隧道监控量测论文
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毕业设计隧道监控量测技术应用系部测绘工程系专业名称工程测量指导教师学生姓名毕业设计(论文)任务书学生用表.日月年指导教师签名:摘要随着我国改革开放不断深化,国民经济蓬勃发展,在山区公路建设中突破过去传统的修路思想,不采取盘山绕行,不破坏沿线生态环境,不增长公路里程用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害,确保了行车的安全可靠,亦缩短了行车时间,同时又适应了建设与自然的和谐发展。
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进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。
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。
但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作,在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论。
此论文是本生于2010年十月~2011年四月于中铁十一局四公司京福闽赣Ⅰ标第一项目部从事监控量测工作时所写。
关键词理处据数,降沉表地,测量控:隧道施工,监.目录第一章工程概况 (6)1.1 工程概况 (6)1.2工程地质及水文特征 (7)1.3 地震动参数 (7)第二章人员仪器配置 (8)2.1监控量测人员配备 (8)2.2监控量测仪器配备 (8)第三章监控量测基本规定 (9)3.1监控量测设计内容 (9)3.2对施工单位要求 (9)3.3现场监控量测工作主要内容 (9)3.4 注意事项 (9)第四章监控量测技术要求 (11)4. 1一般规定 (11)4. 2监控量测项目 (12)4. 3监控量测断面及测点布置原则 (12)4. 4监控量测频率 (14)4. 5监控量测控制基准 (15)4. 6监控量测系统及元器件的技术要求 (18)第五章监控量测方法 (19)5. 1一般规定 (19)5. 2洞内、外观察 (19)5. 3变形监控量测 (19)5.4控制点的保护 (22)第六章监控量测的具体实施过程 (23)1.隧道内的数据采集 (23)2.对采集的数据进行的处理 (25)致谢..................................................................................................................................... 39 . (40)献文考参.第一章工程概况1.1 工程概况1.1.1工程概况合肥至福州铁路客运专线(闽赣段)Ⅰ标第一项目部施工范围:DK343+180~DK357+463,线路长14.283正线公里,位于江西省婺源县溪头乡镜内,线路最大纵坡2%,最小纵坡0.4% 。
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摘要:在忻保高速公路TS2(L14)合同段芦芽山隧道施工过程中,该项目部认真进行隧道量控监测,并进行了大量的总结工作。
文章主要从量测方法、目的、管理基准、地质超前预报和组织机构等几方面阐述了隧道在施工中怎样做好量测监控工作。
关键词:隧道;监控;量测芦芽山特长隧道(忻保高速公路TS2(L14)合同段),左线起讫桩号LZK85+805~LZK87+000,全长 1 195 m;右线起讫桩号K85+757~K87+000。
全长1243 m;单洞总长2 438 m。
隧道净高7.03m,净宽10.86m,进口为削竹式。
衬砌类型有MD(明洞)35m;QM5(V级浅埋)128 m;SM5(V级深埋)485 m;SM4(Ⅳ级深埋)1 020m;SM3(Ⅲ级深埋)690m;JJ4(紧急停车带Ⅳ级)80m。
1 工程地质(1)隧道地层主要有第四系上更新统和寒武系上统、中统张夏组、徐庄组。
表层岩性主要为碎石土、块石土等,下层岩性主要以灰岩、白云质灰岩、白云岩为主。
(2)断层:在分水岭一带形成了区域性断裂构造,断层性质为逆断层,与路线大角度交于路线ZK86+740和YK86+660两处。
(3)地震:基本烈度Ⅶ-Ⅷ度区。
2 水文情况隧道区址地表水主要为大气降水,地下水为碳酸盐类裂隙岩溶水,含水介质为岩溶、构造、节理裂隙,直接接受大气降水的渗透补给,径流受构造、节理裂隙的发育方向控制,在隧道中线沿线有泉水涌出,流量不大。
根据芦芽山隧道勘探结果,芦芽山隧道富水性较弱,地下水数量较弱,透水性强。
3 围岩监控量测的目的隧道现场监控量测,包括隧道施工阶段与营运阶段的监控量测。
