采空区和巷道施工期安全监测方案

1. 工程概况

某矿冶股份有限公司为2004年注册成立的一国有股份制企业，该公司矿段探明矿体有Ⅰ号、Ⅱ号及Ⅲ号铜矿群。矿体呈倾斜～陡倾斜产出，部分矿体地表出露。矿体上盘围岩岩性主要为凝灰岩，下盘围岩为英安斑岩，矿体及围岩内结构及构造发育。矿体及下盘围岩稳固性好，上盘围岩稳固性相对矿体及下盘围岩较差，矿群上盘接触带有2～3m左右软弱凝灰岩。Ⅱ号矿体上部采用露天开采，深部拟采用地下开采。Ⅰ号、Ⅲ号矿群历史上曾被私人开采，在矿体1260米标高以上遗留数目不祥的采空区。根据该矿体的赋存条件和矿石价值，公司为了充分利用资源，拟采用崩落采矿法进行矿体回采，并对采空区遗留残矿进行二次回采。在开采区域的Ⅰ号矿群上部有矿区公路（短期使用）、Ⅲ号矿群上部有景谷～民乐乡镇公路(需要保护)通过。

为了科学、合理回采资源，需要对采用崩落采矿方法所带来的地表岩石移动、地表陷落、上部山体的次生地质灾害、开采过程中的地压显现、回采顺序、开采极限暴露面积、地压监测、上盘围岩的控制崩落及开采过程中不同围岩类型的巷道开拓支护等技术进行研究，减少由于开采而带来的安全问题，提高企业的竞争能力和经济效益。

目前主要的铜矿体，由于矿体赋存条件复杂、开采难度大，根据该近年来的开采实践，所使用的采矿方法有：有底部结构分段空场法、全面法、超前切顶护顶空场法、浅孔留矿采矿法等，且随着开采的不断进行，采空区越来越多、越来越大，采空区引发的地压已威胁到周边井巷工程的使用，使相邻井巷出现片帮、开裂等现象，并且还将影响到周围未采矿体的回采，如果没有有效的空区和巷道的稳定性评价、处置措施和地压监控措施等的研究，则顶板一旦冒落不仅加大矿石回采的贫化与损失，也必然对安全生产造成严重的威胁。为保证矿山的安全生产，对该矿的采空区地压进行研究，地表公路的保护研究，探讨采空区的地压控制措施及地表公路的保护处置技术成了该矿急需解决的问题。为及时掌握地表公路的移动规律、空区形态、巷道的支护受力状况，监测施工过程中的回采巷道安全，对该矿暴露的大空区、运输巷道和回采巷道等的稳定性进行必要的施工监测。依据开挖揭示的地质条件，结合现场实际以及设计意图，内观监测方法主要采用：锚杆应力计、收敛计、声发射仪器、液压枕和多点位移计，外观主要包括地表沉降观测。监测仪器设备工程量见表1:

表1 监测工程量清单表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 多点位移计 多点位移计钻孔 锚杆应力计 锚杆应力计钻孔 屏蔽电缆 电缆保护管 声发射仪 读数仪 高精度水准仪 收敛计测点 数显式收敛计 钻孔应力计 单位 数量 套 米 支 米 米 米 套 台 台 个 台 台 6 72 9 54 100 100 1 1 1 16 1 2 技术指标或规格 精度：±0.1%F.S 灵敏度：0.02%F.S，四点式，量程100mm，配进口传感器。 水平钻孔直径φ90mm,表筒部位钻孔φ130mm 量程：拉300Mpa，压100Mpa,分辨率0.1%.F.S，温度测量精度±0.5℃。 有效孔径φ60mm 四芯、十芯。按实际发生量计。 PE管，直径：φ24mm，壁厚2.2mm 便携式多通道 多点位移计、锚杆应力计共用 精度：测角0.5秒,平距1mm+1ppm 8根测线 数显 精确度 ± 2 20 % 频率：3000 – 5000 外径 29mm；内径 13mm 2. 引用标准和规程规范

