隧道監控量測技術的現場應用畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 一，因此，施工過程中應根據業主要求，加強資料收集、整理工作。 (3)監控量測數據必須按照規定的頻率連續、不間斷采集。為提高觀測數據的準確性，減少誤差，監測務必做到四固定：固定觀測與錄入人員、固定監測儀器、固定測量方式與線路、固定測量水準基點和工作基點，使監測工作在基本相同的情況下完成。 (4)監控量測時與錄入人員應有高度的責任感，實事求是開展工作， 嚴禁弄虛作假，確保數據的真實性。 (5)對監控量測的數據要按“四及時”的原則進行分析和處理，即 “觀測數據及時錄入、監測及時預分析 、對異常數據應及時查找原因、對異常監測點及時復測”。 3 監控量測點布設要求 布點原則 （ 1） 針對該高速公路隧道地質圍巖及結構特點，并根據隧道監控量測以往類似工程的監控量測經驗和各類量測項目的作用意義 ，在相關隧道規范 指導下進行量測斷面的布置設計。 (2)根據不良地質、突水、洞口淺埋等及有特殊要求的停車、通道交叉地段或業主及監理認為有必要監控的地段，設置監控量測斷面。 (3)應重點監測圍巖質量差或局部不穩定塊體、節理或地下水發育地段，以及特殊工程部位（如洞口處）。監測點的安裝埋設應盡可能靠近隧道掌子面，以便盡可能完整獲得圍巖開挖后初期力學形態變化和變形情況。 (4)選測項目的布設結合隧道自身特點，重點突出。 測點埋設時間 (1)測點埋設時間，應根據地質條件、量測項目和施工方法等確定。 (2)測點應距開挖面 2m的范圍內盡快安設，并應保證爆破后 24h 內或下一次爆破前測讀初次讀數。 9 收 集 隧 道 詳 細 地 勘 資 料和 設 計 資 料進 行 隧 道 地 面 地 質 調 查和 掌 子 面 觀 察收 集 隧 址 所 在 區 域 地 質 資 料地 質 分 析 準 備進 行 區 域 地 質 分 析隧 道 總 體 地 質 分 析隧 道 地 表 和 掌 子 面地 質 分 析宏 觀 預 報綜 合 分 析 圖 1 地質分析的流程圖 4 必測項目的監控量測方法 隧道現場調查 現場調查目的 應用超前地質預報的地質理論分析并判定隧道存在的主要不良地質的性質、類型、成因特征、大約位置、大約規模、可能引發的地質災害及其對隧道施工的影響程度。 調查方法 采用以下分析方法和步驟： (1)熟悉勘察設計文件、資料和圖紙 。其目的是 對整個隧道所處地質環境有一個基本了解和宏觀把握。 (2)地面地質補充調查 。其目的是 核實隧道地質條件，確定隧道超前地質預報重點區段和重點問題。 對隧道的地質情況進行深入調查，在地形圖上圈定地層出露位置、量測巖性產狀、判定斷層性質產狀、統計節理裂隙發育狀況、確定不良地質作用、了解特殊性巖土分布性狀等，從而了解設計文件中對地質條件的認識是否正確，圍巖級別判定是否適宜，并編制出長期地質預報報告，指導中短期地質預報更具針對性地實施。 (3)洞內地質調查和掌子面地質素描 。 其目的是 核實隧道圍巖級別，建議隧道支護參數 。 掌子面地質素描的主要目的是判定隧道圍巖級別， 應采用 與現行隧道規范中圍巖分級的規則相一致 的“ 地質與支護狀況觀察記錄表 ” 所列各項內容應，素描圖主要是對結構面的展布情況和隧道輪廓、掌子面是否有臺階進行描繪，對結構面產狀要標明。 分析流程上圖所示。 10 信息反饋 (1)通過現場地質調查，全面掌握隧道沿線的地質情況，分析隧道經過不良地質體的可能性； (2)統計節理裂隙發育狀況、確定不良地質作用、了解特殊性巖土分布性狀等 ； (3)復核 設 計文件中對地質條件的認識是否正確，圍巖級別判定是否適宜 ； (4)編制出長期地質預報報告，指導中短期地質預報更具針對性地實施。 洞內圍巖觀察 觀察目的 通過觀察實際揭露的隧道掌子面地質情況，掌握隧道實際圍巖狀態，分析隧道掌子面的穩定狀態，預測前方隧道圍巖情況，并提出必要的預警；通過觀察隧道洞內初期支護的狀態，及時發現各種異常現象并進行跟蹤觀察，評價初期支護的穩定性。包括： ①預測開挖面前方的地質條件及圍巖級別； ②為判斷圍巖、隧道的穩定性提供地質依據； ③根據噴層表面狀態及錨桿的工作狀態， 分析支護結構的可靠程度。 觀察方法 掌子面地質觀察采用目測配合數碼相機進行觀測，及時繪制掌子面地質素描，記錄圍巖的巖性、產狀、節理等詳細特征，斷層、破碎帶等不良地質特征，地下水的水量、分布、壓力、類型等特征，填寫掌子面地質觀察記錄；初期支護狀態采用目測觀察為主，對初期支護噴砼、鋼支撐、錨桿出現的外鼓、裂縫、剝落、扭曲等異常現象，用數碼相機、塞尺、卷尺等進行跟蹤觀測并做好原始記錄。