控制量测的主要目的是:检查隧道施工阶段或竣工验收后的隧道中线和净空断面的位置与尺寸是否符合设计要求;监控量测解决的问题是在隧道施工阶段,使用全站仪、水平仪、收敛仪等对围岩变化情况(如地表下沉、拱顶下沉、周边位移等)及支护结构的工作状态进行量测,及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息,预见事故和险情,作为调整和修改支护设计的依据,并在复合式衬砌中,依据测量结果确定二衬施工的时间,以达到监控隧道围岩的支护结构的变位预应力不超过设计标准。
关于隧道监控量测测的外文文献Title: Tunnel Monitoring and Measurement of Surveillance Introduction:隧道监控量测是现代交通运输中至关重要的一环。
通过对隧道内部环境、结构和交通流量等数据的监测和测量,可以确保隧道的安全运营和管理。
本文将介绍隧道监控量测的相关技术和方法,包括传感器技术、数据采集与传输、数据处理与分析等内容。
1. 传感器技术传感器是隧道监控量测的核心技术之一。
不同类型的传感器可以用于监测隧道内的不同参数,如温度、湿度、气体浓度、烟雾等。
其中,温度和湿度传感器可以帮助监测隧道内的环境条件,及时发现异常情况并采取相应措施。
气体浓度传感器可以用于监测隧道内的有害气体浓度,预警并防止事故发生。
烟雾传感器可以及时检测到火灾或烟雾,保证隧道内人员的安全。
2. 数据采集与传输隧道监控量测需要对传感器采集到的数据进行实时或定期的采集与传输。
采集方式可以通过有线或无线方式进行。
有线方式可以通过布设数据线缆来实现,但需要考虑线缆的布置和维护。
无线方式可以利用无线传感器网络进行数据采集与传输,具有布置灵活、维护成本低等优势。
3. 数据处理与分析采集到的数据需要进行处理与分析,以提取有价值的信息。
数据处理可以包括数据清洗、数据校正和数据融合等步骤,以确保数据的准确性和一致性。
数据分析可以利用统计学方法、机器学习和人工智能等技术,对数据进行模式识别、异常检测和预测分析,帮助提前预警和决策。
4. 隧道监控系统隧道监控量测需要建立完善的监控系统,包括传感器布置、数据采集与传输、数据处理与分析以及监控中心等组成部分。
传感器布置需要考虑隧道内的特殊环境,如高温、高湿等因素。
数据采集与传输需要确保数据的稳定传输和存储,以及数据的实时性。
数据处理与分析需要建立适当的算法和模型,以提取有用信息并辅助决策。
监控中心是隧道监控系统的核心,负责监测和管理隧道的运行情况。
关于隧道监控量测测的外文文献Title: Tunnel Monitoring and Measurement using Surveillance SystemsAbstract:Tunnel monitoring and measurement play a crucial role in ensuring the safety and functionality of underground transportation infrastructure. This paper presents a comprehensive review of the various surveillance systems utilized for tunnel monitoring and measurement. The objective is to provide a detailed understanding of the state-of-the-art technologies and methodologies employed in this field. The paper covers different aspects of tunnel monitoring, including structural health monitoring, environmental monitoring, and traffic monitoring. Additionally, it discusses the challenges faced in implementing these systems and provides insights into potential future developments.1. Introduction:Tunnels are critical components of transportation infrastructure, providing efficient and safe passage for vehicles and pedestrians. Monitoring and measuring various parameters within tunnels are essential to ensure their structural integrity, detect early signs of damage or deterioration, and maintain optimal operational conditions. This paper presents an overview of the surveillance systems used for tunnel monitoring and measurement, highlighting