TBM隧道施工监控量测特点与方法

1、TBM 隧道施工监控量测特点与方法 1. tbm 隧道监控量测 （1） 隧道施工监控量测是保证工程质量的重要措施，也是判断 围岩和衬砌是否稳定，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管 理，提供设计信息的重要手段。 1 具中，.周边位移是隧道 围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以判断围岩 稳定程度以及指导现场施丁 （2） tbm 施工与普通钻爆施工相比，采用滚刀进行破岩，避免 了爆破作业，成洞周围岩层不会受爆破震动而破坏，洞壁完整光滑, 超挖量少。因此，tbm 施工方法比钻爆法得到的周边围岩应力变化 更小，同时在 tbm 施工监控量测中数据较钻爆法施工更小。但是由 于 tbm 机组

2、在空间上的阻挡，tbm 施工监控量测难度较钻爆法滞后 性更大。 因此，以某市复合式 tbm 工程的施工量测中，主要采用水平仪 和收敛仪对隧道内的水平收敛和拱顶下沉量进行量测，以达到判断 围岩稳定的目的。 图 1 有限元模型 2. 数值模拟分析 （1）根据设计地质说明，该隧道沿线属构造剥蚀浅丘地貌，区 间隧道埋深 1050m 覆跨比大于 1.5。隧道围岩岩层平缓，岩体 较完整。围岩主要为较完整的块状镶嵌结构的砂质泥岩和块状砌状 砌体结构砂岩。因此，在隧道数值模拟中简化设置埋深均为 30m 土层根据实际勘测简化分为两层， 上层为风化砂质泥岩 （其物理参 数为：弹性模量为 500mpa 泊松比为 0

3、.4 ;重度 24kn/m 3），下 层为风化砂岩 （其物理参数为： 弹性模量为 1000mpa 泊松比为 0.3 ； 重度 23kn/m 3），且都为粘弹性体，纵向长度为 120m 监测断面 则在隧道内 10m 处，避免洞口处采用约束条件而对其收敛和拱顶下 沉数据的影响。其中围岩和管片（其物理参数为：弹性模量为 27600mpa 泊松比为 0.2 ;重度 25kn/m 3）均采用实体单元。从 而得到相关有限元模型如图 1 所示： 图 2x 方向的位移云图 （2）隧道内管片衬砌内径为 5.4m,管片厚度为 0.3m,外径为 6m此次通过隧道内管片结构内力与位移来分析模型中的水平收敛 和拱顶位移

4、，图 2 和图 3 分别为管片关于 x 方向和 y方向的位移云 图。 3. 数据对比分析 3.1 水平收敛对比分析。 （1）隧道内壁面两点连线方向的位移之和称为“收敛”，收敛 值为两次量测的距离之差。收敛加速度则为两次单日收敛速度之间 的差值和两次速度时间之间的比值。在隧道施工监控量测中一般水 平直径作为收敛线，对其进行量测。在数值模拟中，简化为每个计 算步为 10m （即每天开挖 10m），设开挖到监控断面为第一天，此时 监控断面距掌子面距离为 om 取水平直径上的两个节点的 x 方向的 位移，然后相加得到收敛值。此次，通过多断面求平均值得到的收 敛值（如表 1 所示），累计收敛与掌子面距离

5、的关系图（如图 4 所 示）以及收敛加速度与累计天数的关系图（如图 5 所示）。 图 3y方向的位移云图 表 1 收敛值对比表 距离掌 r 面跖肉 （单位：m 累计天数 模拟.累计収敛 （单位：mm 实际.累计枝敛 （单位：mr） 模拟收敛加速度单位 mm 天）实际收 敛加速度（单位 mm 天） 0 1 0.2699 0 0.2699 0 10 2 0.8757 0 0.3359 0 20 3 2.3051 0 0.8236 0 30 4 2.4205 0 1.314 0 40 5 2.5265 0.42 0.0094 0 50 6 2.6655 0.8 0.033 0.42 60 7 2.7609 1.07 0.0436 0.38 70 8 2.8423 1.32 0.014 0.280 9