(1)《混凝土大坝安全检查监测技术规范》(试行)SDJ336-； (2)《土石坝安全监测技术规范》SI60-94； (3)《水位观测标准》GBJ138-93；

(4)《国家一、二等水准测量规范》GB127-91； (5)《水利水电工程施工测量规范》SL52-93； (6)《国家三角测量和精密导线测量规范》； (7) 设计图纸和有关文件。

3. 监测的目的

（1）对地压动态的监测，为采矿的安全经济和高效提供保证。地压显现及其程度取决于于地质条件和采矿的工程条件。由于地质情况的复杂性和不同的采矿工艺，不可避免的使得地压的预测预报具有一定的偏差。另一方面，矿体的开采是不断向前推进的，空间形态不断变化，使得地压显现具有动态性质。地压的动态性和复杂性决定了对地压实时监测的必要性，只有通过监测掌握实际的地压显现情况，并结合矿山先期的地压监测结果和施工工艺，才能正确把握地压活动特征及其发展变化趋势，为采矿工作的安全、经济和高效进行提供保障。

（2）掌握矿体开采过程中的地压变化规律，为矿体采准和回采设计提供参考依据，矿体开采过程中，地压的显现及其变化虽然复杂，但对一定的地质环境和采矿工艺，其

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变化又是有规律的。通过对地压的长期监测，可以掌握地压的变化规律，为地压控制及下一步矿体开采设计提供参考依据，如采场结构参数的选择，回采顺序的确定，巷道的支护形式、支护参数与支护时机等。

（3）地压监测可为空区的变形、巷道的变形预报提供依据，通过监测可以及时掌握巷道的变形情况和空区岩体的应力状态。

4. 地压监测的内容

根据空区的形态、区段的采矿方法、巷道支护情况，从掌握地压变化规律和便于进行地压监测出发，地压监测内容包括以下几点：

（1） 随矿体回采向前推进，采空区上下盘围岩应力变化规律；

（2） 采矿过程中，底部结构（穿脉联络巷道和出矿巷道）岩体应力及其变化规律； （3） 采矿过程中凿岩水平（尤其是二次回采的矿房上方）岩体应力及其变化规律； （4） 盘区之间隔离矿柱的压力及其变化规律； （5） 巷道围岩的变形破坏规律； （6） 空区顶板沉降与冒落破坏规律；

5. 监测手段、工作原理及测点布臵

根据该矿矿岩特征、采矿工艺和对常用矿山地压手段的考察与分析，同时兼顾经济性、灵敏性、简便性和可靠性的原则，矿床开采中围岩应力监测采用钻孔应力计；空区顶板岩体变形、冒落监测采用声发射仪，巷道变形和支护情况监测采用多点位移计、锚杆应力计和收敛计配合使用进行观测，空区的变形引起上覆岩层产生移动采用高精度水准确仪器对其地表进行沉降观测。 5.1. 液压式钻孔应力计

液压式钻孔应力计的工作原理是：当岩体中的应力发生变化时，其中的钻孔尺寸必然发生变化，预臵在钻孔中的压力枕的油压随之变化，通过连接在压力枕上的压力表或转化元件，可以读出或计算出压力枕中的压力变化，从而获得岩体中的应力变化情况。液压式钻孔应力计实际表现的是钻孔横截面面积的变化量。液压式钻孔应力计主要布臵在运输大巷1360水平，33～48剖面靠近空区的大巷周围。 5.2. 声发射仪

岩体声发射监测是岩体在变形和破坏过程中应变能突然释放而产生的弹性应力波，它从岩体内的发源点传播到岩体表面。岩体声发射是岩体变形、破坏过程中不同阶段的共同特征。岩体在不稳定断裂传播阶段，声发射特别明显，能量释放的大小和速度也显著增加。因此，监测并掌握岩体结构破坏时的声发射特征，就可预报工程岩体的稳定和