their functionalities and advantages.2. Structural Health Monitoring:Structural health monitoring (SHM) systems are designed toassess the condition and behavior of tunnel structures. These systems employ various sensors, such as strain gauges, accelerometers, and displacement sensors, to measure parameters like deformations, vibrations, and cracks. The collected data is analyzed to identify potential structural issues and enable timely maintenance or repair actions.3. Environmental Monitoring:Monitoring environmental conditions within tunnels helps ensure the safety and comfort of users. This includes measuring parameters like temperature, humidity, air quality, and gas concentrations. Environmental monitoring systems employ sensors and data loggers to continuously monitor these parameters, providing real-time informationfor effective ventilation and emergency response.4. Traffic Monitoring:Monitoring traffic conditions within tunnels is crucial for managing congestion, ensuring smooth flow, and enhancing safety. Traffic monitoring systems utilize various technologies such as video cameras, radar sensors, and induction loops to collect data on traffic volume, speed, and occupancy. This information enables operators to make informed decisions regarding traffic management, incident detection, and emergency response.5. Challenges and Future Developments:Implementing tunnel monitoring and measurement systemsfaces several challenges, including high installation and maintenance costs, data management, and integration with existing infrastructure. Future developments in this field include the use of advanced sensor technologies, such as fiber optic sensors and wireless sensor networks, toimprove accuracy and reduce costs. Additionally, the integration of artificial intelligence and machine learning algorithms can enhance data analysis and predictive maintenance capabilities.6. Conclusion:Tunnel monitoring and measurement systems are essential for maintaining the safety, efficiency, and functionality of underground transportation infrastructure. This paper provided an in-depth review of the surveillance systems utilized for tunnel monitoring, covering structural health monitoring, environmental monitoring, and traffic monitoring. The challenges faced in implementing these systems were discussed, along with potential future developments. The findings of this paper can serve as a valuable resource for researchers, engineers, and policymakers involved in tunnel monitoring and maintenance.。
