隧道监控量测施工技术.pdf

2014年第9期
黑龙江水利科技
No.9.20]4
(第42卷)
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
(Total No 42
文章编号:1007-7596(2014)09-0106-03
隧道监控量测施工技术
郭继东,刘李超
(辽宁省水利厅办公室,沈阳110003
摘要:由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性,对隧道围岩及支护结构等结
构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全必不可少的手段。通过量测,及时对隧道个别围岩
失稳趋势的区段提供了预报,为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供
了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定,于
是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当,及时的指导施工和修改设计,从
而保证了隧道施工的安全、经济,收到了良好的效果。
关键词:监控量测;数据采集;处理;施工技术
中图分类号:
文献标识码:B
0引言
洞段和土洞段,应进行地表下沉监测
本文主要论述本工程中必测项目中的水平收敛
隧洞新奥法的基本原则为“少扰动、早喷锚、快位移量测和拱顶下沉位移量测。
封闭、勤测量”。十二字真言中“勤量测”对新奥法隧
道施工是非常重要的。监控量测工作是量测围岩
2量测准备工作及数据采集
段时间内围岩的变形位移。伴随新奥法隧道施工的2.1监控量测断面及测点布置
各个阶段,量测是对围岩的监视,及时提出可靠的、
监控量测断面布置点数及断面间距一般由设计
数量足够的量测信息,动态修正设计参数和变动施单位确定,施工单位按照设计要求进行断面及测点
工方法,为混凝土衬砌支护时间提供信息依据,从而的布置即可"。一般量测断面间距随着围岩类别的
指导施工和修改设计。
不同而不同;ー个断面收敛变形观测点至少3个以
概述
上,拱顶收敛观测点可兼做拱顶沉降量测点见图1。
2.2测点安装
根据相关规范要求,量测项目分为必测项目和
般而言,监控量测测点安装方法由设计单位
选测项目。一般而言,隧迫施工必测项目为:①必须提出,其典型安装方法如下
进行洞内外观察:洞外观察包括地表情况、地表沉
1)在设定现场临时监测断面上测量,进行测点
陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。洞内观定位。
察为施工中对隧洞掌子面开挖后进行工程地质与水
2)在定位测点岩面钻设测点预埋件安装孔。
文地质观察,描述围岩的岩性、结构面产状、力学属
3)收敛固定点钻孔直径为38m左右,孔深
性、节理裂隙形态及充填物、含水情况以及支护裂隙240mm,将不锈钢铀固环的螺栓固定在18mm长
观察或描述,并绘制地质素描图;检査喷射混凝土有225螺纹钢筋的一端,再将钢筋用M20水泥砂浆固
无裂损及发展,锚杆有无松动,拱架支护状态观察定在各测点的钻孔中。
等。②进行水平收敛位移量测。(③进行拱顶下沉位
4)待水泥砂浆凝固、测点预埋件稳固后即可
移量测。④必要时进行底板鼓起量测。⑤洞口浅埋量测。
[收稿日期]2014-02-18
[作者简介]郭继东(1976-),男,河南许昌人,工程师;刘李超(1988-),男,辽宁昌图人,助理工程师
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郭继东,等:隧道监控量测施工技术
第9期
收敛固定标点
操作很简单,这里就不论述。
CMI
3量测数据处理
量测数据处理是量测工作的重点,现场量测所
CM2
取得的原始数据,不可避免的会具有一定的离散性,
其中包含着测量误差。因此,应对所测数据进行
定的数学处理。数学处理的目的是:将同一量测
断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证,以确
定量测数据的可靠性;探求围岩变形或支护系统的
受力随时间变化的规律,判定岩和初期支护系统
图1监控量测点典型布置位置图
2.3测点安装部位及测取初始读数时机和要求
稳定状态。根据量测数据及时绘制水平收敛位移时
态曲线和拱顶下沉位移时态曲线。当位移时态曲线
测点应布设在距开挖面1m范围之内,并在工作
面开挖后12h内和下一次开挖之前,完成测点安装
卷刚曲率趋于平缓时,应对数据进行回规分析,推算最
终位移值,确定位移变化规律。
并测取初始读数。测试中按各项量测操作规程安装
3.1绘制收敛变形观测位移时态散点曲线
好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作
先把围岩收敛记录表中数据进行处理。由于收
为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并
敛计的钢尺受温度变化的影响会产生热胀冷缩,而
记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持每次观测的环境温度不尽相同,即要对观测值进行
原始记录的准确性。
温度修正,以消除变温引起的误差。
2.4量测频率
L =L+AL
水平收敛位移量测和拱顶下沉量测宜用相同测
AL =a x(t1-t)xs
试频率,主要根据位移速度及离工作面的距离确定,式中:L为量测的真实值;L’为量测的实测3次读
应从表中根据变形速度和距开挖面的距离选择校高数的平均值;L为修正值;a为钢尺的膨胀系数;7
的一个量测频率见表1。
为第一次量测的环境温度;”为第i次量测的环境
表1量测频率表
温度;S为钢尺测长度
量测断面距开挖工作面的距离
量测频率
得到钢尺的真实值工后,U=i-l,U即为收
(0~1)D
2次/d
敛位移值,现在得到两个有用的数据,收敛位移值U
(1~2)D
次/d
和时间T,把U和T输入到 excel表格里,每个位移
次/2d
1次/周
值U对应一个时间T。用鼠标选中U和T,在 excel
位移速度/mmd-l
量测频率
工具栏进入“插人”菜单,选中“图表”,会出现“图表
2次/d
类型”对话框,在“标准类型”中,选“XY散点图”,再
1次/d
点击“完成”,即可以生成收敛变形观测位移时态散
0.5~1
次/d(2d~3d)
点曲线。
0.20.5
1次/3d
3.2对数据进行回规分析,推算最终位移值
1次/周
根据测试数据散点分布规律,选用指数函数公
当位移速率明显下降,水平收敛速度<式u=axe-作为回归函数较为合理。U和7为已
注:D为毛洞洞径
知值,a和b为待求的回归常数值,回归过程即用已
0.2m/d,拱顶位移速度<0.1mm/d时,持续稳定知值去估计常数值。由于指数函数为非线性函数,
后1~3周,经监理人批准,可停止量测。
可先将其线性化。等号两边同时取自然对数,得Inu
2.5量测仪器和工具
u'= Inu
利用JSS30A数显收敛计进行收敛量测,利用
ュ,得r=ma+r,这
DSZ2精密水准仪监测拱顶点的沉降。各类量测仪
器和工具的性能应准确可靠,长期稳定,保证精度。函数是线性函数,可对其线性回归分析。为得u'对
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