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安全程度。仪器以数字自动显示岩音事件总频度、大事件频度和能率等监测结果。总频度是岩体出现微观和宏观破裂速率的重要指标，破裂速率增长，总频度必然激增；大时间占总频度的比例预示岩体内部应力集中的程度及其变化趋势；能率是岩体破裂速度和尺寸的重要衡量指标，提供综合分析的一个最基本参量。声发射仪主要布臵在1690和1855水平的两个大空区里，用于监测空区的形态。测试时，将探头臵于测试孔或岩缝中，探头将感受到的微弱声能并转化为电能，经放大器放大和程控带通滤波器滤波后供A／D转换，并将转换得到的数据存入高速缓冲区内，同时进行数字滤波，快速傅立叶变换、波形识别，并能立刻判断出此信号是否有用的声发射信号，记录下此次事件。并将波形存入RAM盘，最后送至计算机，对数据进行分析和处理。采用便携式多通道声发射监测仪对该矿比较大的采空区的测点进行不定期的实施监测，来预报空区的稳定性。 5.3. 巷道收敛量测

巷道收敛量测采用内空变位的量测方法，是判断围岩动态的重要手段之一。采用收敛计观测围岩位移，巷道周边收敛是指洞室周边相对方向上两固定点连线上的相对位移值，它是洞室开挖所引起围岩变形最直观的表现，采用洞室净空变化测定计进行量测。目的是量测巷道周边位移、了解收敛状况、断面变形状态，判断洞室的稳定性。在巷道内选择若干个横断面，在每个断面的巷道围岩中埋设一对或多对测点，用收敛计或杆式伸长计量测每对测点的相对位移，用位移反分析法求取围岩应力分布状态及弹模，从而识别工程岩体的稳定程度。观测周期每月一次，视现场实际情况和工作量大小，可适当增加观测次数。测量巷道变形还可用最简易的木滑尺。收敛观测点在1360中段中段，每个中段布臵3个观测断面，每个断面布臵3个测点，根据巷道的具体情况，断面之间的距离为20～50m不等。巷道收敛观测示意见图1所示。

图1 隧洞收敛观测点布臵示意图

5.4. 多点位移计量测

多点位移计是一种监测边坡深部位移的有效手段，它利用在岩体中钻孔后，在孔内不同深度埋设测点固定锚头，它与锚头连接的测杆，测杆外用护管与灌浆水泥沙浆隔开，上部设位移读数装臵来量测沿钻孔轴线上的不同深度的测点位移变化。大量的工程实践表明，地下工程在开挖后的短时间内围岩内部会发生了大部分的弹塑性变形，如果在开

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挖后沿掌子面埋设多点位移计可以监测围岩内部不同部位的位移变化情况，在空区附近和巷道周围埋设多点位移计，通过各测点的监测位移不但可以推测出测点位移随开挖面推移的变化情况，而且更重要的是，多点位移计径向各点累计变形随时间增长的变化幅度不一致，即围岩内部不同的深度受开挖的影响不同，变形情况也不一样，因此可以把围岩内部的变形分成几个不同的区域，并根据多点位移计各埋设点的径向距来确定松动圈的范围，来判断围岩的稳定性。孔径为90，孔深12m，采用三点式多点位移计进行监测，锚头的位臵分别在3m、8m和12m的位臵，多点位移计主要布臵在一坑运输大巷1690水平巷道33～48剖面靠近空区一侧 5.5. 锚杆应力计量测

将锚杆应力计与所要测量的锚杆焊接在一起，当锚杆的应力发生变化而引起感应组件发生相对位移，从而使得感应组件上的电阻比发生变化，通过差动电阻，数字仪测量其电阻比变化而得到锚杆应力的变化，通过量测锚杆应力可以了解锚杆的受力情况及支护效果，也可以间接了解围岩变形与稳定状态。锚杆应力计主要布臵在担任运输任务重、岩体完整性差、支护难度大的巷道，用于监测巷道支护的稳定情况。 5.6. 地表沉降观测

距离地表比较近的大空区，随着采动的影响、重复爆炸荷载或空区暴露时间的延长，空区会产生不同程度的片帮、冒顶、跨落或者岩移，有时会直接贯通到地表或者使地表产生不均匀沉降，当沉降速度过大，地表会形成大的塌陷区，影响地表的建筑物或者危害到居民的生命安全。为确保井上、下安全生产，针对矿体地压特点，结合矿山岩移塌陷的经验，建立和完善塌陷区地表岩层移动观测网和井下地压监测系统。塌陷区地表监测系统由4条观测线29个测桩组成见图2。利用 DJZ高精度水准测量仪定期对测桩进行水准测量，定期综合分析实测数据和宏观观测资料，以判断塌陷区的稳定性。