监控量测在隧道施工中的应用摘要: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进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。
监测技术是近10多年来在我国逐渐涉及的技术难题。
本文以合肥至福州铁路客运专线隧道工程监控量测为例,主要介绍了隧道工程监控量测项目、监控量测断面及测点布置原则、监控量测方法及监控量测的实施,为科学开展隧道工程监控量测提供依据。
关键词:隧道施工监控量测控制方法1 概述随着社会的发展和科技的进步,为确保地下工程的安全、质量,监控量测作为一个重要的控制手段在我国得到了突飞猛进的发展。
目前每个地下工程施工过程必须结合现场监控量测的数值,及时进行反馈,指导现场施工,以确保在可控的前提进行施工。
国内外地铁施工中,因未进行监控量测或监控量测不到位而导致的重大安全施工时有发生。
如2008年11月15日杭州萧山湘湖段发生地铁施工因监控量测不到位,造成大面积塌方,致路面坍塌,正在路面行驶的约11辆车辆陷入深坑,造成重大人员伤亡和财产损失事故。
因此,研究地铁施工监控量测的合理方法,确保施工安全和质量,具有重要的现实意义。
2 工程概况合肥至福州铁路客运专线(闽赣段)ⅰ标线路长14.283正线公里,位于江西省婺源县溪头乡镜内,线路最大纵坡2%,最小纵坡0.4%。
本段包括四座隧道,分别五城隧道(出口段)3094延米、方思山隧道2802延米、桃源隧道4471延米、金山顶隧道(进口段)2756延米,合计13131延米。
其中ⅴ级围岩928延米(含明洞),ⅳ级围岩1335延米,ⅲ级围岩8597延米,ⅱ级围岩2145延米。
3 监控量测项目监控量测项目分为必测项目和选测项目,必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。
具体监控量测项目见表1。
为了满足隧道设计与施工的特殊要求而进行的监控量测项目即选测项目,具体监控量测项目按照表2进行选择。
4 监控量测断面及测点布置原则4.1 隧道开挖前应当布设浅埋隧道地表沉降点。
基于隧道监控测量技术研究1 隧道监控测量技术的目的和内容1.1 隧道监控测量技术的目的1.1.1 了解隧道施工情况通过隧道监控量测技术可以高校的了解到隧道施工中各个阶段的地层和支护结构的变化,从而全面的掌握隧道施工中所处的状态和情况,同时也能进一步的推断出围岩的稳定性和支护、衬砌等结构的可靠性,并根据这些情况采取相应的措施来保证隧道施工和结构的稳定。
其次,通过对隧道监控测量的数据进行分析可以对理论分析的结构进行补充和修整,并通过检测结果的反馈,对隧道施工具有一定的指导作用,另外还可以根据这些测量结果进行施工方法的调整,比如调整围岩级别、变更支护设计参数,从而提升隧道施工的施工进度和工程质量。
1.1.2 监测隧道环境隧道监控的测量不仅可以对隧道工程施工的具体环境进行监测,而且还可以对隧道工程的周边环境进行监控,尽可能的减少影响因素,提高隧道施工质量。
而且通过对隧道监控量测不仅可以对隧道施工的环境进行具体的分析,还可以通过这些具体的数据和观测结果了解到隧道施工的规律和特点,通过对这些结果的反馈等能够为隧道施工的进一步进行提供一些良好的意见,并促进隧道监控量测和隧道施工技术的进展,这对于我国隧道施工和隧道监控量测的进展都具有重要的意义。
1.2 隧道监控测量技术的主要内容监测的项目和具体内容必须要严格的按照现行《公路隧道施工技术规范》规定并结合隧道施工的具体情况来进行监控测量,在监测项目应该对洞内围岩和支护状况进行观察,并检测周边位移情况,其次对于拱顶下沉和锚杆内力及抗拨力也要进行精确的监控测量。
另外,对于洞口浅埋地段的地表下沉、围岩内部位移及钢拱架应力的监测也应该得到重视,从而全面的猎取隧道资料,为施工提供更多的参考依据。
2 隧道监控测量技术的方法和要求2.1 隧道监控测量技术的要求2.1.1 监控量测点布设要求1)布点原则。
首先要了解该高速公路隧道地质围岩及结构特点,并根据隧道监控量测以往类似工程的监控量测经验和各类量测项目的作用意义,在相关隧道规范指导下进行量测断面的布置设计。
隧道监控量测应用的研究综述摘要:近年来,交通建设事业在我国快速的发展,开挖了大量的公路及铁路隧道。
隧道监控量测的应用在极大程度上为施工的正常进行提供了安全保障,对隧道开挖施工具有非常重要的指导意义。
