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隧道测量

隧道测量范文第1篇

关键词:隧道 监控测量

0 引言

隧道监控测量是新奥法施工的重要技术控制手段之一,其结果主要用于对隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性进行评价,帮助施工技术人员全面了解隧道施工实际围岩级别和变形特性,从而达到对隧道二次衬砌的施作时间的正确选择,隧道监控测量是保障隧道建设成功必不可少的手段。本文结合重庆路岳家沟隧道实例,对隧道监控测量的布设、方法和频率进行了介绍,并对测量结果和信息反馈进行了分析。

1 工程概况

四川“5.12”大地震后,重庆市对口支援崇州市灾后重建工程——重庆路岳家沟隧道,位于崇州市怀远镇宝峰村至道明镇斜阳村之间,为一座单洞公路短隧道,其全长480m。该隧道平面位置部分处于直线段上,部分处于曲线段上,属浅埋隧道,最大埋深仅为102.5m。

地质方面,该隧道穿越地层主要为白垩系上统灌口组泥岩、强风化岩、强风化泥岩,层间结合较差,隧道穿越老场正断层及羊角背斜,主要为V、Ⅳ级围岩,地下水贫乏,无岩溶等不良地质,但该隧道受地震影响,内部情况不明确,且进出口存在顺层坍塌等不利因素。

2 隧道监控测量的目的

隧道监控测量的主要目的是提高隧道自身及其施工的安全性、修正设计参数、指导施工、积累建设经验。

3 岳家沟隧道必测项目测点布置、测量方法及测量频率

3.1 测点布置和测量方法

3.1.1 必测项目

3.1.1.1 施工地质及支护状况观察与描述 在隧道掌子面爆破后和初喷之后,施工人员须要进行肉眼观察、使用地质罗盘和锤击检查,同时对其进行描述和填表,记录下围岩中的地质情况:岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。现场可以判断围岩级别是否和设计情况吻合,有条件的应采用拍照摄像,同时测量出地下水的流量;并监控围岩的支护效果。5~10m填写一张围岩施工地质记录卡片。

3.1.1.2 拱顶下沉测量 拱顶下沉测量是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2~3m共设3个带挂钩的锚桩,测桩埋设深度30cm,钻孔直径φ42,用快凝水泥或早强锚固剂固定,测桩头需设保护罩。该测量通过一个测量相对基准点,用精密水准仪和测微器、配合铟瓦合金尺用倒尺法测量拱顶下沉。岳家沟隧道在洞顶K0+165、K0+385两断面(隧道里程)附近分别布设15个测量点。

3.1.1.3 周边收敛位移测量 隧道开挖以后,在预设点的断面,沿隧道周边部位分别埋设测线、测桩,测桩埋设深度30cm,钻孔直径φ42,用快凝水泥或早强锚固剂固定,测桩头设保护罩。测线每断面布设上下2条、测桩每断面2对共4根。采用钢尺式周边收敛仪来测量周边收敛变形。

3.1.2 选测项目 隧道选测项目监控测量断面布置

3.1.2.1 锚杆轴力测量 锚杆轴力计安装与拱架应力计安装基本相同,在锚杆待测部位并联焊接钢筋计,焊接时应对轴力计采取降温措施。

3.1.2.2 隧道洞口浅埋段的地表下沉测量 根据岳家沟隧道施工现状,隧道进出口浅埋段各布测1个地表下沉测量断面,每个断面各布置9个地表下沉测量点,采用精密水准仪和测微器进行观察。其观测结果与拱顶下沉对比,间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。

3.1.2.3 围岩内部位移测量 该测量是用具有3~5点钻孔伸长计的多点位移计进行测量,每一测量断面布设3~5组测点。其目的是了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布,为准确判断围岩的变化发展提供数据。

3.1.2.4 围岩压力的测量 围岩压力测量主要是把压力盒布设在围岩与初支中间,为了测围岩压力;另外把压力盒布设在初支与二衬之间,为了测两层支护间的压力。

在测点布设实践中要把测点分别布设在具有代表性的断面的关键部位上,同时对各测点逐一进行编号。在埋设压力盒时,应该使压力盒的受压面朝着围岩方向。在隧道壁面,如果测围岩施加给喷砼层的径向压力时,可以用水泥砂浆把压力盒固定在岩石面上,然后施作喷砼层,注意请不要使压力盒和喷砼之间存在间隙,使得压力盒与围岩受压面在一起贴紧。

围岩压力测试的主要是为了判断复合式衬砌中围岩载荷的大小,为了判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。

3.1.2.5 支护混凝土内应力测量 支护混凝土内应力测量是为了了解支护衬砌内的受力状态。在衬砌的内外层钢筋中成对布设。安装前要在主筋待测部位将钢弦式应力计并联焊接上,施工中应注意在焊接中对应力计淋水降温,同时对应力计编号并记录下应力计型号,使用透明胶布将写在纸上的编号粘贴在导线上。

3.2 测量频率 岳家沟隧道每个测点测取读数的频率如表1

4 测量结果

隧道监控测量中选测项目可根据工程实际情况选择性的测量,而必测项目是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性测量工作,测量密度大,测量信息直观可靠,它贯穿在施工过程中,对监测围岩稳定、指导设计和施工有着巨大的作用。岳家沟隧道在每个洞口各布设地表下沉测线1条;周边收敛在Ⅳ、Ⅴ级围岩中测量断面的间距为20~30m;在围岩变化和各类围岩的起始地段适当加密,当发生较大涌水时,V、IV、Ⅲ级围岩测量断面的间距缩小至5~10m。该工程中拱顶下沉每断面为3个测点、周边收敛每断面为上下2条测线。因其它测量项目都较易理解和操作,测量结果也较直观,因此下面只对拱顶下沉监测和周边收敛监测重点说明。

4.1 拱顶下沉监测 从监测实测数据来看,拱顶下沉量均未超出规范值。在新奥法施工中,拱顶下沉初期增速较快,一周后增速有所缓慢,随后慢慢出现基本稳定趋势,拱顶下沉累计值与时间的关系变化曲线主要是抛物线

4.2 周边收敛监测 从监测的情况来看,周边收敛量基本上都比较稳定,变形稳定时间一般在1~2周内,周边收敛变化曲线主要是抛物线见图3。

5 结语

隧道的监控测量是保障隧道建设成功的重要手段。目前隧道的监控测量技术得到了很大发展,监测内容也逐渐丰富,但是因为隧道施工的未知性和不确定性,也存在许多有待改进的地方值得我们不断探索与改进。

参考文献

隧道测量范文第2篇

关键词:隧道 掘进 控制 测量

一、前言

潜盾隧道在掘进当中因为控制点资料无法施作闭合平差,故在整个隧道掘进当中的控制测量就变的相当重要,在此节中将探讨从潜盾机发进前与掘进中的控制测量方式,并使用全站仪与真北仪的实测分析数据,以提高隧道掘进的控制精度。