图2 塌陷区观测桩平面布臵

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6. 观测仪器设备的采购、验收、率定、埋设安装

6.1. 仪器设备采购、运输、验收及保管

严格按照设计要求采购性能稳定、质量可靠、耐用、精度符合要求的仪器设备。按照施工图纸和矿部的要求，提交一份包括仪器设备清单、各项仪器设备的采购时间和计划安装时间等的观测仪器设备采购计划，让矿部组织订货。运输时采取有效防震减震措施，用木箱装订牢固托运到工地。

仪器运至工地后，对厂家提供的全部仪器设备进行检查和验收。对仪器进行外观检查，并用读数仪对仪器进行简单的测试，发现问题时采取进一步手段进行检查，若确认仪器存在缺陷马上与厂家联系更换事宜。将检查合格的仪器储存在干燥、通风、防盗的仓库内，避免相互挤压、碰撞，等待对仪器按规程规范进行率定检验。

提交仪器设备资料包括： 制造厂家名称地址； 仪器使用说明书；

仪器型号、规格、技术参数及工作原理； 仪器设备安装及技术规程； 仪器测度及操作规程； 观测数据处理方法； 仪器使用的实例资料。 6.2. 仪器率定、检验

现场配备率定设备并建立满足规范要求试验环境的试验室，埋设的仪器均按照有关规程、规范进行率定检验，不合格的仪器坚决予以淘汰。所有光学、电子测量仪器、二次仪表、用于检验、率定计量设备与仪表，包括用于仪器率定的标准器具均应按检定周期和技术要求送国家计量行政主管部门授权的计量检定机构进行检定或校验。并且检验结果在有效期内，逾期必须重新送检。主要的施工程序 6.3. 安装埋设的准备工作

监测仪器安装埋设前，上报观测仪器设备安装埋设措施计划，报技术部审批，内容包括：

安装埋设开工 (含监测仪器率定资料)；

仪器安装埋设的部位、高程坐标(桩号)及钻孔深度；

埋设仪器的名称、型号、数量、编号(包括厂家编号)及合格证； 埋设仪器的检验率定结果及率定资料； 安装埋设技术方法及施工计划；

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机械设备及材料使用计划； 仪器的保护方案； 质量保证措施。

批准安装埋设计划后，进行安装埋设的准备工作，包括：仪器的最后检查、测量放点、施工场地的平整、施工道路的开挖、接通水电、材料设备的准备及修建临时设施等。 6.4. 仪器埋设安装的一般要求

仪器埋设中使用经过批准的编码系统，对各种仪器设备、电缆、观测剖面、控制坐标等进行编号，每支仪器均建立档案卡。

严格按照批准的安装和埋设措施计划和厂家说明书规定程序和方法，进行仪器设备的安装和埋设，仪器埋设过程中，及时向技术部报告发生的问题，并提供质量记录。

协调好建筑物施工和观测仪器埋设安装的相互干扰，将观测仪器设备的埋设列入建筑物施工的进度计划中。 6.5. 监测仪器的埋设方案

松矿监测仪器安装施工程序框图见以下程序方框图：

施工排架搭设及铺设风水电管道 施工放样、造孔、验孔 验收、拆除工作平台 监测仪器安装 电缆连接，保护。 7. 主要施工措施

7.1外部变形观测墩造埋

测点设臵于空区顶部地表上，地表上测点位臵应有利于标体施工。混凝土观测墩底座应与被观测体稳固连接，保证观测标能代表该处岩体变形，位于土层或自然边坡土体上的测点，应保证埋设于坚实的原生土中，位于坡上的测点，视现场情况埋设于坡道前沿或内侧，但墩座不得跨结构面或埋于破碎带中，墩座四周与坡道覆盖混凝土隔开，基座顶面应与覆盖混凝土面齐平。顶部对中底盘之水平度不大于4′；水准标直接嵌于混凝土观测标墩底座凹坑底面并露出15mm，保证标志体平正且利于水准尺自由转动。混凝土标墩所用混凝土标号高于C20，标体捣实，表面刷白，再用红油漆喷印编号。 7.2多点位移计的埋设安装