本文在阅读大量文献的基础上并结合施工现场监控量测的经验,综述了隧道监控量测在施工中的应用,主要包括监控量测应用发展历史及现状、监测内容及方法、存在的问题等。
关键词:隧道;监控量测;综述1 引言目前,人类开挖了大量的隧道及地下空间。
然而,开挖的隧道多数处于复杂的地质环境中而且在隧道开挖前几乎没有可供使用的基本信息。
二十世纪六十年代初,由L.V. 拉布采维茨正式命名的新奥法(NATM)在隧道开挖中应用并快速的发展。
作为新奥法必不可少的重要组成部分,监控量测也获得了快速的发展。
自上个世纪八十年代,我国也开始逐步采用新奥法施工,并且经历近三十年的发展,已经形成了一整套的信息化施工方法。
信息化施工的关键是进行现场监测,它可以解决隧道及地下建筑从局部到整体的力学、设计和施工的问题。
只有及时获取可以反映隧道围岩的整体稳定性的有用信息,我们才能了解隧道开挖的动态,因此许多隧道开始应用新奥法施工。
新奥法更注重现场测量来预测围岩稳定性的问题。
毫无疑问,在隧道和地下工程中,没有监控,我们就无法处理复杂的问题。
2 监控量测发展历史及应用现状2.1 发展历史新奥法(NATM)这一概念于1963年被L.V. 拉布采维茨正式命名。
监控量测作为新奥法的关键,也随之广泛的应用于施工中。
监控量测的发展离不开新奥法的发展。
1934年,新奥法主要创始人 L.V. 拉布采维茨在就试图将喷浆方法用于地下工程。
他在1942~1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌,即先喷一层混凝土,待变形收敛后再喷一层。
1944年,他发表了有关喷混凝土的论文,并指出了围岩动态随时间变化的重要性。
1948年,又指出了量测工作的重要性。
1948~1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。
隧道施工论文:福禄岭隧道监控量测与分析研究【中文摘要】近年来我国交通建设事业快速发展,隧道数量不断增加,隧道监控量测作为新奥法的重要组成部分也得到了广泛的运用。
本文结合广西福禄岭隧道监控量测项目,深入开展了现场监控量测和量测数据分析的研究工作。
此次隧道监控量测包括必测项目和选测项目,从监控量测基本原理、量测要求、数据采集和处理分析等方面进行研究,并对福禄岭隧道围岩变形特性和稳定性进行了分析与研究。
得出以下研究结果:(1)福禄岭隧道新奥法施工过程监控量测中得到的相关数据信息表明:该隧道围岩变形量在合适的范围内,没有超出设计范围,初期支护设计合理,安全可靠。
(2)福禄岭隧道施工过程中,围岩变形监控是掌握围岩变形动态信息和确保施工安全的重要技术手段。
隧道开挖过程中围岩变形受时间和空间的影响,各断面的拱项下沉和周边收敛的时间和空间效应曲线呈现出一定的规律性。
围岩变形主要受到围岩类别、岩体结构、地应力、施工开挖方法与支护措施等因素影响。
(3)福禄岭隧道围岩变形空间效应曲线表明:监控量测断面在距掌子面距离为两倍洞径时,其拱顶下沉和周边收敛的位移释放率达到70%左右;在距掌子面距离为三倍洞径时接近100%,即围岩已经稳定,可以施作二次衬砌。
(4...【英文摘要】In recent years, with the rapid development of traffic construction and increasing number of tunnels in China, Tunnel monitoring measurement as an important part of NATM hasbeen widely used. On the basis of project of Fululing Tunnel in Guangxi, this paper studies the site monitor and data analysis. This tunnel monitoring measurement includes the compulsory measurement contents and the optional measurement contents. The basic principle of monitoring measurement, measurement requirements, data acquisition a...【关键词】隧道施工新奥法监控量测初期支护有限元分析【英文关键词】the tunnel engineering NATM monitoring measurement primary support FEM【目录】福禄岭隧道监控量测与分析研究摘要4-5Abstract5-6第1章绪论9-18 1.1 隧道监控量测的国内外研究现状和存在的问题9-10 1.1.1 隧道监控量测的国内外现状9 1.1.2 隧道监控量测存在的问题9-10 1.2 依托工程概况10-15 1.2.1 福禄岭隧道概况10-11 1.2.2 福禄岭隧道工程地质11-13 1.2.3 福禄岭隧道结构设计13-15 1.3 课题研究的目的和意义15 1.4 研究目标、研究内容15-16 1.4.1 