2022年中南大学2014年12月网络教育课程考试《隧道工程》复习资料

1、2022 年其次学习阶段隧道工程复习资料某铁路隧道采纳新奥法施工,施工中需要明白隧道的各种动态信息,以便 对原有设计和施工方法进行修正；试对该隧道的量测方案进行设计（包括量测 目的、量测项目、量测仪器和手段、测点布置、量测频率以及如何依据量测数 据进行隧道围岩稳固性的判定等） ；（100 分）（一）监测意义及目的 监控量测测工作是隧道新奥法施工的眼睛,不但可以为隧道的动态设计和信息化施工提 供依据,确保施工的安全,仍可为隧道设计理论的进展积存体会,因而具有重要的意义；通过施工现场监测把握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳固程度,为评判和修改 初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间供应信息依

2、据；通过信息反馈及猜测预报来优 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；为科研项目供应第一手的信息,为节约工程投资,提高浅埋大跨双连拱隧道的修建水平 供应科学依据和技术保证,积存资料,为今后的设计供应类比依据等；（二）、监测项目及测点布置 依据中华人民共和国行业标准： 大路隧道施工技术规范 （JTJ042-94 ）隧道施工图设 计中有关监测项目的设计,监测内容分为必测和选测两种： 监测项目 必测项目 地质及支护状况观看描述2022 年其次学习阶段净空收敛拱顶下沉 隧道地表下沉 锚杆拉拔力 选测项目 围岩内部位移（原洞内埋设,为提高埋设质量,拟多

3、投入费用,改为地表埋设）围岩内部位移（地表埋设）接触压力（围岩和初衬,初衬与二衬）钢拱架压力（或钢格栅支撑内力）衬砌内力 锚杆轴力（内力）中墙内力 拱与中墙的相对变位 衬砌裂缝 边坡稳固监测 依据详细情形仍可以选定其他的项目如地质预报等等 断面布置监测断面分两种：一般性监测断面；代表性监测主断面；一般性监测断面和代表性 监测断面布设于正洞内；一般性监测断面的主要监测内容为中华人民共和国行业标准大路隧道施工技术规范（JTJ04294 ）和隧道施工图中规定的必测项目；代表性监测断面,主要监测项目为中华人民共和国行业标准大路隧道施工技术规范2022 年其次学习阶段（JTJ04294 ）和隧道施工图中

4、规定的必测和选测项目,代表性监测断面布置在隧道进出洞 口、断层破裂带内及其与砂岩交接部位； 测点布置序号监测项目表 1 各监测项目的监测仪器和测点布置原就仪器设备测点布设原就地质及支护状况观1 察描述地质罗盘, 数码相机按地质及支护状况布置62 净空收敛坑道收敛计上、下行线正洞每断面各布设BJSD-2 型激光隧道条限界检测仪3 拱顶下沉高 精 度 全 站 仪上、下行线正洞每断面布各设3BJSD-2 型激光隧道点,共 6 点；布设位置为拱顶地表下沉中心及中心两侧各2m 限界检测仪4 全站仪每条测线布设 9 点锚杆抗拉拔力锚杆拉拔计5 每个断面至少测 3 根锚杆围岩内部位移6 （洞内埋设,拟改多点

5、位移计上、下行线正洞每断面各布设1为地表埋设）条；每条各 4 个测点中导洞及上、下行线正洞每断 围岩内部位移7 （地表埋设）多点位移计面顶部各布设1 条；每条各 4个测点；8 接触压力压力盒、频率计上、下行线正洞每断面各布设42022 年其次学习阶段（围岩与初衬间,初衬与二衬间 仰拱轴力计（钢应变计）、上、下行线每断面各布设4 点；9 钢拱架压 应力频率计共 8 点10 衬砌内力钢 筋 应 力 计 应 变上、下行线每断面各布设7 点,计 、频率计其中仰拱各 3 点；共 14 点11 锚杆轴（内）力锚杆轴力计 （钢筋应上、下行线每断面各布设4 条,力计）、频率计共 8 条；每条各 3 个测点；钢