二、潜盾机发进控制测量

潜盾机发进端工作井里控制点平面座标及资料确认后即以此据控制潜盾机发进前各项相关设备位置,如发进端镜面框、发进端反力座、发进端隧道中心线型、潜盾机盾身发进前位置高程确认等,如此繁复的测量其目的在希望潜盾机发进后能安全无故障的在原设计线型上掘进,日后的隧道相关行车净空间也能在容许范围内。利用工作井内控制点在连续壁面上放样出发进端镜面框中心点,中心点为圆心再以潜盾隧道半径画出圆框,以利隧道组人员进行试水作业确认连续壁外地改工程阻隔地下水功效,避免潜盾机破镜后涌水影响工作,依照画出的圆框范围安装镜面框(图 1),如此就确认了潜盾机发进时破镜面的位置了。

图1 发进端镜面框

在大部份的情况下发进端与到达端在连续壁前后都是直线段,除非隧道端口距离车站月台超过 20 米,并在其间隧道线型已进入了缓和曲线段,例如加入了特殊部结构区,不过此情况在设计之初较少采用。发进端反力座位置其实也是隧道中心线型的延伸,其座标位置几何关系对潜盾机来说是矩形对称的,主要用意在位于潜盾机正后方发进时盾机内部推进用千斤顶透过临时假环片施力于反力座,借着反作用力推动潜盾机身前进,并利用盾头切削刀旋转破除连续壁面及岩盘土层,在盾身内部则不断组装环片,千斤顶再施力于环片侧边推进,如此循环掘进,并藉由盾机内部排泥管将盾头切削刀搅碎之泥浆排出外运。

在此之前测量工作需与潜盾组沟通互相配合,最基本的就是在整理好的发进台地面放样出隧道中心里程及法线,提供潜盾机身相关设备就位依据,惟需特别注意的是隧道中心线设计值与轨道中心线之间存在着偏移量(水平偏移支距、Offset data),因为隧道内部单侧设计了步道(Walkway),隧道线型也配合设计存在着曲线,为了考虑车辆净空包络线安全值,再配合隧道线型曲率,设计了轨道中心线型偏移量而成隧道中心线型,其偏移量值是随里程而变动的,加上潜盾机发进端掘进方向可能与设计线型里程前进方向相反,所以潜盾机发进前须特别注意隧道中心线型是在轨道中心线型掘进方向的左侧或是右侧。

当潜盾机组零件陆续由施工投入口吊下组装完成就位后,会先利用先前放样于地上的隧道中心基线调整到定位,最后仍需经过精密测量平面座标及高程来确认潜盾机发进前位置,测量方式有几种,例如利用全站仪无菱镜测距功能来测收潜盾机外壳几个横断面曲线来反推盾身圆心(图 2),即得知潜盾机位置高程,另外测量支撑潜盾机身下方的钢轨,亦可反推潜盾机身中心线,但上述两种方式属于较间接方式求得潜盾机位置,较直接的方式是使用横距尺架设于盾头与盾尾(图3),直接测收横距尺中心座标,即可推算对应隧道中心线型之里程及支距,再于横距尺正下方潜盾机内部测收高程,测收之高程值再加上内圆半径,最后就可算出潜盾机身中心线型发进前与设计值在平面座标与高程的误差了。

图 2 潜盾机外壳位置收方测量

图 3 潜盾机尾端中心位置测量

三、 全站仪控制点引测

潜盾机在掘进时是由潜盾掘削机掘进测量管理系统不断监控掘进方向与设计线型的误差,包含平面座标及高程,以利人员判断随时修正掘进方向使用,但前提是须先提供设计线型与控制点座标高程,在掘进过程中,隧道因为尚未贯通,无法与到达端工作井或站体控制点作闭合平差,仅能由发进端工作井以开放性导线方式引测控制点,无法平差的结果容易导致误差传播放大的效应(图4),为此在引测隧道控制点时就更需谨慎小心了。

图 4误差传播放大的效应

潜盾机掘进过程因为前视距离逐渐拉长,故须于适当长度加设隧道控制点,常用方式有两种,一种在环片底利用螺栓固定控制点(图 5),构造简单设置较方便,但有时会因环片底瘀积泥水造成测量困扰,通常在贯通后施作仰拱前即会被破坏,另一种于环片侧边利用螺栓固定测量架台,侧为优先选择,因为点位可保留至仰拱施作完成后。

图 5环片底控制点

在整个平面隧道导线引测过程当中,其实最重要也影响最大的就是导线测量起始第一站的第一个夹角读数,因隧道尚未贯通无法平差并受限于发进端工作井狭小空间,起始端后视基线无法拉长,第一个起始站读角误差所影响延伸至前视(FS)测站的总长最长,如图 4所示,其各测站误差影响会因测站往前视移动而递减,若要提高精度除了增加测回数来平差外,也可改变导线起始基线,由既有控制点 E5-1、E5-2、E5-3 三点引测出 TP1,再以 TP1 与 E5-2 为新基准线来引测后续点位,此方式即是藉由拉长导线后视(BS)基线长度来提高导线测量成果精度的方法。

至于隧道水准导线测量的精度控制就较容易了,不论是光学水准仪或是电子水准仪最主要就是注意架测站时前后视距离要尽量相等,以消除目镜十字丝视线与视准轴不相等之误差,另外就是电子水准仪所搭配之条码箱尺在隧道内容易受外在光线不均匀的影响而难以读数,需适时的以手持电灯补光或将尺面稍为转向亮光处以利作业。

隧道测量范文第3篇

1.1 交通部《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004),人民交通出版社;

1.2 交通部《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94),人民交通出版社;

1.3 《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);

1.4 《岩土工程勘察规范》(JB50021-2001);

1.5 《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98);

1.6 《锚杆喷射砼支护技术规范》(GB50086-2001);

1.7隧道施工设计图 ;

1.8隧道土建工程施工招标文件技术规范等 ;

2、监控量测目的和要求

2.1 监控量测主要目的

(1)根据对地表和围岩变形的监测数据对围岩稳定性和支护系统的安全性及时进行分析和评估,以便有针对性地改进施工工艺、优化支护参数,有效地控制地表和围岩变形,确保施工安全和工程质量,保护地表环境;

(2)预测施工引起地表和围岩变形,根据地表变形发展趋势,决定是否需要采取保护措施,并为确定经济、合理的保护措施提供依据,确保地表构筑物及地下管线的安全;

(3)为研究地表沉降与围岩变形的分析预测方法等积累资料,并为改进设计和调整施工参数提供依据;

(4)优化设计与施工,为后续工程提供技术依据。

2.2 监控量测应满足的要求

加强工程安全质量管理、防止重大事故发生的有力措施。根据相关要求,监测主要应满足以下几方面的要求:

(1)监测的数据和资料完整、客观、真实地反映工程安全状态和质量情况;

(2)监测数据和资料可以按照安全预警位发出报警信息,既可以对安全和质量事故做到防患于未然,又可以对各种潜在的安全和质量隐患做到心中有数;

(3)监测应满足作为设计变更的重要信息和各项要求。

3、监控量测主要内容

3.1 监控量测项目、断面及测点数量

根据隧道工程施工技术规范,确定了隧道施工过程中监测的项目、断面数量及测点数量。不同级别围岩段内布设初期支护变形测试断面的间距:Ⅴ级围岩地段的断面间距为5~10m,Ⅳ级围岩地段的断面间距为10~20m,Ⅱ~Ⅲ级围岩地段的断面间距为20~30m。