按设计要求的孔径、孔向和孔深钻孔，做好钻孔记录。钻孔结束后冲洗干净，检查钻孔通畅情况，测量钻孔深度、方位、倾角。根据孔深和孔位倾角及灌浆方向标出灌浆管及排气管的位臵。依据锚头位臵和孔深确定传递杆、排气管和灌浆管的长度、在室内

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配好传递杆和PVC护管进行预安装，并将配好的传递杆和PVC护管分别编号，待安装。将预埋安装管用膨胀螺丝固定在孔口，调整预埋管的位臵，使预埋管与钻孔同轴，然后用水泥砂浆固定。由多人将组装好的多点位移计整体托起，并逐段向孔内送进，传递杆PVC护管的各接头牢固连接。注意在放入过程中，杆系不能有过大的弯曲，不能用力牵拉，以防传递杆折断。全部锚头和测杆送入孔内后，再安装测头，将测杆从相应的测头导向孔内穿出，旋在相应的传感器上，扭紧锁定螺丝，用水泥砂浆封孔。待水泥砂浆凝固后，进行封孔灌浆，灌浆材料为0.5水灰比的纯水泥浆，灌浆压力不大于0.5MPa。由于灌浆管的内径为直径Ф16mm的柔性管，必须一次性灌满，浆体一定要过筛，以防水泥块及其它杂物堵塞灌浆管。浆液终凝24小时后打开孔口装臵，经检测合格，将电缆引出，然后安装保护罩和孔口保护盖。 7.3锚杆应力计的安装

锚杆应力计的钻孔平直，其轴线弯曲度应小于钻孔半径。按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计，并确保所选用的锚杆计量程满足锚杆抗拉强度要求。锚杆应力计应与钢筋保持在同一轴线上，连接强度不低于受力钢筋强度。若采用焊接方式连接，则焊接时及焊接后，应在仪器两端浇水冷却，使仪器温度不超过50℃。但不得在焊接处浇水，以免影响焊接强度。安装检查合格后按锚杆埋设要求进行灌浆。砂浆固化后，测其初始值。 7.4收敛计的埋设安装

为了掌握巷道围岩稳定情况、支护效果，采用钢尺式收敛计进行变形监测，根据变形速度推断以后变形量和支护、混凝土衬砌浇筑情况。在巷道两侧边墙、拱腰水平方向埋设测杆或球头测桩，埋设深度20～30 cm左右，钻孔直径40～50 cm，用快凝固或用锚固剂固定，测桩球头须设保护罩，具体设臵型式，可根据设计和现场的要求对监测断面数量进行必要的调整。收敛断面将尽可能布设在围岩风化、破碎比较严重的断面，收敛测桩牢固地埋设在围岩表面；收敛测桩在安装埋设后应注意保护，避免因测桩损坏而影响观测数据的准确性。 7.5集线箱的安装

集线箱应具有防水、防潮、防雷击等安全保护功能。监测仪器的种类多，工作原理各不相同。集线箱应能适应这些复杂的接口要求，保证各种监测仪器都能方便而有效地进行监测工作。当现场具备安装条件时应尽快进行集线箱的安装，并将仪器电缆接入集线箱。

7.6电缆牵引和保护

重点部位仪器设备电缆应采用电缆护管保护，开槽埋设于地下。电缆牵引的方向实施应征得技术部的同意，如需变动应征得技术部同意。电缆按一定的设计长度在现场车

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间连接后运抵现场进行检查和埋设安装，尽可能减少电缆接头。电缆牵引线路以技术部批准的设计线路为准；并及时详细记录绘制已埋仪器电缆走线图。塑料外套电缆采用热缩接头，但防水接头采用成品专用接头，耐水压指标与仪器相同。

