采用频率计采集，按标定曲线可以直接得到裂缝宽度的变化。钢板二维和钢钉一维简易测缝计可采用数显式游标卡尺直接读数。

5.17围岩弹性波速测定:采用SYC-1、SYC-2、STS-25型声波仪及配套探头，对洞内围岩进行围岩弹性波速测试，断面选在围岩松动圈地带，根据现场情况每断面在隧道的不同位置选取6个测试点进行测试围岩弹性波必须具备两个条件:(1)有初始扰动，如锤击、爆破、加力等。(2)介质具有弹性。利用TSP203地质预技术实施时，可以提供围岩的弹性波速的相关参数，为围岩的类别判定提供相关的参数依据。

5.18传感器导线的引用埋设:导线敷设

5.19记录编号填写:地表下沉记录表,必测项目记录表,选测项目记录表,工程日志.

6、隧道监控量测资料整理与成果分析

6.1隧道监控量测数据一:每次测得的数据应立即进行整理，并把整理结果点在变化曲线挂图上，画出曲线。这一环节的工作不应超过24小时，发现问题或异常情况应分析原因，提请注意，必要时应重测(紧急情况应立即重测)。不能把几天的工作堆在一起集中处理，这是监控量测基本的要求。

6.2隧道监控量测数据二:将现场测得的数据整理成:拱顶下沉时间-变形曲线图;周边收敛时间-变形曲线图;地表沉降观测时间-变形曲线图(要求量测工点点曲线)

6.3隧道监控量测数据三:设计专用的表格，记录现场围岩的产状，画专业的地质素面图，通过资料积累，最终做出隧道开挖施工后的隧道轴线及典型横断面地质剖面图。工作过程中同时要收集相关的照片及岩样标本及绘制现场测点布设示意图，当采用收敛计方法测量拱顶下沉时，周边收敛与拱顶下沉一般布设在同一个断面。我们用水平边BC的值变化来实现对净空水平收敛的量测，用h值的变化来实现对拱顶下沉的量测.由于ABC在同一垂直面内，其计算方法如下:令AB=L、AC=m、BC=n、AD=Xa、BD=Xb、CD=h由勾股定理:Xa2+h2=m2、Xb2+h2=n2、Xa+Xb=L

解方程得:Xa=(L2+m2-n2)/2L

       Xb=(L2+n2-m2)/2L      

                            

      H2=m2-Xa2=n2-Xb2

拱顶下沉、周边收敛数据处理:回归分析时，一般同时采用下面的三种函数，通过对比，推算最终位移时采用三个函数中回归精度(拟合程度)较高的一个函数，不同测点的回归函数可能不同。最后再做拱顶下沉及周边收敛的位移与时间变化曲线，即U-t曲线;同时还要给出位移速率与时间变化曲线，即V-t曲线，注意，在数据处理前要做温度改正，温度改正的方法可以是之后每天测的值，都改在第一天测时的温度时的代表值或是把所有的测量值都改到标准温度20C时的代表值，以保证测量数据相减时基准相同，有可比性。另外，拱顶下沉可以采用水准法进行测量，但该方法要注意定期对洞内所埋设的水准点与洞外基准点进行联测，防止由于隧道开挖引起的洞内水准点位移所带来的测量影响。现场考虑操作方便及减少测量误差，一般采用收敛计法，把拱顶下沉点与周边收敛测点布设在同一横断面进行测量，最后采用高斯定理进行相关计算后，可间接实现拱顶下沉量测，成果分析:该项目监测在施工中最常用，对于监测成果在排除测量误差引起的U-T和V-T曲线的突变后，发现曲线有突变和反弯点时，要强大观测的频率，同时要加强现场支护效果观测，注意现场的支护是否有开裂、起皮、剥落现象，若存在这些现象，则要提醒施工方注意工艺控制和工序调节，并作适当的支护加强工作，控制变形引起的施工破坏和不安全因素。

6.3.3地表下沉:要画现场测点布设示意图，用水准测量的处理方法，处理测量数据;同时做出监测点的累计位移统计表，并作出位移随时间的变化曲线，即U-t曲线。注意，现场监测及数据处理时可采用相对座标体系，不一定用大地座标中的国家标准高程。为叙述方便，作统一的规定:“+”表示地表向下沉降，即测点高程逐渐减小;“一”表示地表向上位移，即测点高程逐渐增大。

6.3.4围岩内部位移量测:对于机械式位移计，用百分表测量，用之后所测的数据与第一天的数据相比较;对于钢弦式位移计，首先要通过传感器的标定曲线把测量的频率值转化为位移值，然后数据处理同百分表处理的方法。要做出位移隧时间的变化曲线，即U-t曲线。

注意围岩松动区半径的判定依据，我们监测时在围岩的不同深度埋设的监测点，判定时找出发生最大位移的点与它临近的未发生位移的点，考虑最不利因素，取最大位移的监测点深度判定为围岩的松动区半径。

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