4、监控量测实施

4.1 监控量测仪器设备及精度要求

根据隧道工程要求和合同内容,拟定现场监测采用的仪器设备及精度要求,例如: DS32型水准仪(精度要求+0.1mm),收敛计(精度要求+0.01mm), DS32型水准仪、铟钢尺(精度要求+0.1mm)。

4.2 监控量测频率

根据隧道工程施工技术规范要求,为了确保隧道开挖期间的施工及周边环境安全,达到监测目的,依据技规要求及工程经验,拟定监测项目的监测频率,如:开挖

面距量测断面前后

4.3 监控量测控制标准和预警标准

根据隧道工程设计文件及招标文件要求,监测中应及时对各种监测数据进行整理分析,判断其稳定性及发展趋势,并及时反馈到施工中。依据技规要求及以往工程经验,确定采用以下二种方法在监测中进行控制和预警。

4.3.1 根据监测物理量的最大值或回归预测最大值

(1)根据监测结果,按表4-4中的三级管理制度进行指导施工。

表4-3监测的三级管理制度

管理等级 管理位移 施工状态 备注

Ⅲ Uo<(Un/3) 可正常施工 Uo―实测值,Un―最大允许值(控制标准)

Ⅱ (Un/3)≤Uo≤(2Un/3) 应注意并加强监测

Ⅰ Uo>(2Un/3) 应预警并采取特殊措施

(2)监测的控制标准和预警标准,见表4-4:

表4-4监测的控制标准和预警标准

序号 监测项目 控制标准(规范值或设计值) 预警标准

1 监测项目 地表下沉 30mm 20mm

2 周边收敛 设计预留变形量:Ⅱ~Ⅲ级围岩

为50mm,Ⅳ~Ⅴ级围岩为100mm 设计值预留

变形量的2/3

3 拱顶下沉

上述监测控制标准及相应管理对策,应在经过业主、设计、施工及监理方确认后予以实施,以后在施工过程中应根据监测情况逐步加以调整、完善。

4.3.2 根据监测物理量变化时态曲线的形态

当变化速率不断下降时(du2/d2t<0),表明围岩趋于稳定状态;

当变化速率保持不变时(du2/d2t =0),表明围岩不稳定,应考虑加强支护;

当变化速率不断上升时(du2/d2t>0),表示围岩进入危险状态,必须立即停止开挖,加强支护。

4.4 回归分析

4.4.1 采用的回归函数有:

U= A +Blnt或 (U= A + Blg(1+t))

U=t/(A+ Bt)

U=Ae-B/t

U=A(e-Bt-e-Bt0)

U=Alg〔(B+t)/(B+t0)〕

式中: U ―― 变形值

A、B ―― 回归系数

t、t0 ―― 测点的观测时间(day)

4.4.2量测数据处理――回归分析

在现场测试中,由于测试条件、人员等因素的影响,给测试数据造成偶然误差,使散点图上下波动,应用中必须进行数学处理,以某一函数式来表示,进而获得能较准确反映实际情况的典型曲线,找出测试数据随时间变化的规律,并推算测试数据的极值,为监控设计提供重要信息。

4.4.3可采用隧通隧道监控量测系统软件对量测数据进行分析

“隧通隧道监控量测信息系统TMMIS”是专门针对隧道及地下工程具体情况并根据多年监测技术和经验,采用先进的计算机技术和科学的数据处理方法研制的对监测数据分析和统一管理的完善的信息化软件系统。该软件能够及时、快速地对大量监测数据进行高效管理和分析,能够节约大量的监测数据的分析和管理时间。设置安全警戒值后,当监测数据达到该值时,系统会及时给出预警和警报。同时为类似工程积累经验。

4.5 监控量测方法

4.5.1 隧道监测项目测点埋设及观测方法

(1)初期支护收敛变形监测

隧道变形初期支护测试断面必须尽量靠近开挖工作面,但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩,太远又会漏掉该测试断面开挖后的变位值。变形测点应距开挖面2m的范围内尽快埋设;但根据以往隧道变形测试经验,变形测点埋设在相距1.0~1.5倍开挖循环进尺的断面上较为适宜。初次读数应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读。

测点埋设时,在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩(测桩埋设深度约15cm,钻孔直径约20cm,用早强锚固剂固定,测桩设置保护罩),并进行初始读数。监测仪器采用隧道收敛计(SGS-1)。监测方法采用精度较高的水平基线测试方法,并进行温度修正。

(2)初期支护拱顶下沉监测

拱顶下沉测点与收敛变形测点布置在同一断面上。

测点埋设时,在隧道拱顶部位埋设1个带挂钩的测桩(测桩埋设深度约15cm,钻孔直径约20cm,用早强锚固剂固定),并进行初始读数。监测仪器采用水准仪和水准尺。监测方法采用水准抄平方法,基准点分别设置在洞内和洞外(用于校核),视线长度一般不大于30m,监测误差控制在1.0mm以内(高程误差0.7mm),必要时采用冗余观测方法来提高监测精度。

在隧道所处陆域段,与隧道拱顶下沉及收敛变形测试断面相应的里程上,要尽可能布置地表下沉测试断面。

4.5.2监测警报

监测中,当监测数据异常,超出预警值或时态曲线出现不稳定征兆时,在监测完成后24小时内发出监测预警报告,及时报告现场业主代表、驻地监理、施工单位和设计代表。当出现特别紧急的情况时,马上口头或电话通知业主代表、驻地监理、施工单位和设计代表。

5、监控量测质量保证措施

在隧道工程监测项目的实施工程中,将充分利用资源优势,合理配置技术力量,投入先进的技术设备,保证优质、高效地完成好监测工作。

保证监测所需仪器设备在标定有效期内,在仪器设备使用前进行检查、调试,保证进场测试数据的科学性和准确性,保证仪器在数据采集期间有足够的电能。

4、人员相对固定

要求负责监控量测的技术人员能吃苦耐劳,对工作认真负责,仪器操作熟悉,资料采集和数据处理及时,发现问题及时向领导反映。

6、监控量测进度保证措施

1、根据隧道工程的要求,按技规的相关规定和《监测方案》的内容,及时开展现场监测工作,合理选择监测断面,适时埋设测点并采集数据。每日量测数据当天进行整理和分析 。

2、配备充足的仪器、设备,并保证测试所需仪器设备在标定有效期内,在仪器设备使用前进行检查,保证仪器能正常工作。

3、要求监测人员每日对监测数据及时输入为电子文档并进行备份,防止因数据丢失造成的报告不及时。

7、监控量测安全保证措施

安全目标:不出现任何安全事故。

1、人员安全

在现场,有关安全事宜应听从安全监督人员的指挥,遇有险情,必须撤离现场。遇到监测数据出现异常时,首先进行初步的安全判断,在确定安全情况下再继续进行相应的工作。

2、仪器设备安全

仪器设备的安全是现场监测工作的基础。严格按技规要求对仪器设备的保护措施进行操作和维护。

3、数据安全

监测原始数据应妥善保管,不能丢失。对于采用计算机储存的监测数据,要及时做好备份并做好储存位置的说明,避免数据丢失和混乱。

4、财物安全

妥善保管财物、避免丢失。

5、交通安全

监控量测人员驾车进入隧道必须注意行车安全,减速慢行,避免发生交通事故。

8、监控量测人员安排

隧道测量范文第4篇

关 键 词:隧道;施工;测量;监控量测

中图分类号:U45文献标识码: A

1 施工测量

隧道施工测量是隧道施工过程中不可缺少的一环,这项工作进行的好坏,直接影响到隧道能否按规定精度贯通和施工放样的准确程度。

1.1 洞外控制测量

首先组织测量技术力量对设计单位提供的平面控制网和高程控制网进行复测,洞口点准确设置。外业工作完成以后,对观测数据进行初步处理,并按要求进行平差计算和进洞关系计算,然后报监理工程师批准后使用,以确保隧道的施工精度。

