通过监测了解地层在施工过程中的动态变化，明确工程 施工对地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节，了解施 工方法的实际效果，了解施工对周边环境的影响等等，以便 采取相应的工程措施来。
（2）安全评价
通过监测了解支护结构及周边建（构）筑物的 变形及受力状况，掌握施工过程中工程自身结构所 处的安全状态，并对其安全稳定性进行评价。
特别是城市地下工程施工引发的环境影响问题，如 地表下沉、建筑物倾斜、道路交通乃至地下管线能否正常 运作等源于兴建地下工程而产生的不良影响，因此环境影 响是选择施工重要考虑因素之一。
2. 主要施工方法
随着技术的进步和科技 的不断发展，地下工程的施 工方法越来越丰富，根据地 质条件、周边环境条件、机 械设备配备情况，地下工程
二、地下工程特点与施工方法
地下工程特点
主要施工方法
1.地下工程特点
地质条件差，地层条件复杂多变，具有复杂性与不确定性，因 此地下工程设计合理性进行理论分析比较困难，受工程地质和水文 地质等条件影响较大，通常施工难度比较大
周边环境复杂
1.地下工程特点
结构埋深浅、与临近结构相互影响
围岩稳定性难于判断
光纤传感技术
电磁传感技术
可用在水下、潮湿、易燃易爆、电 磁干扰、高能辐射等环境，无需作 任何防护进行长期监测
不适于复杂环境，如做特殊防护， 可做短期监测
位移达10-2~10-4量级，压力 0.01~0.001Mpa
需做无源联结，联结器件价格昂贵 ，修复较复杂 易于实现 需做防护；但体积小易于隐蔽，元 件损坏难以修复 >10年 在同一精度与测试量程内，为电磁 法的1/2~1/3
（3）修正设计
用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不 足，并把监测结果反馈设计，调整相应的设计支护参 数。
（4）积累资料
通过监控量测，收集数据，为以后的工程设计、 施工及规范修改提供参考和积累经验。
信息化施工的实质
施工过程中进行的监控量测是信息化施工的基础， 具有重要作用，在地下工程施工过程中进行现场监控量 测，及时获取围岩变位与地下工程支护结构的动态信息， 并反馈于修正支护参数与施工措施，以期达到安全与经 济合理的目的。
将原先需要求算的诸如 洞周收敛位移等作为输 入参数，而应该作为计 算前提条件的材料参数 和边界条件（初始的应 力场分布等）则作为计 算所谋求的结果。
新奥法和反分析方法的思路更为清晰和明确，以致它 们迅速成为地下工程计算理论和施工实践中的重要分支， 在当代大型岩土工程建设中发挥着重要的作用。
现场监测已经远远超出原来一般工程勘察的含义和覆 盖范围，而成为工程设计和施工的一部分。
第一章 绪 论
讲师：李 晓 乐
一、概 述
地下工程与地面建筑相比，地下构筑物处于岩土介 质之中，这使得后者在变形特性、物理组构、初始应力 场分布、温度和水侵蚀效应等众多方面具有明显的非均 质性、离散性、非连续性和非线性特点，致使地下建筑 在施工、使用阶段表现出相当独特和复杂的力学特征， 其变形规律和受力特点很难以纯理论的方法、按一般封 闭解的形式予以描述并获得令人满意的解答和结果。
(1)光纤监测技术
利用外界因素使光在光纤中传输 时光强、相位、偏振态以及波长（或 频率）等特征参量发生变化，从而对 外界因素进行检测和信号传输的技术 称为光纤检测技术。
光纤传感技术与传统传感技术在岩土工程中应用的优缺点
比较项目
监测环境
灵敏度 联结成网 智能化 施工干扰 服务年限 监测费用
光纤传感技术与传统传感技术比较表
C
施工方法一般可分为三大类:
A
明挖法
B
暗挖法
沉管法
三、监测和检测的目的
监测和检1.监测和检测的必要性
1
地下工程的复杂性的要求
地下工程具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的 特征。有必要通过信息化施工，通过对围岩、支护 的时空变形、应力、压力的量测数据分析，对隧道 支护状态进行评价，预报险情、评定设计的合理性， 反馈信息，及时变更设计。从而确保地下工程施工 和周围建（构）筑物安全。
1. 数 值 模 拟 法
借助于现代计算机技术，数值模拟方 法具有计入各种复杂因素、描述材料非线 性和几何非线性等能力及特点。
突破了经典弹塑性理论中有关介质与 材料连续、均质、各向同性和小变形等假 定的限制，使得分析方法及其成果更加贴 近工程实际。
在地下工程领域，监测和检测不仅针对计算 理论，而且对整个工程施工技术水平产生了巨大 和深刻的影响。
《铁路隧道喷锚构筑物技术规则》第3.1.4条规定： 设计应分为施工前设计和施工中设计两个阶段，施工前 设计中应包括监控量测设计的内容。
监控量测是隧道施工过程最重要的环节之 一，它起着“安全监控、设计反馈和指导施工”等 一系列的重要作用。
3. 监测和检测的目的
指导施工
安全评价
修正设计
积累资料
（1）指导施工
监测技术在地下工程建设中重要的作用
A 作为工程建设预测预估的依据，以保证建筑物和相邻土
层的安全 和稳定
B另 为今后的工程实践提供有价值的经验和第一手资料
四、国内外研究现状
监测的国内外新技 术及现在存在的问
题
现存在的问题及发 展方向
1. 监测的国内外新技术
目前发展 的远程监 测系统主 要有：
光纤监测技术 非接触监测系统 电容感应式静力水准仪系统 巴赛特结构收敛系统 轨道变形监测系统
2
规范的要求
《铁路隧道新奥法指南》第3.1.1条规定：新奥法的设 计应以工程类比法为主，并通过现场监控量测确认和修 正，必要时可辅以理论检算；
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB500862001）第 3.1.7条规定：锚喷支护的设计，应采用工程 类比法，必要时，还应辅以监控量测法及理论的检算法；
2反.分反析分法 析 法
上世纪60年代，首先在工程界，然 后在学术界开展了以地下硐室开挖支护 过程中，洞壁围岩收敛-位移量测为基础， 以反分析为导向的新奥法隧道施工新技 术的研究和实践，在铁道、公路、水利 水电、煤炭、采矿等领域取得了成功。
3. 新 奥 法
以局部的和实时的量测信 息作为依据，通过力学分析 计算确定结构和岩土介质的 物理参数、所满足的本构方 程，以及地层初始地应力分 布，在此基础上对全局的和 后期的变形及受力进行预测 和估算。