6、 筋应 力 计 （应变12 中墙内力计）、频率计布置 4 点拱与中墙的相对变13 位测缝计、频率计依据详细情形布设测 缝计 及 简 易测缝14 中墙或衬砌裂缝计、频率计依据裂缝情形布设布置如图：2022 年其次学习阶段（四）、监测频率及监测进度方案支配 监测频率依据大路隧道施工技术规范 （JTJ04294）,各监测项目的监测频度与监测次数如表 2；表 2 各监测项目的监测频度与监测次数洞 内 埋 116d 1 1 3 个 大于 3 量测设项目 15d 个月 月 个月 次数地 表 埋 L2B 2BL5B 设项目 B 监 测 频 1 2 1 次 /2 12 次/ 1 3 32 次度 次/天 天 周

7、 次/ 月注： L 开挖面距量测断面的距离,B 隧道开挖宽度；实际测量频率依据前两次测量情形而定；当观测值相对稳固时,可适当降低观测频率；2022 年其次学习阶段当达到报警指标或观测值变化速率加快或显现危急事故征兆时,应加密观测； 监测进度 监测支配依据工程进度而定,在隧道施工前进场,至地下工程施工完毕后两月终止；（五）、报警指标依据中华人民共和国行业标准： 大路隧道施工技术规范 （JTJ042-94 ）规定,隧道周 边最大答应相对位移（指实测位移值于两测点间距离之比,或拱顶位移实测值与隧道宽度之比）为 0.20% 0.80% （详细数值会同业主、设计、监理、施工确定）；二衬施作就应在满意以下

8、要求时进行： 各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳固； 已产生的各项位移已达估计总位移量的80%-90% ；0.07-0.15mm/d； 周边位移速率小于0.1-0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于监测戒备值也可由设计单位提出,经有关单位认可后执行；（三）监测方法及测点埋设（一）、地质及支护状况观看描述观看并描述隧道围岩地质、地下水情形,衬砌支护情形；使用仪器、材料、工具：地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或 摄像机；（二）、净空收敛 测点布设 : 收敛量测是最基本的主要量测项目之一；与拱顶下沉点布置在同一断面；埋设测点时,先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为4080mm

9、 ,深为 25mm 的孔；在孔中填满水泥砂浆后插入收敛预埋件,尽量使两预埋件轴线在基线方向上,并使预埋 件销孔轴线处于铅垂位置,上好爱护帽,待砂浆凝固后即可量测；量测；采纳高精度全站仪或BJSD-2 型激光隧道限界检测仪进行自动数据采集；2022 年其次学习阶段（三）、拱顶下沉测点布设 : 拱顶下沉主要用于确认围岩的稳固性；在每个量测断面的拱顶中心埋设一自制的钢筋预埋件；埋设前,先用小型钻机在待测部位成孔,然后将预埋件放入,并用混凝 土填塞,待混凝土凝固后即可量测；量测；采纳高精度全站仪或（四）、地表下沉BJSD-2 型激光隧道限界检测仪进行自动数据采集； 基点布设：埋设在隧道开挖纵横向各（3

10、5）倍洞径外的区域,埋设5 个基点,以便相互校核,参照标准水准点埋设,全部基点应和邻近水准点联测取得原始高程； 测点布设：在测点位置挖长、 宽、深均为 200mm的坑,然后放入地表测点预埋件 （自制）,测点一般采纳2030mm 、200 300mm的平圆头钢筋制成； 测点四周用砼填实,待砼固结后即可量测； 量测：用高精度全站仪进行观测；要求a）观测应在仪器检验合格后方可进行,且避免在测站和标尺有振动时进行；b）尽量挑选在每一天同一时间内进行观测；观测坚持四固定原就,即：施测人员固定,测站位置固定,测量连续时间固定,施测次序固定,且应每隔 30天用精密水准测量的方法进行基点与水准点的联测,其误差