1.2 洞内控制测量

洞内平面控制测量主要采用导线测量。由于隧道很短,洞内不考虑设置导线点,放样使用的置镜点每50m设置一个。

(1)洞内平面控制点的选点、埋设

洞内控制点应选在通视良好,顶板或底板岩石坚固的地方,以使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用,埋石方法、要求与洞外导线点相同。由于洞内施工和运输特别繁忙,光线较差,露出地面的标志易被破坏,导线点选择在中线的一侧,标石顶面应埋入地下10~20cm处,以坚固稳定、便于利用为原则,上面盖上铁板或厚木板,并注意不要压在金属标志上。埋设后,在边墙上以红油漆作为标志,标明点号、里程等,并以箭头指明埋点位置。

(2)洞内导线测量

洞内导线测量全部由全站仪完成,其施测方法与洞外相同,但由于洞内测量条件恶劣,为了减少折光误差的影响,应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行,测站和目标都要严格对中,同时可以采用两次照准,两次读数的方法,减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

(3)控制测量

① 洞内水准测量精度

地面与地下控制测量对贯通误差的影响,采取等影响分配原则,公路隧道的贯通限差为70mm,其中误差为35mm,则洞内高程贯通中误差为mh=0.71×35=24.8mm,由于水准线路小于5Km,采用等外水准测量即满足精度要求。

② 洞内水准测量施测

洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点,施工导线点设置为临时水准点。

洞内水准点在隧道未贯通之前,只能布设支水准线路,为增加检核条件必须进行多次观测和往返观测。随着隧道的掘进和水准点的延长,为满足施工放样和贯通精度的要求,先设置较低精度的水准点在施工导线点上,然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。由于洞内通视条件差,仪器到水准尺的距离不应超过50m。

③ 洞内测距三角高程测量

洞内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成,即导线水平角测量,导线边长测量和导线高差测量一并完成。为了减少测量误差积累,导线点高程的传递通过主导线进行,施工导线点高程则由其附近的主导线点对其观测求得。

(3)洞内中线测设

在隧道开挖初期,以洞口控制点为依据,放样临时隧道中线,指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到一定距离,洞内控制点逐步建立以后,再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。由于隧道位于平曲线上,临时中线点每5-10m设一点;正式中线点每50m设一点。

1.3 隧道贯通误差的测定与调整

当隧道相向开挖到贯通面时,由于受到测角、量距、水准测量等误差的联合影响,线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差。

(1)分析方法

由于各种可预见或不可预见的原因,现场量测所测得的数据具有一定的离散性,因此必须进行误差分析、回归分析和归纳整理等去粗存精的分析处理后,才能很好的解释量测结果的涵义,充分利用量测分析的结果。例如,要了解某一时刻某点位移的变化速率,简单的将相邻时刻测得的数据相减后除以时间间隔作为变化速率是不行的,正确的做法是对量测得到的位移―时间数组做数据拟合得时间―位移曲线 ,然后计算该函数在时刻t的一阶导数 值,即为该时刻的位移速率。总而言之,量测数据数学处理的目的是验证、反馈和预报。量测数据处理过程中要注意随时完成以下几项内容:

①将各项量测数据相互印证,以确认量测结果的可靠性;

②变形和应力的空间分布规律,了解围岩稳定特征,以便提供反馈,合理设计支护参数。

③监视围岩变形和应力状态随时间的变化情况,对最终值或变化速率进行预测。

从理论上说,设计合理的、可靠的支护体系,应该是一切表征围岩与支护系统力学性态特征的物理量随时间逐渐趋于稳定。反之,如果测得表征围岩与支护系统力学形态特征的某种或某个物理量随时间不是趋于稳定,则可以断定围岩不稳定,支护必须加强或修改设计参数,达到信息化设计的目的。

根据本隧道施工监控量测任务及量测设计方案的要求,结合隧道围岩条件及工程进展,制定了具体量测工作计划及实施细则。本方案就内空水平收敛和拱顶下沉的量测为例进行处理,判断围岩变形及支护结构稳定性并反馈于设计和施工。通过量测和信息反馈,充分利用围岩变形特性,及时改进施工设计,调整施工工艺,更好地控制围岩变形,保证围岩稳定。

(2)隧道贯通误差的调整

① 平面位置调整

青山隧道位于平曲线上,因此,由曲线两端向贯通面按长度比例进行调整。由于调整只能在未二次衬砌段进行,调整长度将由未衬砌段长度确定,一般取100m。

② 高程调整

隧道贯通点附近水准点高程,采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程,其它各点按水准线路的长度比例分配,调整后作为施工放样的依据。

2 监控量测

光爆、锚喷、量测是新奥法施工的核心,为验证初期支护设计的合理性,指示施作二次衬砌设计参数及提供安全信息处理等。进行监控量测十分必要。必测项目的施测、资料整理、信息传递等由专人负责。

(1)地表下沉观测:在隧道埋深小于30m的范围内,于开挖掌子面前方30m处,每10m布置一个检测横断面。每一横断面内按4m间距,从隧道中心开始每侧各测7点。

(2)净空变形量测:量测断面按Ⅴ类围岩每10米一个;Ⅳ类围岩每30米一个;Ⅲ类围岩每50米一个。必要时适当加密。其测点布置视施工方法而定,台阶法开挖于拱顶、拱腰、墙部共测五点(即拱顶下沉1点,水平收敛2对)。

(3)量测频率:视量测断面距开挖作业面的距离S而定,即S

(4)量测起始时间:地表下沉观测必须在洞内开挖作业面前方30m的相应里程开始;净空变形量测应在开挖爆破后设点,于24小时之内量取初始读数。

(5)量测终止时间:地表下沉观测,到仰拱施作完毕为止;净空变形量测到施作二次衬砌时为止。

(6)监测工作质量保证措施

为保证量测数据的真实可靠及连续性,特采取以下措施:

(1) 量测人员相对固定;

(2) 仪器的管理采用专人使用专人保养,专人检验的方法;

(3) 量测设备、传感器等各种元器件在使用前均经检查校准合格后方投入使用;

(4) 直读式仪表每周检查一次,以保证仪表的准确度。填写观测记录表,注明仪器异常,仪表或装置故障,电缆长度变更及集线箱检修情况;

(5) 各量测项目在监测过程中必须严格遵守相应的监测项目实施细则;

(6) 量测数据均经现场检查,室内复核两次检查后方可上报;

(7) 量测数据的存储计算管理均采用计算机系统进行;

各量测项目从设备的管理,使用及量测资料的整理均设专人负责。

参考文献

[1] 孙伟、谢飞鸿.监控量测在地铁施工工程中的应用[J].河南建材,2007(6).