电缆的热缩连接：根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。在要连接的电缆一端预先套上的里层带有热融胶的热缩套管，再在电缆的每根芯线的一端分别套上一根细的热缩套管。把铜丝的氧化层用砂布擦去，按同种颜色互相搭接，铜丝相互叉入，拧紧，涂上松香粉，放入已熔化好的锡锅内摆动几下取出，使上锡处表面光滑无毛刺，如有应锉平。检查各芯线电阻，测值正常后加热热缩每根芯线的热缩套管，用火从中部向两端均匀的加热，排尽管内空气，使热缩管均匀的收缩，并紧密的与芯线结合。将芯线并在一起，用专用的自粘胶带紧紧的把芯线裹在一起，裹时一圈一圈地依次进行，并用力拉长胶带，边拉边缠，使粗细一致，包扎体内不能留空气。接好电缆的屏蔽层(可以互相压按在一起)，包裹之后的电缆外径略小于外层热缩管的内径为宜。将预先套在电缆的外层热缩套管移至缠胶带处加温热缩，如果外层热缩套管的内层不自带热融胶，热缩前应在热缩管与电缆外皮搭接段缠上热熔胶，用火从中部向两端均匀的加热，排尽管内空气，使热缩管均匀的收缩，并紧密的与电缆结合。接头热缩前后应测量、记录电缆芯线电阻、仪器读数。

8. 观测方法及数据处理方法

8.1. 内观监测仪器的观测方法及数据处理方法

将专用数据采集设备的信号线钳与仪器电缆相同颜色的芯线对接，打开读数仪电源，将仪器档位调整至对应监测档位，记录仪器编号、温度及模数，也可以直接存储至仪器的存储器，导入电脑用专用软件或EXCEL表格处理。

钢弦式传感器所测定的参数主要是钢弦的自振频率，常用专用的钢弦频率计测定，也可用周期测定仪测周期，二者互为倒数。在专用频率计中加一个平方电路或程序也可直接显示频率平方。

钢弦式仪器是根据钢弦张紧力与谐振频率成单值函数关系设计而成的。由于钢弦的自振频率取决于它的长度、钢弦材料的密度和钢弦所受的内应力。其关系式为：

1f2l （1）

式中：

f —钢弦自振频率； L—钢弦有效长度； σ—钢弦的应力； ρ—钢弦材料密度。

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由式(1)可以看出，当传感器制造成功之后所用的钢弦材料和钢弦的直径有效长度均为不变量。钢弦的自振频率仅与钢弦所受的张力有关。因此，张力可用频率的关系式来表示：

f= K (

式中： f——钢弦张力；

K——传感器灵敏系数；

fxf02fx2－

f02)＋A （2）

——张力变化后的钢弦自振频率； ——传感器钢弦初始频率；

2A——修正常数。

从式(2)中可以看出，钢弦式传感器的张力与频率的关系为二次函数，频率平方与张力为一次函数通过最小二乘法变换后为线性方程。仪器的结构不同，张力“f”可以变换为位移、压力、压强、应力、应变等各种物理量。从式(2)中可以看出钢弦的张力与自振频率的平方差呈直线关系。但不同的传感器中钢弦的长度、材料的线性度很难加工得完全一样。因此，修正常数(Y轴的截距)相对于每只传感器也都不尽相同，为以后资料整理时的起始值造成不一致，通常根据资料的要求人为设“A”值等于“0”，使一个工程中的多只传感器起点一致，以方便计算中的数据处理。经过把各类物理量转换为拉(或压)力作用在钢上，改变钢弦所受的张力，在磁芯的激发下，使钢弦的自振频率随张力变化而变化。通过率的变化可以换算出被测物理量的变化值。由于钢弦被臵于电测原件“磁芯”的磁场中，钢弦振动时就在接收线圈中产生感应电动势V。测出它的频率就确定了被测钢弦的自振频率，代人式(2)中即可换算成相应的物理量。 8.2. 收敛监测观测方法

相对位移测试观测手段较多，但基本上都是由测点、测尺（测杆）、测试仪器和联结部分等组成。

（a）测点：由埋入巷道面30~50 cm的埋杆与测头组成，由于观测的手段不同，测头有多种形式，一般为销孔测头与圆球测头。它代表坡面变形情况，因而要求对测点加工要精确，埋设要可靠，在测头管理中要精心。

（b）测尺（测杆）：一般是用打孔的钢卷尺、或金属管对围岩壁面某两点间的相对位移测取粗读数。除对测尺的打孔、测杆的加工要精确外，在观测中，还要注意测尺（杆）长度的温度修正。

