隧道施工監控量測技術-免費閱讀

　　

【正文】 (14)量測數據經現場檢查、室內兩級復核之后上報，且量測數據的存儲、計算、管理均用計算機系統進行。(7)設定監控量測管理基準值，當發現超過基準值時，立即報告監理，并向監理報送應急補救措施。監測工作需制定監測計劃經相關部門審批后按計劃有步驟地進行。 (2)監控量測數據的反饋流程監控量測信息反饋組織流程見圖165。如有變形超過管理標準，則由總工根據相關要求制定對策，通過調度命令直接傳達到作業隊執行，并同時通過書面、電話及其它方式通知建設、監理和設計單位。(2)監測管理等級基準1)暗挖隧道監測管理等級基準建立暗挖隧道監測變形管理等級標準，管理等級分三等，其等級劃分及相應基準值見表164和表165。各量測項目持續到變形基本穩定2周后結束量測，水下不良地質段位移長時間不能穩定時，延長量測時間并采取加強措施,保證結構穩定。2)監測儀器：鋼筋計、地層分層沉降儀等。(5)瀏陽河水位及河床高程監測1)監測范圍：橫向線路中線兩側3倍洞跨范圍，縱向為本標段對應瀏陽河河寬。地表觀測點按普通水準點埋設，在3～4倍洞徑外設置水準基點。2)觀測儀器：數碼相機、地質羅盤儀等。表162 暗挖隧道量測項目、方法及頻率表類別量測項目測量方法測點布置量測頻率必測洞外觀察觀察、記錄開挖后及初期支護后進行每次開挖后進行地表沉降水準儀、水準尺每20米一斷面，每斷面15～25個測點開挖面距測量斷面前后＜2B時，1～2次/天；開挖面距測量斷面前后＜5B時，1次/2天；開挖面距測量斷面前后＞5B時，1～2次/周拱頂下沉精密水準儀，銦鋼尺，鋼掛尺，收斂計每520米一斷面，每斷面1～2個測點, ,洞口段和下穿瀏陽大堤段選小值同上凈空變形精密水準儀、經緯儀、銦鋼尺5～20m一個斷面,洞口段和下穿瀏陽大堤段選小值同上地下管線沉降沉降標、位移標、經緯儀、水準儀沿管線布設5～10m一個測點同上地層位移地面鉆孔安設多點位移計每代表性地段2050米一斷面，每斷面3個點同上二襯鋼筋及初支鋼支撐應力鋼筋應力計選有代表性的3～5個斷面，在主筋與二襯鋼筋上選擇量測點同上瀏陽河水位水位標選有代表性的3個部位開挖通過時每天一次選測地下水位電測水位計和水位管選有代表性的3～5個斷面開挖通過時每天一次地層分層沉降鋼筋計、地層分層沉降儀選有代表性的3～5個斷面開挖面距測量斷面前后＜2B時，1～2次/天；開挖面距測量斷面前后＜5B時，1次/2天；開挖面距測量斷面前后＞5B時，1～2次/周圍巖內部變形多點位移計選有代表性的3～5個斷面同上錨桿應力電測錨桿、錨桿軸力選有代表性的3～5個斷面同上圍巖壓力和兩層襯砌間壓力采用壓力盒、頻率接收儀選有代表性的3～5個斷面同上噴混凝土、二次襯砌應力量測選有代表性的3～5個斷面選有代表性的3～5個斷面同上2)明挖段監測項目量測頻率基坑開挖期間，每一開挖段及影響范圍內測點每天量測一次，未開挖段每周1～2次；底板完成的區段，每周1～2次；換撐期間每天一次；主體結構施工結束后兩個月內，對地下管線等監測每周1次。(2)預測施工引起地表和土體變形，根據地表變形發展趨勢和地下管線沉降情況，決定是否需要采取保護措施，并為確定經濟、合理的保護措施提供依據。初期支護變形沿隧道縱向分布如圖341圖3418所示。如圖3420為YDK177+ 345斷面初支量測項目與施工步驟關系。具體數據如表3417所示。）里程角度α（176。實測三維變形最大值和均值如表3414所示。因此，地表下沉的量測監控對于地面有建筑物的淺埋隧道和城市地下通道尤為重要。當測得的圍巖壓力很小但變形量很大時，則應考慮可能會出現圍巖失穩。附近到起拱線之間；，不管凈空位移值大小如何，出現壓應力的情況是不少的。如加強錨桿(加長、加密或加粗)等，一般要求錨桿長度大于松動區范圍。若表現出穩定性較好，則可以考慮適當加大循環進尺。