研究目标15 1.4.2 研究内容15-16 1.5 研究方法和技术路线16-18第2章福禄岭隧道新奥法施工监控量测18-34 2.1 新奥法简介18-24 2.1.1 新奥法的基本概念18-19 2.1.2 新奥法施工监控量测19-24 2.2 福禄岭隧道监控量测技术与方法24-34 2.2.1 监控量测目的24 2.2.2 隧道施工监测项目断面布设和量测方法24-32 2.2.3 量测数据处理32-34第3章福禄岭隧道施工围岩变形监测与分析34-52 3.1 隧道施工围岩变形时间效应与稳定性研究34-42 3.1.1 福禄岭隧道地表沉降34-36 3.1.2 福禄岭隧道周边收敛36-38 3.1.3 福禄岭隧道拱顶下沉38-42 3.2 隧道施工围岩变形特征与影响因素分析42-46 3.2.1 隧道围岩变形特征42-45 3.2.2 围岩变形的主要影响因素45-46 3.3 隧道施工围岩变形空间效应研究46-49 3.4 隧道围岩与初期支护之间接触压力变化分析49-51 3.5 小结51-52第4章隧道初期支护有限元分析52-77 4.1 有限元方法概述52-54 4.1.1 有限元理论基础52-53 4.1.2 有限元分析的基本思想53-54 4.2 ANSYS简介54-56 4.2.1 ANSYS软件介绍54 4.2.2 ANYSY单元简介54-56 4.3 基于ANSYS的隧道初期支护有限元分析56-74 4.3.1 隧道初期支护钢拱架有限元分析56-74 4.3.2 小结74 4.4 隧道监控量测实测值与计算结果比较分析74-77第5章结论77-79 5.1 主要研究结论77-78 5.2 存在的问题78-79致谢79-80参考文献80-82。
监控测量在高速公路隧道中的应用研究摘要:本文阐述了监控测量在高速公路隧道的重要意义、所测项目内容、方法及注意事项,目的在于通过对高速公路隧道工程的监测,为围岩动态、支护提供信息依据,为以后工程设计与施工积累资料,加强工程施工现场的指导、险情预报,确保安全施工。
关键词:监控测量;高速公路;隧道应用;在我国高速公路隧道工程的建设中,通过监控测量可以掌握到高速公路大断面隧道现场的围岩动态,从而为项目提供及时准确的合理设计参数、可行施工方法和围岩、支护结构承载-变形-时间等特性依据,并据此指导隧道设计与施工中的开挖作业与支护结构,保持发挥围岩最大限度自承力、局部的应力松驰及支护结构有限变形。
1监控量测在高速公路隧道建设中的重要意义高速公路大断面隧道监控量测是通过对现场实测数据的分析处理,向施工、监理和业主等关联方及时提供资料,为设计施工方案的修正调整提供依据,以便更好地进行指导现场施工,提高安全性。
由于岩石的生成条件、地质作用等较为复杂,要确保在大断面隧道构筑过程中,能正确得到影响岩体状态开挖、支护方式及刚度等因素对结构稳定性的正确反映,就必须要借助于监控测量,它的应用犹如隧道项目设计施工的眼睛,帮助施工现场了解掌握到支护结构在不同施工状况下受力状态和应力分布结构,是保障隧道建设成功的重要手段。
尽管多年来国内外通常采用地下工程围岩的监控量测,来监视围岩变形和支护的稳定性,但隧道工程受力特征极其复杂,加之施工程序、管理缺泛科学性,致使高速公路隧道变形过大,不断酿成安全事故,因此,分析研究隧道施工变形的监测,进一步深化理论研究提供原始依据,为以后优化设计提供类比依据等具有不可忽视的作用和意义。
2高速公路隧道建设监控测量的项目和主要内容高速公路隧道不同类别的围岩,尽管保持与铁路隧道或地下工程有许多共同点,但同时也具有自己的独特。
因此,监控测量要充分考虑到公路工艺等方面的限制,根据实际情况来制定出贴近于实际的工作方案,做好确定对隧道现场监测项目布置测点和内容的选择;采集监测数据的变化;分析与施工状态的量测关系;准确及时反馈量测的信息,指导设计、施工和支护参数的修改,保证隧道施工安全,预防隧道坍塌。
毕业生顶岗实训报告专业:工程测量技术班级:08134姓名:孙雨学号:03实训单位:中铁十九局云桂铁路八标四分部指导教师:***时间:2011 年05 月28 日辽宁省交通高等专科学校测绘工程系目录1 绪论1.1、工程概况 (1)1.2、全新的隧道施工概念 (2)1.3、检测依据及目的 (3)2 隧道施工监控量测内容2.1监控量测要求 (4)2.2监控量测项目 (4)2.3监控量测频率 (5)3 监控量测点布设要求 (6)4 必测项目的监控量测方法4.1隧道现场调查 (6)4.2 洞内围岩观察 (7)4.3周边位移监测 (9)4.4 拱顶下沉监测 (12)5 隧道施工质量检测5.1锚杆锚固质量无损检测 (14)总结 (15)致谢····································································隧道监控量测1 绪论1.1 全新的隧道施工概念随着我国改革开放不断深化,国民经济蓬勃发展,在山区公路建设中突破过去传统的修路思想,不采取盘山绕行,不破坏沿线生态环境,不增长公路里程用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害,确保了行车的安全可靠,亦缩短了行车时间,同时又适应了建设与自然的和谐发展。