（c）测试仪器：是位移测试的主要构成部分，一般由测表、张拉力设施与支架组成。测表多为10、30mm的百分表或游标尺，用此对净空变化量进行精读数，张拉力设施一般采用重锤、弹簧或应力环，观测时由它对测尺进行定量施加拉力，使每次施测时测尺本身长度处于同一状态。支架是组合测表、测尺、张拉力设施等的综合结构，在满足测试要求的情况下，以尺寸最小、重量最轻为宜。

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（d）联结部分：是联结测点和仪器（测尺）的构件，一般采用单向（销接）或万向（球铰接）联结，它们的核心问题是既要保证精度，又要联结方便，操作简单，能作任意方向测试。

相对位移计算：

Un = Rn-R0 （3） 式中：Un 为第n 次量测时相对位移值；Rn为第n次量测时的观测值；R0为初始观测值。测尺为普遍钢尺时，还需消除温度的影响，尤其当测线长，温度变化大时，应进行温度修正，其计算式为：

Un=Rn-R0-aL(tn-to) （4） 式中：tn为第n次量测时温度；to为初始量测时温度；L为量测基线长；a为钢尺线膨胀系数（一般a=12×10-6/℃）。

当相对位移值比较大，需要换测试钢尺孔位时（即仪表读数大于测试钢尺孔距时），为了消除钻孔间距的误差，应在换孔前先读一次，并计算出相对位移值（Un）。换孔后应立即再测一次，从此往后计算即以换孔后这次读数为基数（即新的初读数Rno），此后相对位移（总值）计算式为：

Uk=Un+Rk-Rno (k > n) （5） 式中：Uk为第k次监测时相对位移值；Rk为第k次监测时的观测值；Rno为第n次监测时换孔后的读数。

若变形速率高，监测间隔期间变形量超出仪表量程，可按下式计算相对位移值： Uk= Rk-Rn+ A0- Ak （6） 式中： A0为钢尺初始孔位；Ak为第k次监测时钢尺孔位。

9. 劳动力配备及施工设备

9.1. 施工设备计划见表2所示：

表2： 施工劳动力配备计划表(单位：人)

工种 人数 钻工 空压工 电焊工 测量工 电工 普工 4 1 2 2 1 6 技术员 2 管服人员 合计 2 20 9.2. 施工劳动力配备计划见表3所示：

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表3：主要施工设备配备计划表

序号 1 2 3 4 地质钻机 电焊机 空压机 手提式砂轮机 设备名称 XY－100 规格型号 单位 台 台 台 台 数量 1 1 1 1 20 m3/min电动 10. 施工期观测及资料的整编

(1). 各监测设施埋设安装完毕后，及时对观测设施进行测试、校正，记录各测点的

初始值。施工期观测做到“四无”，即无缺测、无漏测、无不符合精度、无违时；“四随”，即随时观测、随时记录、随时计算、随时校核；“四固定”，即人员固定、仪器固定、测次固定、时间固定。