包括：(1) 在洞內直觀評價當前已暴露圍巖的穩定狀態，檢驗和修正初步的圍巖分類；(2) 根據修正的圍巖分類，檢驗初步設計的支護參數是否合理，如不恰當，則應予修正；(3) 直觀檢驗初期支護的實際工作狀態；(4) 根據當前圍巖的地質特征，推斷前方一定范圍內圍巖的地質特征，進行地質預報；防范不良地質突然出現。在塑性流變巖體中，如變形長期(兩個月以上)不收斂，量測要進行到1mm/30d為止。表755給出了凈空變形與拱頂下沉的量測頻率與位移速度、距工作面距離的關系。聲波測孔宜布置在有代表性的部位(圖7515)。全斷面系統錨桿(不包括仰拱)，量測錨桿在斷面上布置可參見圖7512方式進行。 表754 地表下沉測試斷面間距 覆蓋層厚度H測點間距(m)H＞2B20~502B＞H＞B10~20H＜B5~10注：①當施工初期、地質變化大、下沉量大、周圍有建筑物時取最低值；②B為隧道開挖寬度。把單項或常用的幾項量測內容組成一個測試斷面，了解圍巖和支護在這個斷面上各部位的變化情況，這種測試斷面即為單一的測試斷面。B類量測主要包括圍巖內部變形、地表沉陷、錨桿軸力和拉拔力、襯砌內力、圍巖壓力和圍巖物理力學指標等。它必須在初步調查的基礎上，依據隧道所處的地質條件、工程概況、量測目的、施工方法、工期和經濟效果而編制。根據測試記錄應及時整理出每個測孔的vP—L曲線。對于同一種激發彈性波，穿過不同的巖層后，發生的改變各不相同，這主要是由于巖體的物理力學性質各不相同所致。(4)變磁阻調頻式壓力盒的抗干擾能力強，靈敏度高，適于遙測，但在硬質介質中應用，存在著與介質剛度匹配的問題，效果不太理想。數據整理應及時進行，主要應整理出：(1)不同時間錨桿軸力(N或應力σ)——深度(l)關系曲線；(2)不同深度各測點錨桿軸力——時間(t)關系曲線。電阻片式鋼筋計實際上是將傳感用的電阻片粘貼于實際的錨桿上，并作好防潮處理。錨桿的工作狀態好壞主要以其受力后的應力——應變來反映。電測式位移計的傳感器須有讀數儀來配合輸送、接收電信號，并讀取讀數。其構造是由定位裝置、位移傳遞裝置、孔口固定裝置、百分表或讀數儀等部分組成。(2)測尺為普通鋼尺時，要消除溫度影響尤其當洞徑大(測線長)、溫度變化大時，應進行溫度改正。其中應力環式張力調節器須經標準實驗室標定，其測試精度較高。另外也可以用收斂計測拱頂相對于隧道底的相對位移。它是隧道設計和施工過程中不可缺少的一項重要地質詳勘工作，是圍巖工程地質特性和支護措施的合理性的最直觀、最簡單、最經濟的描述和評價。應測項目是現場量測的核心，它是設計、施工所必需進行的經常性量測。(二)監測項目與內容：開挖面附近的圍巖穩定性，圍巖構造情況，支護變形與穩定情況，準確掌握圍巖情況。：巖體(圍巖)溫度，洞內溫度，洞外溫度。表中l~4項為應測項目，5~11項為選測項目。(二)拱頂下沉和地表沉降由己知高程的臨時或永久水準點(通常借用隧道高程控制點)，使用較高精度的水準儀，就可觀測出隧道拱頂或隧道上方地表各點的下沉量及其隨時間的變化情況。(l)收斂計一般由帶孔鋼尺，測微百分表，張力調節器，測點連接器組成；(2)測點連接器有單向連接銷式及球形鉸接式等多種。兩測點的連線稱為測線。它不僅反映了圍巖內部的松弛程度，而且更能反映圍巖松弛范圍的大小，這也是判斷圍巖穩定性的一個重要參考指標。其中機械式位移傳遞構件有直桿式、鋼帶式、鋼絲式；電測式位移傳感器有電磁感應式、差動電阻式、電阻式。數據整理方法基本同前，可整理出：(1)孔內各測點(L1,L2,…)位移(u)——時間(t)關系曲線；(2)不同時間(t1，t2，…)位移(u)——深度(L1,L2,…)關系曲線。1錨固壓縮木；2位移傳遞桿；3硬雜木定位器；4WY－40位移傳感器；5位移測點；6測試導線圖756 電阻式多點位移計123456L1L2L3圖755 機械式位移計b)DWJ－1型深孔六點伸長計結構原理示意圖a)單點桿式位移計內錨頭位移傳遞桿測量百分表外錨頭1234561－位移測定器；2圓形支架；3錨固器；4保護套管；5砂漿；6定位器(3)讀數儀可自動率定接收到的電信號，并顯示應力——應變值。