新奥法作为一种全新的隧道施工概念,其基本原理是运用各种手段 (开挖法——弱爆破,支护形式——早封闭,监控量测——勤量测)抑制围岩变形,最大限度地发挥围岩自身的承载能力.使隧道施工更安全、更经济。
而隧道经济性与安全性就是通过现场监控量测所获得的围岩、支护系统的应变和应力信息及时反馈并应用于隧道设计和施工中来实现的。
随着新奥法(NATM)在隧道施工中的广泛运用,现场监控量测作为新奥法的灵魂也越来越得到了广泛的重视。
因此,快速、准确地进行现场监控量测和信息反馈是应用新奥法施工的关键。
隧道监控的作用有以下几点:(1)通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报,优化施工组织设计,指导现场施工,确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。
(2)掌握围岩动态,了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布,对围岩稳定性作出评价。
(3)验证支护结构型式、支护参数,评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性,确定支护时间而监控量测是信息化设计与施工的重要内容,应将监控量测纳入工序管理,为隧道施工的有机组成部分。
由于地下工程的受力特点及其复杂性,通过施工现场的监控量测所得到的信息,为判断围岩稳定性,支护、衬砌可靠性,二次衬砌合理施作时间,以及修改施工方法、调整围岩类别、变更支护设计参数、调整预留变形量等修正设计提供原始依据,同时将量测等到的结果迅速反馈到设计施工中去,以提高隧道施工的安全性、经济性。
为了适应公路隧道大规模建设发展的需要,提高公路隧道设计、施工水平,确保安全运营,给今后隧道工程的建设积累经验,在昆明城区三环岗头山隧道中进行施工期的监控量测。
1.2检测依据及目的为保证公路隧道施工质量,及时发现施工中存在的缺陷,尽早进行缺陷处理,开展本项检测。
施工质量检测依据:《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)(JTG F80/1—2004);《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004);《公路隧道施工技术规范》(JTG042—94);《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086—2001);《公路隧道工程施工图设计资料》;施工质量检测目的:探测隧道衬砌质量,查明隧道锚杆长度、锚固情况,隧道衬砌背后的回填情况是否符合设计要求,了解隧道衬砌的潜在隐患,作为隧道竣工验收、以及隧道结构状态评估和病害整治设计的重要依据。
2隧道施工监控量测内容2.1监控量测要求隧道监控量测是“新奥法”的重要组成部分,新奥法中量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛,是监视围岩是否安全稳定的手段,始终伴随着施工的全过程。
因此有如下要求:(1)能快速埋设测点;(2)每一次量测数据所需时间应尽可能短;(3)测试数据应准确可靠;(4)测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力;(5)测试数据直观,不必复杂计算即可直接应用;(6)测试元件埋设手能长期有效工作;(7)测试元件应满有足够的精度。
2.2 监控量测项目监测的项目和具体内容按现行《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)规定及绍诸高速公路全线各隧道的特殊要求所拟定。
监测项目包含如下内容:(1)必测项目①洞内围岩和支护状况观察;②周边位移监测;③拱顶下沉监测;④锚杆或锚索内力及抗拔力。
(2)选测项目①洞口浅埋段地表下沉监测;②围岩内部位移监测;③喷砼应力监测;④围岩压力监测;⑤钢拱架应力监测;⑥二衬应力监测。
2.3 监控量测频率监控量测项目的选择遵循“严守施工规范,服务隧道施工,紧贴隧道实际,保证经济安全”的原则,保证必测项目及时、准确地实施,并根据工程实际揭露的围岩条件和隧道施工情况,合理开展有针对性的、有代表性的选测项目。
表1隧道现场监控量测项目及量测方法3监控量测点布设要求3.1布点原则(1)针对该高速公路隧道地质围岩及结构特点,并根据隧道监控量测以往类似工程的监控量测经验和各类量测项目的作用意义,在相关隧道规范指导下进行量测断面的布置设计。
(2)根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段,设置监控量测断面。
(3)应重点监测围岩质量差或局部不稳定块体、节理或地下水发育地段,以及特殊工程部位(如洞口处)。
监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面,以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。