[2] 周慧,孙伟,霍如桃.地铁隧道施工监控量测技术的应用.科学技术与工程[J].2010.4(12).

隧道测量范文第5篇

关键词:隧道 监控量测 数据

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)05-0158-02

引言

隧道工程是一种特殊的工程结构体系,它所遇到的地质条件非常复杂,围岩和支护结构相互作用难以预测,所以监控量测在隧道工程中起着非常重要的作用。一方面在围岩动态变化与维护结构的工作状态中,采用对围岩监测结果进行修改设计、分析、指导施工,并预见沉降事故险情,有利于采取及时措施;另一方面是收集重要围岩资料,在类似情况下的设计中提供可靠依据,尤其对软岩变形较大隧道围岩更是如此。因此,利用对围岩的监控量测数据进行有效的处理,并分析监测结果,从而了解到隧道围岩的情况,这样就能对隧道施工进行有效指导。

1 工程概况

广西某隧道进口位于桂平市石龙镇三陀村北西向约950m 处,出口位于桂平市石龙镇那生村南西向约500m 处。其山体岩性主要为泥盆系粉砂岩、泥岩、砂岩及寒武系泥质粉砂岩、泥岩、砂岩。隧道分左、右线,左线里程桩号为ZK157+150~ZK160+023,长度为2873 米;右线里程桩号K157+140~K160+029,长度为2889 米。左、右隧道均属长隧道。设计隧道为双向分离式+小净距隧道,洞高8.07米,洞宽15.36米;隧道断面采用拱部三心圆曲墙式断面,半径R1=8.5米,R2=5.7米。隧道建筑界限14.50米,净高5.0米。

2隧道监控量测方案

2.1测点布置

为了能够对隧道围岩和支护结构的性态进行有效系统的分析,并能够取得完整的数据,同时又可以使得这些数据进行比较、验证,因此,应该在同一断面上尽量布置必测项目和选测项目。隧道断面间距布置如表1。

2.2量测周期

现场量测项目的周期确定:按《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)规定,开挖后的1~15d,1~2次/d;第16~30d, 1次/2d;第1~3个月, 1~2次/周;大于3个月, 1~3次/月。量测位移逐渐达到标准稳之后,则应该停止量测;然而,隧道围岩的观测频率主要是依据围岩动态和支护结构以及观测的数据进行分析而定的,且灵活性较强,对于隧道的量测频率可以参考下表2进行编制。因此,隧道的量测频率的确定可以参考下表2进行编制。

2.3变形管理

隧道监控量测数据结果,要时刻进行处理,如果隧道内空变形位移大于允许值时,要立即通知施工单位进行有效的支护措施,防止事故发生,变形管理等级如表3。

2.4量测方法

用收敛计对周边收敛与拱顶下沉进行一次量测,量测方法如图1。

3 监控量测数据处理及分析

3.1 监控量测结果

此隧道左线ZK159+375断面围岩为Ⅳ级浅埋,地质条件很差,埋设时间为2012-12-17,采用台阶法施工,图2,图3该断面的内空收敛位移~时间、图4,图5收敛速率~时间。

从图2,图3可以看出ZK159+375断面收敛变化有三个阶段,分别为快速增长、缓慢变化、趋于稳定,掌子面开挖是在12月17日,从12月17日到12月23日隧道收敛位移有很大变化,从12月23日到1月1日,隧道位移收敛变化逐渐缓慢,从1月1日到1月10日,隧道位移收敛进入稳定状态,每日收敛值均在0.2mm以内,则可通知施工单位施作二衬。

隧道刚开挖过后,围岩变化很大,围岩变形在1.0mm/d内浮动,进而逐渐缓慢增长,一般在1—0.2mm/d内变化,然后经过几天后,围岩变化与支护结构变形几乎进入稳定状态,变形在0.2mm/d以内。

根据位移-时间曲线进行施工管理。

(3),位移速率逐渐增大,说明围岩已处于不稳定状态,应停止掘进,立即采取加固措施。产生这种原因,一方面是围岩和支护结构受到破坏,不能承受侧面、上部荷载,进入极不稳定状态。另一方面刚开始开挖隧道,围岩动态不能无法进行描述,如果出现这种情形,是量测不到的。

3.2坍塌断面分析

此隧道右线YK159+170断面围岩为Ⅳ级浅埋,在12月31日对隧道进行了常规监控量测,没有发现反常现象图6监控数据分析曲线,从曲线上分析,内空收敛位移在规范范围内,和其他的几个断面相比,收敛值相差不大,但是在开挖大约两周后,隧道突然坍塌。导致这种坍塌的原因,一方面是此段地质条件很差,隧道围岩结构松散,且胶结级差。另一方面支护结构效果不好,没有对围岩加强支护。

4 结语

在隧道的施工过程中,隧道工程具有一定的特殊性、复杂性,围岩动态的不确定性,因此对隧道进行监控量测是极其重要的,对隧道围岩及支护结构进行指导作用,保证隧道工程的质量。因此,对隧道的监控量测应做好以下几点:

(1)监测的内容,断面位置和量测测点的布置

(2)监控量测要分析数据的变化与施工状态变化的关系,有效的指导隧道工程施工要;

(3)通过对隧道的监控量测,确保隧道工程安全,防止坍塌事故;

参考文献:

隧道测量范文第6篇

摘要:隧道的顺利贯通,洞内控制测量至关重要,本文作者结合工作经验,对隧道洞内控制测量进行了论述,引发思考。

关键词 :隧道贯通洞内控制测量测量方案

1 概述

隧道贯通时,贯通误差的影响值,由洞外和洞内控制测量两部分组成。由于洞外控制测量现如今多采用gps 静态观测控制网,精度高,且观测条件不利影响因素对测量精度的影响较小,易于控制,本文主要对洞内控制测量方案进行论述、分析。本文以作者主持施测的G314 国道奥依塔克镇至布伦口段公格尔隧道工程为例进行论述、分析。

2 测量方案的要求及精度

2.1 洞内导线测量。根据《工程测量规范》(GB50026-2007)规定,洞内的平面控制网宜采用导线形式,并以洞口投点(插点)为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长多环导线。导线的边长宜近似相等,直线段不宜短于200m,曲线段不宜短于70m,导线边距离洞内设施不小于0.2m。当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时,应分别布设导线,并通过横洞连成闭合环。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km,根据测量规范要求,本次洞内导线测量的等级应为四等。2.2 洞内水准测量。根据《工程测量规范》(GB50026-2007)规定,洞内的高程控制测量宜采用水准测量方法。隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点(含竖井和平洞口)和必要的洞外水准点,应组成闭合或往返水准路线。洞内水准测量应往返进行,且每隔200~500m 应设立一个水准点。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km,根据测量规范要求,本次洞内高程控制测量的等级同样分为四等。

3 测量方案的设计对比及选定

3.1 隧道洞内平面控制网布设方案设计。由于隧道内施工场地狭小,控制网布设难度较大,为了提高导线端点的精度,在不增加较多工作量的前提下,提出以下两个方案。方案一:支导线法(单导线)。传统的支导线布设方案(如下图)简单,观测工作量少,布设灵活,但由于没有多余观测和其他约束条件,在实际工作中即使发生错误也无法检查,同时随着导线长度的增加,端头点横向误差随机迅速变大。