觀測中，如發現異常現象，要詳細記錄發現的時間、距開挖工作面的距離以及附近測點的各項量測數據。 測試儀器 地質羅 盤，地質錘，放大鏡，數碼相機。 11 觀察內容 (1)對開挖后沒有支護的圍巖： ①巖質種類分布狀態，近界面位置的狀態； ②巖性特征（巖石的顏色、成分、結構、構造）； ③地層時代歸屬及產狀； ④節理性質、組數、間距、規模、節理裂隙的發育程度和方向性，斷面狀態特征，充填物的類型和產狀等； ⑤斷層的性質，產狀，破碎帶寬度、特征； ⑥石煤層情況； ⑦溶洞的情況； ⑧地下水類型，涌水量大小，涌水壓力、水的化學成分，濕度等； ⑨開挖工作面的穩定狀態，頂板有無剝落現象。 (2)開挖后已支護段： ①初期支護完成后對噴層 表面的觀測及裂縫狀況的描述和記錄； ②有無錨桿被拉脫或墊板陷入圍巖內部的現象； ③噴混凝土是否產生裂隙或剝離，要特別注意噴混凝土是否發生剪切破壞； ④鋼拱架有無被壓曲現象； ⑤是否有底鼓現象。 觀察頻率 目測應在隧道開挖工作面爆破后及初期支護后進行，每次爆破后須進行掌子面地質情況觀察，每個監測斷面應繪制隧道開挖工作面及兩幫素描剖面圖。 成果分析與信息反饋 (1)通過掌子面地質觀察，分析圍巖穩定狀態，評估出現局部掉塊、塌方、涌水等災害出現的可能性，出現異常情況，第一時間通報承包商，及時指導 施工，并將異常情況、相關建議匯報業主和監理； (2)編制隧道實際地質狀況系列圖冊，參考前期勘察資料，預測前方圍巖狀 12 態，每周向承包商預報前方圍巖狀況； (3)對初期支護出現的異常情況，分析出現異常情況的原因，根據具體原因、問題的嚴重性向承包商、監理和業主匯報，并提出處理建議； (4)針對初期支護異常情況，開展跟蹤監測，繪制空間分布圖和時間發展曲線，預測發展趨勢，及時預警。 (5)編制地質與支護狀況現場觀察記錄表。 周邊位移監測 量測內容 量測隧道內壁兩點連線方向的相對位移，同時通過對連線長度的 測量，對所測斷面的超、欠挖量進行測定。 量測目的 隧道周邊收斂能夠直觀反映隧道圍巖與支護結構的穩定性，通過周邊收斂量測，為隧道支護結構穩定性分析提供依據；通過計算周邊收斂位移速率和預測最終位移值，為二次襯砌澆筑選擇最佳時機；為隧道施工工藝、支護襯砌參數優化提供參考。具體表現為以下四點： (1)周邊位移是隧道圍巖應力狀態變化的最直觀反應，量測周邊位移可為判斷隧道空間的穩定性提供可靠的信息； (2)根據變位速度判斷隧道圍巖的穩定程度，為二次襯砌提供合理的支護時機； (3)判斷初期支護設計與施工：方法選 取的合理性，用以指導設計和施工； (4)對超、欠挖量進行測定，判定開挖質量，用以指導施工。 量測方法 設置監控量測斷面，每個斷面分別在側墻（由施工開挖方法確定）設置測點，利用收斂計，采用一根在重錘作用下被拉緊的普通鋼尺作為傳遞位移的媒介，通過百分表測讀隧道周邊某兩點相對位置的變化。 測試儀器 13 收斂計，型號如表 2所示。 表 2 使用儀器 主 標 準 設 備 標準名稱 型號規格 測量范圍 測量精度 備注 數顯收斂儀 JSS30A ～ 10m 177。 杭州（分辨率 ） 測點布置 周邊位移測點頂端采用圓形鋼筋圈，嵌入圍巖部分亦采用螺紋鋼筋。每量測斷面設置 1～ 2 對測線，如表 3 所示。 表 3 周邊收斂測線數 開挖方法 全斷面法 短臺階法 多臺階法 一般地段 一條水平側線 二條水平側線 每臺階一條水平測線 特殊地段 三條、四條或六條 測線布置如圖 2 所示。 (6)量測頻度 宜根據位移速度和距工作面距離選取，如表 4所示。 表 4 量測頻度 注：①從不同測設得到的位移速度不同，量測頻率應按速度高的取值；②若根據位移速度和距工作面距離變形速度（ mm/d） 量測斷面距開挖工作面的距離 量測頻率 B 為隧道寬度 ≥ 10 (0～ 1)B 1～ 2次 /天 10～ 5 (1～ 2)B 1次 /天 5～ 1 (2～ 5)B 1 次 /2 天 ＜ 1 ＞ 5B 1次 /周 圖 2 周位移量測測點布置圖 14 兩項指標分別選取的頻率不同，則從中取高值；③后期量測時，間隔時間可加大到幾個月或半年量測一次。 成果分析與信息反饋 (1)每次觀測后現場計算位移發展增量，出現異常情況，重新測量排除操作失誤后立即報告相關部門； (2)每次測回數據交數據處理員輸入計算機，進行位移增量、位移發展速率的計算，繪制位移 ～ 時間曲線（如 圖 3）和位移發展速率 ～ 時間曲線（如圖 4），并應用函數擬合和灰色預測等方法進