(2). 各类数据均存入计算机进行数据处理，及时将观测物理量转换成相应的温度、

位移等物理量，并绘制时间过程线和相关曲线。 (3). 每月向技术部报送观测资料和成果。

(4). 认真搞好巡视检查，汛期及特殊情况下应加密观测频次。 (5). 严格按规程规范的频次要求进行观测，具体要求见表4～5所示：

表4：仪器埋设初期测次表

仪器埋设后的时段

24h以内或埋设部位进行开挖、灌浆作业时 1d～5d或邻近部位进行开挖、灌浆作业时

5d～15d

15d～临近部位开挖、灌浆作业完成

测次

4次/1ｄ 1次/1ｄ 1次/２ｄ 1次/3ｄ

外部观测

1d～7d或邻近部位进行开挖作业时 7d～临近部位开挖、灌浆作业完成

测次

1次/1ｄ 1次/15ｄ

备注：表中测次，均系正常情况下人工测读的要求。特殊时期（如发生大洪水、地震等），应增加测次。监测自动化可根据需要加密测次。

11. 施工质量、安全、文明保证措施

11.1. 工期保证措施

仪器埋设自正式开始，伴随开挖支护进度及时完成安装，安装后1个月内完成埋设仪器的考证资料整理工作。

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11.2. 施工质量保证措施

(1). 安全监测施工是一个系统工程，从仪器订购、率定检验、电缆联接到安装埋设、

电缆牵引、设施保护及观测反馈，每一个环节都密切相关，十分重要，为了保证仪器长期稳定工作，必须对每一个环节进行严格把关。

(2). 按照相关的规程、规范及技术部要求制订的适合本工程的观测细则必须严格执

行。

(3). 严格按ISO－9000质量体系运行，及时纠正工作中的各种缺陷，避免不合格产品

的发生。

(4). 加大进场人员培训力度，从规程规范、设计要求、设计图纸、规章制度安全生

产等方面进行培训，并保证进场人员相对稳定。

(5). 制定质量奖罚制度，对工作中的缺陷进行处罚，并落实到人，同时对优良工程

单元进行奖励并逐步加大比例。 11.3. 安全保证措施

(1). 建立健全以监测技术小组组长为第一责任人的安全文明施工领导小组，设臵专

职安全员，建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措施。

(2). 仪器埋设施工前对所有参与该项目施工的人员进行必要的岗前培训，只有经培

训合格的人员才能持证上岗作业。

(3). 施工人员进入施工现场严格按劳保着装，班前进行安全施工技术交底，每日进

行安全巡检，每月进行安全考核，奖惩月月兑现。对不服从安全人员检查，拒不执行安全施工的人员严肃处理，对存在安全隐患的施工部位，工序等必须责令整改后施工。

(4). 施工前检查作业区以及脚手架的稳定情况，必要时进行适当处理。

(5). 经常检查施工电源、线路及设备电器部分，按有关规定设臵保护装臵，确保用

电及埋设仪器安全。

(6). 注浆泵、张拉设备高压油泵等承压设备或容器，使用前须全面检查，满足安全

要求后再投入使用，在使用过程中如发现压力表失灵和损坏，应及时更换并经常检查易损部位，发现后要及时处理。

(7). 严格按照符合设计技术要求并经监理工程师批复的原型观测施工程序组织生

产，严禁违反施工程序施工，以免造成边坡失稳，崩塌等重大事故的发生。

12. 文明施工与环境保护

(1). 施工期间必须作到文明施工；

(2). 进入施工现场，必须佩带安全帽，着装安全、整洁，服从指挥；

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(3). 施工现场严禁嬉戏打闹，大声喧哗、随地大小便等；

(4). 现场合理安装、布臵设备、机具、管路，做到现场整洁，施工秩序井然； (5). 注意设备维护保养，保持设备外观整洁、运行正常；

(6). 保证施工现场整洁，现场施工废水、废浆集中排放至指定地点，严禁废水、废

浆满地漫流；

(7). 施工用电、照明用电线路有序布设；

(8). 有毒有害材料必须按照规定使用、保护，防止伤人、污染环境； (9). 生活垃圾集中堆放，并定期运至场外指定地点； (10). 施工现场工完料净，场地清洁整齐，无弃物；

(11). 维护正常交通，控制施工噪音，不对交通和邻近设施进行干扰； (12). 遵守国家和地区环境保护的各种条例。

13. 仪器采购计划

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

名称 多点位移计 锚杆应力计 屏蔽电缆 电缆保护管 读数仪

高精度水准仪 便携式多通道声发射仪 振弦式钻孔应力计

收敛计

单位 数量 套 支 米 米 米 台 套 套 个 台

6 9 200 200 300 1 1 1 2 1

技术指标或规格 采购型号

精度：±0.1%F.S 灵敏度：0.02%F.S，BGK-A3 四点式，量程100mm，配进口传感器。

量程：拉300Mpa，压100Mpa,分辨率BGK-4911 0.1%.F.S，温度测量精度±0.5℃。

四芯 十芯

BGK02-250V6 BGK05-375V6

PE管，直径：φ24mm，壁厚2.2mm 市场型号 多点位移计、锚杆应力计共用，激励BGK-408 范围：400HZ～6000HZ，精度：0.05Hz，温度测量精度：0.1%FSR

精度：测角0.5秒,平距1mm+1ppm

精确度 ± 2 20 % 频率：3000 – 5000 外径 29mm；内径 13mm 数显

GK-4300BX

JSS30A/30

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