支导线法控制点布置对隧道贯通误差预计的影响计算如下:结合洞内施工条件,洞内导线平均边长200m,从洞口至贯通面设7 个导线点,按四等导线测量技术要求,测角中误差2.5义,导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响:

②测边中误差对贯通的影响:因为支导线控制点基本在隧道中线附近布置,测边中误差对贯通误差的影响极小,故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道支导线法布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±45mm。

方案二:双导线法(主副导线法)。沿洞内布置控制点形成闭合导线环,沿隧道中线布设主导线,在主导线旁靠隧道边布设副导线,构成主、副导线环,组成一个闭合导线环。观测闭合环的所有内角,进行角度检核,测量各条导线的边长,通过角度闭合差可以评定角度观测的质量和提高测角的精度,对提高导线端点的横向点位精度非常有利(主副导线网布置见下图)。

双导线法(主副导线法)控制点布置对隧道贯通的影响:

结合洞内施工条件,洞内导线平均边长200m,从洞口至贯通面设7 个导线点,按四等导线测量技术要求,测角中误差2.5义,导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响:

②测边中误差对贯通的影响:因为双导线导线控制点基本在隧道中线附近布置,测边中误差对贯通误差的影响极小,故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道双导线法(主副导线法)布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±24mm。

根据以上综合分析可得出以下结论:①导线横向误差随导线延伸成递增趋势,导线越长增加速度越快,当采用双导线法方案时,横向误差精度明显提高。在上述两个方案中,支导线的精度最低,双导线法(主副导线法)精度较高。②在工作量方面,双导线法(主副导线法)较高,支导线法较低。结合以上两方面,按《工程测量规范》(GB50026-2007)中规定,本隧道洞内控制测量横向贯通中误差的限值为45mm,本隧道采用支导线法横向贯通中误差影响值已经达到45mm,故本隧道不可采用支导线法布置洞内控制点;本隧道采用双导线法(主副导线法)布置洞内控制点,经计算横向贯通中误差影响值为24mm,小于《工程测量规范》(GB50026-2007)中规定的45mm,故决定本隧道洞内应使用双导线法(主副导线法)布置洞内控制点。

3.2 隧道洞内高程控制网布设方案设计。为保证隧道竖向施工的精度,首先对隧道洞口附近至少2 个已知高程点进行附合测量,合格后方可进行后续高程测量。高程控制网布设直接利用双导线发布置的平面控制点,布置图见前文双导线法布置示意图。

本隧道高程测量设计为四等水准,每公里(km)高程测量高程中数中误差m塄=±5mm。

则m塄h=±m塄姨L =±5×姨2.4 =±7.7mm。

结合以上计算,按《工程测量规范》(GB50026-2007)中规定,本隧道洞内控制测量高程贯通中误差影响值的限值为25mm,本隧道采用四等水准高程测量设计经计算高程贯通中误差影响值为7.7mm,小于《工程测量规范》(GB50026-2007)中规定的25mm,故决定本隧道洞内高程测量采用四等水准。

4 技术总结及结束语

由于隧道洞内施工条件的限制,隧道洞内施工控制网在保证隧道顺利贯通有着重要的地位和起着相当关键的作用,而如何合理、严密的建立隧道洞内施工控制网,便成了决定工程质量和生产效益的必不可少的先决条件。因此,在国内外各种长大隧道施工中,测绘工作人员之间也对如何能够建立满足更高精度要求的施工控制网进行了各种论证研究。本着为工程服务的原则,本文以作者主持施测的公格尔隧道控制测量方案的研究简要归纳出以下提高隧道洞内工程控制测量精度的现场施测方案、方法。

通过对两种导线控制网方案的分析比较最终确定采用双导线法(主副导线法),因为此种方法在保证精度的同时又能检核测量成果。此种方法可以使长度在1000 米以上隧道的控制测量取得良好效果,可长期运用到隧道控制测量中。不过隧道工程洞内施工控制网的建立都大同小异,很难找到具有突破性质的新方法,但并不是说所有施工控制网的精度都一样,而相同的最佳布置形式在不同的情况下也不一定是最佳方案。因此,控制测量没有定论,如何选择更好的布置形式不单取决于外界等因素,也要依靠测量工作者长期的经验积累和大量的知识积累。

参考文献:

[1]GB50026-2007,工程测量规范[S].

隧道测量范文第7篇

Abstract: For the tunnels in cold region, because of the rock heaving role, lining structure of tunnel is prone to cracking, collapse and other quality problems which directly threat the operational safety. The quality detection in construction can timely detect, find and treat the quality problems during construction, to achieve the purpose of prior control, reduce or eliminate unnecessary security risks, and ensure the quality of tunnel construction.

关键词: 寒区隧道;质量检测;检测方法

Key words: tunnels in cold region;quality detection;detection method

中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)25-0085-02

0 引言

全国高速公路经过近20年的建设,公路隧道越来越多,据统计,截至2009年,全国公路隧道达5627处、391.06万延米,其长隧道190处、82.11万延米。其它隧道情况分别为:长隧道905处、150.07万延米,中隧道1086处、76.93万延米,短隧道4256处、81.95万延米;有部分在通车三年后就出现病害的,通车十年的隧道出现病害的更多,甚至于隧道在交工验收时,就已出现衬砌开裂漏水等现象。出现这些问题的主要原因是由于工程太多,施工单位和监理单位等的专业技术人员特别缺乏,管理不到位,质量控制力度不足,所以施工中出现大量的质量问题,直接给隧道留下安全隐患。在寒区隧道,由于围岩冻胀作用,如果隧道存在以上质量问题或隐患,衬砌结构易出现开裂,坍塌等事故,直接威胁营运安全。

1 项目概况

共和至结古公路段上共有4座隧道,分别为鄂拉山隧道、姜路岭隧道、雁口山隧道及通天河隧道,设计行车速度为60km/h,隧道内轮廓设计净宽10.25m,净高7.15m,建筑限界高5.0m。四座隧道隧址区均属冰缘及构造侵蚀中高山,地形中间高南北低,东西两侧为南北走向高山,冰积谷地发育,地势起伏较大,山体寒冻风化剥蚀作用强烈,海拔高程4000-5000m。四座隧道均为分离式隧道。

气象水文条件:属典型的高原大陆性半干旱气候级别,其特点是:冬季气候寒冷漫长,多风雪,易成雪灾;夏季气候凉爽短促,雨水较充足,中高山脉终年霜雪不断,降水分布地区差异明显,随地势升高降水量增加,且降雨主要集中在5-9月份,气温和蒸发量随海拔高度的增加而相对下降和减少,线路区寒长暑短,四季不分明,昼夜温差大,空气稀薄,气压低含氧量少,大气含氧量比平原低40%,缺氧严重,日照充足,年平均日照率达50~60%,无绝对无霜期,全年冰冻期长达7个月,年平均气温-4.2摄氏度,年最高气温3.5摄氏度左右,年最低气温-10摄氏度左右,极端最高气温25摄氏度左右,极端最低气温-48摄氏度左右。多年平均降水量369.2mm,最大积雪深度16cm,最大冻结深度277mm。山顶部,全年为降雪,下雨或下雪时雾大。