11、不得超过0.5 n mm （n 为测站数）； 数据简要分析：可绘制时间- 位移与距离位移图,曲线正常就说明位移随施工的进行渐趋稳固；假如显现反常,显现反弯点,说明地表下沉显现点骤增加现象,说明围岩和支 护已呈不稳状况,应立刻实行措施；（五）、锚杆拉拔力 试验操作程序 使用前,在具有肯定资质的试验室对仪器进行标定； 测试前,现场加工一块铁或钢 垫板,中间孔径不小于锚杆直径,一侧带有凹槽,凹2022 年其次学习阶段槽长、宽及厚度稍大于锚杆垫板的相应尺寸； 测试时,将预先加工的垫板放在锚杆垫板上,其带有凹槽的一面朝向岩石墙面； 将锚杆拉拔计的接口与待测锚杆的外露端连接紧固； 拉拔计百分表归零,然后人

12、工摇动油泵手柄,使油泵压力逐步上升； 油泵压力达到 15 吨,可停止连续加压,记录锚杆位置及油泵压力值,油泵卸压,如 果油泵压力未达到 15 吨,锚杆破坏,就该锚杆可认为安装质量不合格； 量测终止,填写锚杆拉拔测试报表,检查核实后,上报主管部门；锚杆拉拔力最大值依据设计供应值最终确定；数据运算 依据锚杆拉拔试验的油泵压力与试验标定数据或曲线即可换算出锚杆拉拔力；（六）、围岩内部位移（洞内埋设）用于监测隧道围岩的径向位移分布和放松区域范畴,获得打算锚杆长度的判定资料、隧 道每一量测断面布设 5 组测点；多点位移使用 4 点钻孔伸长计进行量测； 它由四个钻孔锚头、 四根量测钢仪器设备 丝、一个测筒

13、、四个电感式传感器和它的量测仪器数字位移计组成；测点安装 在预定量测部位,用特制直径 140mm 钻头,钻一深 40cm 的钻孔,然后再在此钻孔内钻一同心的直径为 48mm 的小孔,孔深由试验要求确定, 钻孔要求平直, 并用水冲洗干 净； 矫直钢丝,并截成预定长度,将钢丝连接在钻孔锚头上； 把锚头末端插入安装杆,然后将锚头推动到预定深度,在操作时要留意定向,防止安装杆旋转,千万不能将安装杆后退,以免安装杆和锚头脱落； 紧固锚头,如用楔形弹簧式锚头,就用30 50 公斤力拉钢丝,假如锚头不滑动,即2022 年其次学习阶段可认为锚头已经锁紧；如用压缩木锚头,就等待压缩木吸水膨胀后,亦用 30 50

14、 公斤力拉钢丝,如拉不动,就可认为锚头已经紧固； 重复以上 2、3、4 操作步骤,安装剩余锚头,每根钢丝必需穿过楔形弹簧式锚头上的环或压缩木锚头中间的铁管,要留意防止钢丝相互缠绕； 把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个导杆,并把测筒的上筒用固定螺丝、 木楔及水泥砂浆固定在孔内,然后拉紧钢丝,并用螺母夹紧在各个导杆上,这时要留意调整导 杆距离,使之有 15mm 的伸长量； 把下筒与上筒相接,并用木楔塞紧,如是电测下筒,仍需认真安装,调整电感式位移 传感器的量程,并引出电缆,盖上盖板；当试验点离开挖面很近时,必需实行防护措施,以 防止爆破飞石损坏电缆及测筒； 开头初读数（假如用百分表测读,应每

15、次打开盖板）读数的建立应不小于 24 小时；为保证读数的稳固性,第一次 开头阶段,每天应至少进行一次测度测读,随着开挖面的远离,测读间隔时间可以酌 情延长；量测与运算 将钻孔伸缩计测筒上的电感式位移传感器与数字位移计连接,并打开位移计电源开关,即可进行读数；然后依据实际位移与读数的标定数字回来方程,即可算出钻孔伸缩计四个测 点的实际位移；（七）、围岩内部位移（地表埋设）测试原理与多点位移监测（地表埋设）完全相同,只不过钻孔和设备埋设由地表进行；（八）、接触压力测点布设应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上（如拱顶、拱腰、拱脚、边 墙仰拱等）,每一断面宜布置 8 个测点,并对各测点逐一进行编

