隧洞信息化施工监测.ppt

1,GaoSuGongLu,第 六 章 地下隧洞信息化施工监测,SACE,2,6-1 概述 6-2 地下隧洞工程信息化施工 6-3 地下隧洞监测类型和方法 6-4 现场量测方案设计,本章内容,3,掌握信息化施工的概念； 了解隧洞信息化施工中的主要监测内容及相应的监测方法； 掌握隧洞信息化施工现场监测方案设计内容和量测项目确定原则；,学习要求,4,第三节 单层单跨拱形结构内力计算,一、地下隧洞施工简介,6-1 概述,主要工序：开挖 支护,为保证施工安全，需要解决如下问题： 如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护； 若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。,5,（一）概述,第三节 单层单,二、地下隧洞设计理论 1）荷载-结构模型：普氏理论（结果控制） 2）地层结构模型： 共同变形 2）收敛限制模型：岩承理论（过程控制） 新奥法 信息化施工：监测 反馈 通过监测手段，获得围岩的稳定性和支护设施的工作状态信息，反馈与施工决策和支持系统，修正和确定新的开挖和支护参数。,6-1 概述,设计参数、施工方案,传统设计,信息化施工,6,6-2 地下隧洞工程信息化施工,施工监测和信息化设计流程：监测、力学计算、经验相结合,7,6-3 地下隧洞监测类型和方法,隧洞监测内容 监测的对象：围岩；支护结构如衬砌（初衬和二衬）；锚 杆；钢拱架及其它支撑 监监测的部位：地表；围岩内；洞壁；衬砌内；衬砌内壁等。 监测的类型 位移：洞周表面和围岩不同深度位移； 收敛位移：隧洞周边或结构物内部净空尺寸变化； 压力（应力）：支护结构内部、围岩和支护的接触压力； 其它物理量（围岩松动圈和声发射）。,8,岩石隧道监测的项目和所用仪器,9,6-3 地下隧洞监测类型和方法,1 位移监测 （1）单点位移计：洞壁与锚杆固定点之间相对位移。,优点：结构简单，受外界因素影响小，可紧跟爆破开挖面安装。,10,6-3 地下隧洞监测类型和方法,1 位移监测 （2）机械式并联多点位移计,11,并联式多点位移计,12,6-3 地下隧洞监测类型和方法,1 位移监测 （3）电感式串联多点位移计,13,6-3 地下隧洞监测类型和方法,2 收敛位移测量 （1）收敛计,穿孔钢卷尺式收敛计 铟钢丝弹簧式收敛计 光电测距仪,14,6-3 地下隧洞监测类型和方法,3 压力测量 （1）液压枕：结构简单 防潮防震 稳定性好,15,6-3 地下隧洞监测类型和方法,3 压力测量 （1）液压枕埋设,16,6-3 地下隧洞监测类型和方法,3 压力测量 （2）锚杆应力,17,1 现场量测方案设计的内容（重点）：,6-4 现场量测方案设计,测什么？ 怎么测？ 测哪里？何时测？怎么办？,(1)量程项目确定； (2)量测手段仪表和工具选择； (3)施测部位和测点布置； (4)实施计划制订，包括监测期限和频度； (5)提出预警值及报警制度等。,18,6-4 现场量测方案设计,2 量测项目确定 原则（重点）：,（1）量测简单、结果可靠、成本低； （2）便于施工单位采用，,（3）能及时安设，尽量靠近工作面，但少干扰施工； （4）被测物理量要概念明确，量值显著，数据易于分析，易于实现反馈。,19,6-4 现场量测方案设计,2量测项目的确定：工程规模、重要性程度，地质条件 地层基本参数试验 岩体强度 岩体应力 岩体弹模、变形模量 岩体分类、完整性 结构基本参数试验 衬砌厚度、混凝土强度 喷混凝土与岩体的粘结力 锚固力 砂浆灌满性,20,6-4 现场量测方案设计,2 量测项目的确定 地层结构性态监测 混凝土、钢筋的内应力或内应变 隧洞、支护结构的收敛位移 围岩松弛带 支护结构与围岩的接触应力 外界影响因素 浅埋地下隧洞地表沉降 爆破震动,21,6-4 现场量测方案设计,3 测试手段和仪表选择： 由围岩工程地质条件、力学性质及测量的环境条件决定。,4 量测部位的确定和测点的布置 （1） 量测部位的确定 围岩质量差和不稳定块体；代表性地段；特殊部位。 洞周收敛位移、拱顶下沉、多点位移计和地表沉降测点应尽量在同一断面上。 一般的铁路和公路隧道中，根据围岩分类位移量测断面间距为：类520m；类2040m；类40m以上。,22,6-4 现场量测方案设计,3 量测部位的确定和测点的布置 （2）测点的布置形式-收敛位移测点布置,23,6-4 现场量测方案设计,3 量测部位的确定和测点的布置 （2）测点的布置形式-位移计测点布置,24,6-4 现场量测方案设计,4 观测及其频度,观测频度视具体的施工进展、观测项目、观测情况确定。,25,6-4 现场量测方案设计,5 量测数据的警戒值及围岩稳定性判断标准 （1）容许位移量 保证隧洞不产生有害松动和保证地表不产生有害下沉量的条件下，自隧洞开挖起到变形稳定为止，在起拱线位置的隧洞壁面间水平位移总量的最大容许值，或拱顶的最大容许下沉量。 （2）容许位移速率 在保证围岩不产生