2 隧道质量检测方案

2.1 检查检测内容 ①拱墙衬砌前净空断面检测;②初期支护质量检测:喷射混凝土厚度,钢支撑数量及间距,初期支护背后空洞或不密实情况;③二次衬砌质量检测:二次衬砌厚度,二次衬砌混凝土均匀性、连续性与密实情,二次衬砌背后脱空情况;④锚杆检测:检测锚杆长度及注浆饱满度。

2.2 检测预报手段与设备

2.2.1 拱墙衬砌前横断面检测 ①使用检测设备及仪器:BJSD-3激光断面仪。②检测方法。在隧道初期支护后,并在二次衬砌施作前进行隧道净空断面检测,控制隧道超欠挖,主要控制隧道初期支护后侵入二次衬砌线界,保证二次衬砌厚度,达到事前控制的目的。隧道开挖后,二次衬砌施作前将激光断面仪架设在检测横断面上对隧道拱墙衬砌前的净断面进行检测,原则上20m一个检测断面。衬砌前实测净空断面与设计的净空断面进行比较,得出围岩或初期支护是否侵入二次衬砌限界,若满足设计要求,则可进行二次衬砌施作;若不能满足则必测对侵限段及部位进行处理后,方可进行二次衬砌施作。

2.2.2 初期支护地质雷达检测

①使用探测设备及仪器。采用SIR-20型地质雷达及其配套400MHz、900MHz天线。地质雷达是使用甚高频至超高频段的地下电磁波反射探测技术。工作原理是发射器通过发射天线向初期支护与围岩中定向发射电磁波,电磁波在传播的路径上当遇到有电性(介电常数和电导率)差异的界面时即发生反射,从不同深度返回的各个反射波由接收天线和接收器所接收,另外还最先接收到从反射天线经两天线所在介质的表面传播到接收天线的直达波,并作为系统的时间起始零点。经过信号处理之后,对于直达波之后反射回来的各个不同时间的发射波,取其时间之半,乘以相应介质的电磁波传播速度即为反射目标的深度。再根据反射信息特征(反射强度、反射波组合特点以及横向、纵向变化等)判别反射目标的性质。初期支护与围岩、围岩中的空洞或欠密实区、围岩中的含水区或裂缝、初期支护裂缝等均为良好的反射界面或目标体。

②探测方法。地质雷达探测前,为保证检测结果的准确,需要施工单位配合在检测区内至少放准两个整桩号断面位置,并作标记,再沿隧道两边墙每隔10.0m清楚地标出隧道里程桩号,以便于通过打标器将各个里程位置记录在实时彩色剖面图中,进行有关检测对象的准确定位。避免由于里程错误造成的检测结果不准确。

检测里程标记完毕后,在初期支护表面需对测线位置进行标记、布置,在拱部及边墙共布置5条纵向测线(与隧道掘进方向一致),测线布置见图1。

探测时,主机和操作人员均在架子车(高空作业车)上,天线贴在初期支护表面上,操作员对雷达进行现场参数设置,根据开孔破检资料或现场初期支护揭示情况,标定雷达介电常数等相关指标,仪器调试至合理的参数方可进行检测。

检测进行中,汽车需保持5.0~10.0公里/小时的速度连续匀速行驶,天线需贴近且垂直于初期支护表面,不得出现对空或离初期支护较远和不垂直探测表面的情况(一般天线距离初期支护表面不大于5cm),天线沿隧道纵向测线进行连续探测,如出现检测中断需作记录并标示。

现场记录人员需对隧道内检测环境进行详细描述,如隧道内电缆位置、初期支护渗水点、风机位置、有无强电流干扰(电弧电焊机)等情况,以便资料处理时尽可能排除探测目标以外的干扰,确保数据质量。

雷达采集后获得原始图像资料,经整理分析后可得到隧道初期支护厚度数据、初期支护混凝土密实情况,初期支护后空洞影响位置、钢支撑位置、钢筋网分布等结果。根据地质雷达检测结果,需要时可有选择性的钻孔对喷射混凝土厚度及背后空洞情况进行验证;钢支撑数量及钢架设置情况也可以结合人工采用钢尺进行检测。初期支护地质雷达检测主要对初期支护有钢支撑的段落进行检测。

每50米初期支护长度作为一个检测单元。

2.2.3 二次衬砌地质雷达检测 二次衬砌地质雷达检测,采用仪器和探测方法与初期支护地质雷达检测一样。

二次衬砌施作完成后,采用地质雷达纵向连续扫描5~7条线,本次方案安5条测线布置,检测二次衬砌混凝土厚度、衬砌背后空洞情况及二次衬砌混凝土密实情况。

二次衬砌混凝土厚度、衬砌背后密实和脱空程度检测拟采用地质雷达进行检测。隧道衬砌以300-400m长度为检测单位。每座隧道沿隧道纵向布置5条测线,测线位置为:左边墙、左拱腰、拱顶、右拱腰、右边墙。试验严格依照《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)有关规定进行。

2.2.4 中空注浆锚杆长度及注浆饱满度检测

2.2.4.1 使用的仪器设备 L-MG型锚杆检测仪、高空作业车。

2.2.4.2 检测原理

①锚杆拉拔力的检测原理:首先,根据不同长度锚杆的基本试验(破坏性试验)结果,得出锚杆拉拔力与锚杆长度、注浆饱满度之间的关系。在此基础上,根据锚杆长度和注浆饱满度检测结果,对锚杆拉拔力是否满足要求进行评价。

②锚杆长度和注浆饱满度无损检测的原理:根据弹性波衰减原理,应用声波/超声波反射法,对锚杆长度和注浆饱满度进行无损检测。发射震源,产生弹性波,弹性波沿着锚杆传播并向锚杆周围辐射能量,检波器检测到反射回波,并由锚杆(索)检测仪对信号进行分析与存储。反射信号的能量强度、频率特征和到达时间取决于锚杆长度和周围以及端部的灌浆状况。通过对信号进行处理和分析,从而确定锚杆长度以及灌浆的整体状况。

2.2.4.3 检测方法 将检测仪的探头与被检锚杆良好接触,对锚杆发射声波,采集反射波,将数据导入电脑分析处理,得出检测结果。以锚杆施作完毕后50米的衬砌段落为一检测单元,按实际施作锚杆数量的3%进行抽检,锚杆检测时随机抽检原则进行,同时考虑在隧道同一检测段不同部位进行选取。试验严格依照《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)有关规定进行。

3 结语

在施工中进行隧道工程质量检测主要有以下作用:及时检测、及时发现、及时处理施工过程中的质量问题,达到事前控制的目的,减小或杜绝不必要的安全隐患,确保隧道施工质量。及时发现初期支护后面的空洞,及时进行注浆处理,最大限度地避免塌方事故及冻胀力过大的现象发生。隧道施工过程中进行质量检测,可以促使施工单位加强管理,提高施工质量,减少甚至杜绝人为造成的质量问题。鞭策监理单位,加强管理,提高监督能力,保证隧道施工质量。确保今后的营运安全,避免在营运的过程中因质量问题引起的安全隐患。节省因质量问题而进行的病害处治费用,避免因此而造成的不良社会影响,提高社会效益和经济效益。

参考文献:

[1]李大心.探地雷达方法与应用[M].北京:地质出版社,1994.