16、号； 分别埋设于围岩和初衬之2022 年其次学习阶段间以及初衬和二衬之间；埋设压力盒时,要使压力盒的受压面对着围岩；在隧道壁面,当测围岩施加给喷砼层的径向压力时,先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上,再谨慎施作 喷砼层,不要使喷砼与压力盒之间有间隙,保证围岩与压力盒受压面贴紧；（九）、钢拱架应力 和围岩应力布设在同一量测断面上,每环格栅钢拱架布设 8 组钢筋计,分别沿钢 架的内外边缘成对布设；安装前,在钢拱架待测部位并联焊接钢弦式钢筋计,在焊接过程中留意对钢筋计淋水降温,然后将钢拱架由工人搬至洞内立好,登记钢筋计型号,并将钢筋计编号,用透亮胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上；留意将导线集结

17、 成束爱护好,防止在洞内被施工所破坏；依据钢筋计的频率轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值,然后依据 钢筋混凝土结构有关运算方法可算出钢筋轴力计所在的拱架断面的弯矩,并在隧道横断面上按肯定的比例把轴力、弯矩值点画在各轴力计分布位置,并将各点连接形成隧道钢拱架轴力 及弯矩分布图；（十）、衬砌内力 和围岩应力布设在同一量测断面上,每环二衬钢筋布设 8 组钢筋计,分别沿主筋 的内外边缘成对布设；安装前,在主筋待测部位并联焊接钢弦式钢筋计,在焊接过程 中留意对钢筋计淋水降温,登记钢筋计型号,并将钢筋计编号,用透亮胶布将写在纸 上的编号紧密粘贴在导线上； 留意将导线集结成束爱护好, 防止在洞

18、内被施工所破坏；依据钢筋计的频率轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出相应的轴力值,然后依据 钢筋混凝土结构有关运算方法可算出钢筋轴力计所在的主筋断面的弯矩,并在隧道横断面上 按肯定的比例把轴力、弯矩值点画在各轴力计分布位置,并将各点连接形成隧道主筋轴力及 弯矩分布图；（十一）、锚杆轴力 锚杆轴力计安装如与拱架应力基本安装相同,在锚杆待测部位并联焊接钢筋计,焊接时2022 年其次学习阶段应对轴力计实行降温措施；（十二）、中墙内力和衬砌内力的安装与测试基本相同,每断面布设（十三）、拱与中墙的相对变位4 组,布设于中墙主筋上；拱与中墙相对变位量测用于监测隧道中隔墙不匀称受力时拱脚和中隔墙顶夹角的变化

19、；仪器设备 采纳测缝计及频率计；数量依据工程需要确定；测点安装与测量埋设测点时,先在待测裂缝量端用凿岩机开挖孔径为 4080mm ,深为 25mm 的孔；在孔中填满水泥砂浆后插入测缝计固定预埋件,尽量使两预埋件轴线与中隔墙-拱脚交线或裂缝斜交,安装测缝计,爱护好引线,待砂浆凝固后即可量测；（十四）、中墙和衬砌裂缝裂缝量测用于监测隧道施工过程中显现的掌握性裂缝及其进展趋势；仪器设备衬砌裂缝简易测量使用水泥钢钉和游标卡尺,测点数量初步定为20个；裂缝一维监测采纳钢弦式测缝计,二维、三维裂缝监测采纳自制的组合钢板式测缝计及游标卡尺,数量依据工程需要确定；测点安装与测量 钢弦式测缝计安装埋设测点时,先在待测裂缝量端用凿岩机开挖孔径为 4080mm ,深为 25mm 的孔；在孔中填满水泥砂浆后插入测缝计固定预埋件,尽量使两预埋件轴线与中隔墙-拱脚交线或裂缝斜交,安装测缝计,爱护好引线,待砂浆凝固后即可量测； 钢钉简易测缝计安装在待测裂缝关键点的两侧各打入一个水泥钢钉,采纳游标卡尺初测读数后,通过测量两钉间距离的变化来监测裂缝的变化规律；2022 年其次学习阶段 二维、三维组合钢板测缝计安装 依据裂缝宽度及可能变化趋势设计好测缝计后,用凿岩机在裂缝两侧开孔,用水泥砂浆