(3)測試錨桿安裝及鉆孔均按設計錨桿的同等要求進行，但應注意安裝過程中不得損壞電阻片、防潮層及引出導線等。(1)壓力盒有變磁阻調頻式、液壓式等多種形式。測試過程中應隨時作好各項記錄，并及時整理出有關圖表，如接觸應力分布圖。一般有以下規律：圖759 聲波測試原理示意圖1振蕩器；2發射換能器；3接收換能器；4放大器；5顯示器12345巖石(體)(1)巖體風化、破碎、結構面發育則波速低、衰減快、頻譜復雜；(2)巖體充水或應力增加則波速高、衰減小、頻譜簡化；(3)巖體不均勻和各向異性則其波速與頻譜也相應表現出不均一和各向異性。Kv越接近1，表示巖體越完整。淺埋隧道尚應作地表沉陷量測。在通常的情況下，選擇機械式手段與電測式手段相結合使用。對于土砂、軟巖地段的淺埋隧道要進行地表下沉量測，沿隧道縱向布置測點的間距可視地質、覆蓋層厚度、施工方法和周圍建筑物的情況確定。(a)一條測線(b)兩條測線(c)三條測線(e)六條測線(f)七條測線圖7511 凈空位移測線布置(d)五條測線圍巖內部位移測孔布置，除應考慮地質、隧道斷面形狀、開挖等因素外，一般應與凈空位移測線相應布設，以便使兩項測試結果能夠相互印證，協同分析與應用。圖7512 圍巖內部位移測孔布置(a)三測孔(b)五測孔(c)七測孔圖7513 噴層應力量測點布置(a)三測點(b)六測點、地中沉降測點布置圖7514地表下沉量測范圍及地中沉降測點布置2~5m間隔地中沉陷計不動點傾斜計450地表、地中沉降測點，原則上主要測點應布置在隧道中心線上，并在與隧道軸線正交平面的一定范圍內布設必要數量的測點，見圖7514。在安設由多項內容、多種手段組成的綜臺測試斷面時，互相干擾大，時間要拖長，對施工與量測結果都有不利影響；這時可把綜合量測斷面分為幾個亞斷面分開設置，只要圍巖沿隧道軸線方向變化不大，基本不會影響測試結果的綜合分析與應用。量測期間的確定：在變形量小的隧道中(開挖后一個月內收斂)，因變形收斂快，在變形收斂至一定值后，再以每天測一次的頻率測一周時間，觀察其穩定狀態。根據量測的數據和這些準則即可修正設計支護參數和調整施工措施。，關鍵是要確定一個“判斷標準”(或稱為“收斂標推”)，即是判斷圍巖穩定與否的界限。按新奧法施工原則，當圍巖或圍巖加初期支護后基本達成穩定后，就可以施作二次襯砌。錨桿軸應力越大，則K值越小。圍巖壓力的大小與圍巖位移量及支護剛度密切相關。如果噴層應力過大，或出現明顯裂損，則應適當增加初始噴層厚度。五、三維位移監測及應用烏鞘嶺隧道嶺脊段開展了三維變形監測。），如表3415所示。 圖3421 F7斷層位移向量方位趨勢線六、監控量測應用實例－烏鞘嶺隧道施工監測數據綜合分析實測側壓力系數結構荷載側壓力系數是初始地應力在隧道開挖后重分布對支護結構水平作用力與豎直作用力的比值，結構荷載側壓力系數大小直接關系到支護結構的受力狀態和安全程度，也是“荷載—結構”模式計算中重要計算參數。當然這些規律與二襯施作時機密切相關，在此只是根據現有數據的統計分析。仰拱封閉時變形值占累計變形的70%~80%左右。(3)10號斜井工區迂回導坑小斷面試驗段(F7斷層主帶)松散脫落帶：；松動帶：～；過渡帶：～；～。表161 監控量測項目表序號監測項目暗挖隧道明挖隧道鉆孔樁土釘墻放坡開挖一級基坑二級基坑三級基坑三級基坑1邊坡土體及圍護結構頂部水平位移和垂直沉降√√√√2邊坡土體及圍護結構的水平位移和垂直沉降√√√√3基坑外地表沉降,基坑內坑底的回彈量√√○○4鋼支撐軸力與撓度√○5作用在圍護結構水土壓力、隧道圍巖壓力量測√√○6圍護結構、暗挖初支、暗挖二次襯砌鋼筋應力√√○7工程附近的管線監測√√√√√8立柱變形√○9基坑外地下水位√√10坑內滲水漏水情況√√○○11洞外觀察√12暗挖隧道上部地表位移及沉降√13暗挖隧道洞內拱頂下沉及水平凈空量測√14瀏陽河水位及河床高程√15暗挖隧道內錨桿、土釘軸力量測○16暗挖隧道鋼架內力及所承受的荷載量測○