Thiết Bị Quan Trắc Hầm¶

Mục tiêu¶

Quan trắc chuyển động đất xung quanh đào hầm, sự hội tụ của lớp lót, và thay đổi áp lực lỗ rỗng trong thi công — bảo vệ cả tiết diện hầm và các công trình lân cận phía trên.

Tham chiếu chương toàn diện từ các tài liệu tham khảo¶

Từ Dunnicliff — Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance¶

Chương	Tên chương	Áp dụng cho quan trắc hầm
Ch 1	Thiết bị quan trắc địa kỹ thuật: Tổng quan	Tầm quan trọng của quan trắc hầm, hậu quả sập
Ch 2	Ứng xử của đất và đá	Ứng xử khối đá, đất siết, nổ vỡ đá
Ch 3	Lợi ích của việc sử dụng thiết bị quan trắc địa kỹ thuật	Kiểm chứng thiết kế, an toàn thi công, hợp đồng
Ch 4	Phương pháp tiếp cận có hệ thống để lập kế hoạch chương trình quan trắc	Quy trình lập kế hoạch 20 bước cho dự án hầm
Ch 8	Cảm biến biến đổi và thu thập dữ liệu	Cảm biến hội tụ, hệ thống tự động
Ch 9	Đo áp lực nước ngầm	Áp lực hạ mực nước, áp kế tại mặt hầm
Ch 12	Đo biến dạng	Chính — Hội tụ, thiết bị đo biến dạng sâu, thiết bị đo nghiêng
Ch 13	Đo tải trọng và biến dạng	Tải trọng bulông đá, ứng suất lớp lót, thanh truyền chuyển vị
Ch 17	Lắp đặt thiết bị	Đặc thù hầm: khoan từ hầm, không gian hạn chế
Ch 18	Thu thập, xử lý, trình bày, diễn giải	Quan trắc hội tụ thời gian thực, hệ thống cảnh báo
Ch 23	Đào ngầm	Chương chính cho hầm — hội tụ, bulông đá, nước ngầm, áp lực mặt hầm

Từ Kỹ thuật móng: Tài liệu tham khảo thuộc phạm vi công cộng (USACE / FHWA)¶

Chương	Áp dụng
Ch 10	Áp lực đất ngang — thiết kế lót hầm
Ch 12	Tường cừ & Hố đào chống đỡ — chống đỡ cửa hầm và đào hở
Ch 13	Ổn định mái dốc — sườn dốc cửa hầm, lún bề mặt

Từ Cơ học đất & Địa kỹ thuật: Tài liệu tham khảo thuộc phạm vi công cộng (USACE / FHWA)¶

Chương	Áp dụng
Ch 6	Thấm & Lưới thấm — dòng nước ngầm, áp lực gương hầm
Ch 7	Ứng suất hữu hiệu & Áp lực nước lỗ rỗng — phản ứng đất quanh hầm
Ch 10	Sức kháng cắt — thông số cường độ khối đá và đất

Mảng thiết bị điển hình cho thiết bị quan trắc hầm¶

Thiết bị	Mục đích	Chương Dunnicliff	Thiết bị đại diện
Mảng hội tụ / thiết bị đo biến dạng sâu dạng thước	Quan trắc thu hẹp tiết diện hầm	Ch 12, 23	Thiết bị đo biến dạng sâu dạng thước, mảng đo hội tụ
Thiết bị đo biến dạng sâu nhiều điểm trong hố khoan (MPBX)	Dịch chuyển khối đá phía trên vòm	Ch 12, 23	Thiết bị đo biến dạng sâu MPBX, không dây
Thiết bị đo nghiêng (bề mặt/cửa hầm)	Phát hiện rãnh lún bề mặt	Ch 12, 23	Thiết bị đo nghiêng MEMS, mảng IPI
Áp kế	Áp lực hạ mực nước gần mặt hầm	Ch 9, 23	Áp kế dây rung, không dây
Cảm biến tải trọng bulông đá	Quan trắc tải trọng neo/bulông	Ch 13, 23	Cảm biến tải trọng dây rung, cảm biến đo biến dạng
Đồng hồ đo hội tụ	Hội tụ lớp lót thời gian thực	Ch 12, 23	Đồng hồ đo hội tụ, không dây
Cảm biến đo biến dạng bulông đá	Quan trắc tải trọng bulông	Ch 13	Cảm biến đo biến dạng dây rung, không dây
Hộp đo áp lực (NATM)	Áp lực đất lên lớp lót	Ch 10, 23	Hộp đo áp lực dây rung
Máy đo khe nứt / khe nối	Độ mở mối nối phân đoạn	Ch 12, 23	Máy đo khe nứt, máy đo khe nối
Thiết bị đo nghiêng (khiên TBM)	Khớp nối/căn chỉnh TBM	Ch 12	Cảm biến nghiêng MEMS
Vô tuyến mạng mesh	Dữ liệu từ hầm về cổng mặt đất	Ch 8, 18	Mạng mesh + cổng kết nối mặt đất