(4)选测项目的布设结合隧道自身特点,重点突出。
3.2测点埋设时间(1)测点埋设时间,应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。
(2)测点应距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。
4必测项目的监控量测方法4.1隧道现场调查4.1.1现场调查目的应用超前地质预报的地质理论分析并判定隧道存在的主要不良地质的性质、类型、成因特征、大约位置、大约规模、可能引发的地质灾害及其对隧道施工的影响程度。
4.1.2调查方法采用以下分析方法和步骤:(1)熟悉勘察设计文件、资料和图纸。
其目的是对整个隧道所处地质环境有一个基本了解和宏观把握。
Array(2)地面地质补充调查。
其目的是核实隧道地质条件,确定隧道超前地质预报重点区段和重点问题。
对隧道的地质情况进行深入调查,在地形图上圈定地层出露位置、量测岩性产状、判定断层性质产状、统计节理裂隙发育状况、确定不良地质作用、了解特殊性岩土分布性状等,从而了解设计文件中对地质条件的认识是否正确,围岩级别判定是否适宜,并编制出长期地质预报报告,指导中短期地质预报更具针对性地实施。
(3)洞内地质调查和掌子面地质素描。
其目的是核实隧道围岩级别,建议隧道支护参数。
掌子面地质素描的主要目的是判定隧道围岩级别,应采用与现行隧道规范中围岩分级的规则相一致的“地质与支护状况观察记录表”所列各项内容应,素描图主要是对结构面的展布情况和隧道轮廓、掌子面是否有台阶进行描绘,对结构面产状要标明。
分析流程上图所示。
4.1.3信息反馈(1)通过现场地质调查,全面掌握隧道沿线的地质情况,分析隧道经过不良地质体的可能性;(2)统计节理裂隙发育状况、确定不良地质作用、了解特殊性岩土分布性状等;(3)复核设计文件中对地质条件的认识是否正确,围岩级别判定是否适宜;(4)编制出长期地质预报报告,指导中短期地质预报更具针对性地实施。
4.2 洞内围岩观察4.2.1 观察目的通过观察实际揭露的隧道掌子面地质情况,掌握隧道实际围岩状态,分析隧道掌子面的稳定状态,预测前方隧道围岩情况,并提出必要的预警;通过观察隧道洞内初期支护的状态,及时发现各种异常现象并进行跟踪观察,评价初期支护的稳定性。
包括:①预测开挖面前方的地质条件及围岩级别;②为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据;③根据喷层表面状态及锚杆的工作状态,分析支护结构的可靠程度。
4.2.2观察方法掌子面地质观察采用目测配合数码相机进行观测,及时绘制掌子面地质素描,记录围岩的岩性、产状、节理等详细特征,断层、破碎带等不良地质特征,地下水的水量、分布、压力、类型等特征,填写掌子面地质观察记录;初期支护状态采用目测观察为主,对初期支护喷砼、钢支撑、锚杆出现的外鼓、裂缝、剥落、扭曲等异常现象,用数码相机、塞尺、卷尺等进行跟踪观测并做好原始记录。
观测中,如发现异常现象,要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。
4.2.3测试仪器地质罗盘,地质锤,放大镜,数码相机。
4.2.4观察内容(1)对开挖后没有支护的围岩:①岩质种类分布状态,近界面位置的状态;②岩性特征(岩石的颜色、成分、结构、构造);③地层时代归属及产状;④节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性,断面状态特征,充填物的类型和产状等;⑤断层的性质,产状,破碎带宽度、特征;⑥石煤层情况;⑦溶洞的情况;⑧地下水类型,涌水量大小,涌水压力、水的化学成分,湿度等;⑨开挖工作面的稳定状态,顶板有无剥落现象。
(2)开挖后已支护段:①初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录;②有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象;③喷混凝土是否产生裂隙或剥离,要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏;④钢拱架有无被压曲现象;⑤是否有底鼓现象。
4.2.5观察频率目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后进行,每次爆破后须进行掌子面地质情况观察,每个监测断面应绘制隧道开挖工作面及两帮素描剖面图。
4.2.6成果分析与信息反馈(1)通过掌子面地质观察,分析围岩稳定状态,评估出现局部掉块、塌方、涌水等灾害出现的可能性,出现异常情况,第一时间通报承包商,及时指导施工,并将异常情况、相关建议汇报业主和监理;(2)编制隧道实际地质状况系列图册,参考前期勘察资料,预测前方围岩状态,每周向承包商预报前方围岩状况;(3)对初期支护出现的异常情况,分析出现异常情况的原因,根据具体原因、问题的严重性向承包商、监理和业主汇报,并提出处理建议;(4)针对初期支护异常情况,开展跟踪监测,绘制空间分布图和时间发展曲线,预测发展趋势,及时预警。