隧道测量范文第8篇

关键词:围岩;隧道;回归分析;水平收敛;拱顶下沉;

中图分类号:TU45文献标识码:A 文章编号:

1工程概况

该隧道隧址区属构造侵蚀中高山峡谷地貌,该段有河流弯曲通过,隧道进口段附近河流流向近于NW向,在山嘴一带河流急剧弯转,山嘴上游总体流向近于EW向。因河流弯转从而形成突出山嘴地形。隧道轴线上山脊最高高程为2867m,隧道最低高程2589m,相对高差278m。隧道沿线地貌大部分基岩,地形陡峭,隧道围岩级别分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,围岩主要为砂板岩、变质砂岩和板岩等,属于不稳定围岩。工程区内地下水按其赋存形式有松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两大类,对岩体无明显腐蚀性。

2隧道监测设计方案

2.1 现场监测技术方案

2.1.1量测项目

(1)、水平收敛与拱顶下沉

隧道净空收敛是指隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值,它是隧道开挖所引起围岩变形最直观的表现,采用收敛计进行量测[2]。隧道开挖爆破后应尽早在隧道两侧边墙、拱腰水平方向埋设测杆或球头测桩,埋设深度20~30mm,钻孔直径40~50mm,用快硬水泥固定,测桩球头必须设保护罩[3]。监测断面必须尽量靠近开挖工作面,但太近会造成开挖爆破下的碎石砸坏测桩,太远又会漏掉该量测断面开挖后的收敛值,测点应按设在距开挖面1m范围之内,并应在工作面开挖以后12h内和下一次开挖之前测取初读数。

量测净空收敛位移可为判断隧道稳定性提供可靠的信息,并根据收敛速度判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时机。洞周收敛测点的布设见图2-1:

图2-1隧道周边收敛和拱顶下沉测点断面布置图(台阶法)

(2)、拱顶下沉:根据量测数据确认围岩的稳定性,判断支护效果,指导施工工序预防坍塌,保证隧道施工安全。拱顶下沉量量测点埋设:一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩(为了保证量测精度,常常在左右各增加一个测点),吊挂钢卷尺,用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。可用Φ6钢筋弯成三角形钩,用砂浆固定在围岩或混凝土表层。测点的大小要适中,过小,测量时不易找到;过大爆破易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点,一旦发现测点被埋掉,要尽快重新设置,以保证数据不中断。

拱顶下沉量测示意图如图2-2:

图2-2 拱顶下沉量测示意图

2.1.2 量测频率

表2-1

2.1.3 变形监测项目管理基准

针对本隧道,建立监测变形管理等级标准,管理等级分三等,其等级划分及相应基准值见表2-2。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性,并指导施工。

表2-2

注:U0 为实测变形值,Un允许变形值。Un的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择.

2.1.4 监控量测资料整理及处理措施

(1)及时准确的整理监测数据并绘制相应的简图。

通过现场位移变化值的观测,可以绘制出h-t拱顶下沉时间曲线图、h-t拱顶下沉时间速率曲线图,l-t水平收敛时间曲线图,l-t水平收敛时间速率曲线图。

(2)运用回归分析方法对初期支护的时态曲线进行回归分析,选择拟合精度较高的函数进行回归,预测围岩的最终位移,加强分析观察,准确评价围岩的稳定性。

3现场监控量测信息曲线回归分析

围岩监控量测信息的回归主要是对围岩断面的拱顶下沉和水平收敛两个必测项目来进行的,其数据来源为监控量测原始记录表。原始记录表主要包括拱顶下沉量数据统计表、周边位移量测数据表、地表下沉量检测数据表以及围岩压力统计表等。通过这些原始数据进行整理,绘制成时间位移曲线和时间速率曲线,进而进行曲线回归分析。本文选取某典型断面,主要通过分析拱顶下沉和水平收敛两个项目来判断围岩的稳定性。

某断面回归分析:

该段围岩属于中风化板岩,岩体完整性一般。

回归分析图形如图所示:

图3-1 某断面拱顶下沉值与时间的关系及其回归曲线 图3-2 某断面拱顶下沉速率与时间的关系图

图3-3某断面水平收敛值与时间的关系及其回归曲线 图3-4 某断面水平收敛速率与时间的关系图

断面稳定性分析:

从图3-1和3-3中可以看出,隧道开挖之初到初期支护,围岩原始应力场受到破坏,引起应力重分布,围岩日平均变形量1.2 mm左右。隧道围岩总变形的大部分是在前二十天完成的,说明在初期支护上应该加强,同时增加监测频率。位移曲线在二次开挖阶段出现波动,说明二次开挖对围岩产生了二次扰动,并且在隧道支护加强的情况下,变形出现负增长,说明支护对围岩变形的发展起到了很好的限制作用,围岩在二次衬砌仰拱设置后又一次出现扰动,最后变形趋于稳定,预计最终稳定后的位移分别是23.28mm和22.89mm。

从图上可以看出,围岩的水平位移的波动值大于拱顶位移波动值,原因在于该断面属于Ⅳ围岩区,岩体完整性一般,在边墙附近发育与卸荷方向相交的大角度结构面,由于卸荷回弹,闭合节理松弛张开,导致水平位移变化较大。在实际的施工过程中,应该采用弱爆破,增加预应力支护,锚杆方向与结构面应该尽量垂直相交。

4、结论

(1)从以上典型断面的拱顶下沉和水平收敛数据变化可知,围岩变形经历了急剧变化―短暂稳定―缓慢增长―趋于稳定四个阶段。这种变形特征与围岩开挖、初期支护、二次开挖以及围岩级别有直接关系。隧道开挖之初,围岩应力平衡受到破坏,形成应力重分布,变形急剧增大,初期支护完成后,在喷砼和锚杆作用下加强了其抗压、抗拉强度,增加了掩体之间的内摩擦力和凝聚力,经过短暂的稳定后二次开挖开始,围岩受到二次扰动,变形加大,最后围岩自身承载力和喷砼、锚杆的作用下完成应力重分布,变形趋于稳定状态。

(2)从监测曲线上可以看出,现场监测数据的离散性很大,除了人为原因和外部气温变化等原因外,还受到开挖爆破和二次开挖的扰动,支护及时与否也会对围岩的变形产生很大的影响。

(3)在实际的隧道施工过程中,由于隧道存在软弱结构面和节理,尤其是不利结构面组合,再加上围岩的开挖干扰过大,会使围岩不稳定。开挖隧道应该严格控制围岩的爆破参数,减少扰动,避免扩大围岩的松动圈。在接下来的开挖中还要严格控制隧道周边围岩的开挖质量,确保平整度,把应力集中现象降低到最小,严格控制围岩的变形量,保证围岩的稳定性。

(4)在曲线拟合上,回归函数的选择与周围的岩石类型和监测部位是直接相关的。从分析结果来看,在拱顶下沉的回归拟合中,双曲线的拟合精度最高;在水平收敛的拟合中,对数函数的拟合精度最高。围岩的稳定性在回归分析中,是否采用单一函数,应视情况而定,不同围岩、不同监测点应采用合适的回归曲线来预测围岩的稳定性。

参考文献

[1] 李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].科学出版社,2002.