Hướng dẫn lắp đặt (từ Dunnicliff Ch 12, 17, 23)¶

Quan trắc hội tụ¶

Loại mảng: Thiết bị đo biến dạng sâu dạng thước, đồng hồ đo hội tụ, MPBX
Vị trí: Vòm, đường đứng lò (springline), đáy lót (invert)
Tần suất: Hàng ngày (đào), hàng tuần (thi công), hàng tháng (vận hành)

Lắp đặt thiết bị đo biến dạng sâu (MPBX)¶

Độ sâu neo: Nhiều mỏ neo tại các độ sâu phủ đá khác nhau
Lắp đặt: Từ vòm hầm / khoan từ bề mặt
Đầu tham chiếu: Vị trí ổn định ngoài vùng ảnh hưởng hầm

Lắp đặt áp kế¶

Vị trí: Phía trước mặt hầm, tại mặt hầm, phía sau lót
Loại: Áp kế dây rung (VW) cho đọc từ xa
Quan trắc hạ mực nước: Thượng lưu/hạ lưu hầm

Quan trắc bulông đá¶

Cảm biến đo tải trọng: Lắp tại đầu bulông
Điện trở biến dạng: Dán vào thân bulông
Thanh truyền chuyển vị: Cho độ dài kéo dài bulông dài

Hướng dẫn diễn giải dữ liệu (từ Dunnicliff Ch 18, 23)¶

Thông số	Dải bình thường	Mức cảnh báo	Mức tới hạn	Tham chiếu
Tốc độ hội tụ	< 2 mm/ngày	> 5 mm/ngày	> 10 mm/ngày	Ch 23
Tốc độ lún vòm	< 2 mm/ngày	> 5 mm/ngày	> 10 mm/ngày	Ch 23
Tổn hao tải trọng bulông đá	< 10%	> 20%	> 30%	Ch 13
Thay đổi áp lực lỗ rỗng	Đường cơ sở	2× cơ sở	> giá trị thiết kế	Ch 9, 23
Tốc độ tổn hao tải trọng bulông đá	< 5%/tháng	> 10%/tháng	> 20%/tháng	Ch 13

Quan Trắc Tự Động Cho Hầm (Dunnicliff Ch 18, Ch 23)¶

Hệ thống	Chức năng	Triển khai
Hội tụ thời gian thực	Quan trắc vòm/đường hông hầm liên tục	Cảm biến hội tụ không dây
Quan trắc áp lực mặt hầm	Áp lực khiên TBM, hạ mực nước	Áp kế không dây
Quan trắc bulông đá	Tải trọng + biến dạng bulông	Cảm biến tải trọng + cảm biến đo biến dạng dây rung
Cảnh báo tự động	Vượt ngưỡng	Nền tảng đám mây
Tích hợp dữ liệu TBM	Áp lực khiên, khớp nối	Mạng mesh + giao diện TBM

Trang liên quan¶

Nguồn: Tổng hợp từ Dunnicliff (616 chunks), Foundation Engineering (USACE/FHWA, phạm vi công cộng), Soil Mechanics (USACE/FHWA, phạm vi công cộng), NCHRP Synthesis 89, và các tài liệu tham khảo hiện trường.