【《亚迪隧道工程的现场监控量测方案设计案例》3800字】

在隧道工程中，现场监控量测贯彻了整个施工过程。通过利用各种量测手段对施工现场进行量测，然后分析量测数据，把分析数据所得到的结果反馈到施工上去，让现场的施工人员可以清楚地掌握工程的实际情况，对于可能出现的问题做好准备。根据量测所得的数据，还可以及时修改支护参数，充分发挥围岩的稳定性。隧道施工现场监控量测的主要目的可以归纳为以下几点。（1）通过现场监控量测，可以清楚地了解到施工过程中地层以及支护结构发生的变化，并可以借此判断围岩以及初期支护结构的稳定性，进而确定二次衬砌的施作时间。（2）通过分析现场监控量测所获得的数据，可以及时根据工程实际修改支护参数。还能发现施工过程中所隐藏的安全隐患，对施工过程中有可能出现的安全问题进行预报，提前采取相应措施。（3）通过监控量测，可以了解到该地质条件下隧道工程施工的特点，为后续工程提供借鉴。监控量测应根据隧道的地形地质条件，支护类型，支护参数，施工方法以及相关条件等制定。监控量测的基本要求如下所述。（1）尽快埋设测点。（2）每次量测的时间应尽可能短。（3）量测使用的传感元件需要有较为良好的防震、防冲击波的能力，并且长期有效。（4）量测所得的数据应直观、正确、可靠。（5）测试仪器应有足够的精度。隧道现场监控量测能够让施工人员了解到隧道的动态变化，以便及时采取应对措施。目前，隧道现场监控量测的主要项目及量测方法见表1.1。表1.1隧道监控量测项目及方法项目名称方法及工具布置必测项目超前地质预报地质雷达IV、V级围岩以及估计前方可能有断层破碎带或者溶洞等不良地质地质及支护状态观察岩性结构面产状以及支护裂缝的观察，地质罗盘以及规尺开挖及初期支护后进行水平收敛及拱顶下沉测量全站仪V级围岩的浅埋段和地表沉降测量的结果一致，V级围岩深埋段每隔15-20m一个围岩内部位移测量（洞内设点）洞内钻孔安设多点杆或位移计每一级别的围岩各选择一个断面，每个断面3-11个测点选测项目锚杆内力量测各类型的电测锚杆，锚杆测力计以及拉拔器每一级别的围岩各选择一组，每组设置3-5根锚杆钢支撑内力量测应变片，以及支柱压力计每20-30榀钢支撑中选择1榀，每一段钢支撑均测喷射混凝土应力量测表面应力解除法每一级别的围岩段各选择一组，每组设置3-5个测点二次衬砌应力量测各类型的压力盒每一级别的围岩各选一组，每组设置2-5个断面，每个断面7-11个测点目前，隧道地质预报的主要方法有以下几种：1.地质分析方法与超前水平导洞；2.超前水平钻探结合地质雷达法，以200米计算，大约需要200小时以上；3.结合数码相机和地质罗盘对外观进行一般的外观检测及对比；4.物探检测方法配合施工地质，必要时采取超前水平钻探；通过超前地质预报，能够及时发现隧道施工现场的异常情况，并预报掌子面前方可能存在不良地质体的位置，产状，围岩结构的完整性与含水的可能性，为正确选择开挖断面，设计支护参数和优化施工方案提供依据，并为预防隧洞内可能出现的地质灾害做好预警，使施工人员有足够的时间做好应对措施，保证施工安全，同时还可节约大量资金。隧道超前地质预报在节约资金，保证施工安全，提高施工效率，以及避免施工风险有着极为重要的作用。超前地质预报的目的可以总结为以下几点。1、查清隧道开挖工作面前方的工程地质和水文地质条件，指导工程施工的顺利进行。2、降低地质灾害发生的几率和危害程度。3、为优化工程设计提供依据。4、为编制竣工文件提供地质资料隧道的洞内洞外观察主要观察喷射混凝土层是否有裂缝，以及裂缝表面的物理现象，喷层是否把钢支撑全部覆盖，锚杆是否牢固。一般是在开挖后及初期支护后进行；同时，在每一次爆破完成后也要进行洞内、洞外的观测。隧道周边收敛量测主要是针对隧道内壁面两点的变形量进行量测。在两次量测之间产生的距离差称为收敛值。（1）量测目的收敛量测是隧道施工监控量测的主要项目之一，量测的主要目的是指导施工以及判断围岩是否稳定。（2）量测设计①收敛量测的间距与测线隧道收敛量测的间距与测点布置见表1.2。表1.2量测断面的间距与每断面测点的布置断面间距（m）每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅳ5～101～2条基线1～3点Ⅲ10～301条基线1点Ⅰ～Ⅱ30～501条基线1点图1.1测试基示意图②量测频率：见表1.3和1.4。表1.3测试频率位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d表1.4测试频率量测断面距开挖面距离（m）量测频率(0～1)b2次/d(1～2)b1次/d(2～5)b1次/2～3d＞5b1次/7d注：b为隧道开挖宽度利用仪器确认围岩是否稳定，评价支护效果的优劣，指导施工的开展，预防隧道拱顶的塌陷，是施工质量和安全的基本保障资料之一。图1.2拱顶量测示意图表1.5拱顶量测频率测点布置量测频率1～15d16～1个月1～3个月>3个月每10～50m一个断面1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月（1）量测目的对隧道地表下沉进行量测的主要目的是为了进一步判断施工现场的情况是否与地质检测报告吻合，确定施工开挖的影响程度；为后期的施工提供必要的参数。（2）量测仪器水准仪通过检测锚杆在工作时的应力-应变值，可以对锚杆的工作状态做出清晰的判断，还可以确定锚杆对于限制围岩松弛变形所发挥的作用大小。锚杆轴力的量测频率如表1.4所示。表1.6锚杆轴力量测频率测点布置量测频率1～15d16～1个月1～3个月>3个月每10m一个断面，每断面至少3根锚杆1-2次/d1次/d1-2次/d1-3次/d布置位置：锚杆轴力量测时，将传感器连接或粘贴于锚杆不同的区段，同时观测出不同区段的应力—应变值。每级代表性围岩选择1个断面，每个断面上选择5根锚杆，这5根锚杆的位置分别在拱顶、左右拱腰和左右边墙处，每根锚杆上连接或粘贴4个传感器REF_Ref22343\r\h[14]。图1.3锚杆轴力量测示意图围岩体内位移采用多点位移计，每以级别的围岩各选择1个断面。沿着隧道围岩周边，分别在拱顶和边墙共打3个深孔，采用3点杆式多点位移量测，每一个断面共布置9个测点，图1.4为单洞开挖围岩内部位移量测布置示意图。量测断面应该尽可能地靠近掌子面，及时安装，并记录数据。量测仪器：多点位移计图1.4围岩内部测量布置示意图围岩体内位移（地表设点）同围岩体内设点，不同之处在于位移计是从地表埋入。主要设置在进洞口以及出洞口的隧洞上方。每座隧道设置2个断面，每个断面设置2个钻孔，采用3点位移计。图1.5围岩地表测量布置示意图围岩压力指的是在围岩开挖完成后，围岩对于支护结构产生的作用力。围岩压力量测，通常指的是围岩与各支护结构之间接触压力的测试。该项量测的方法是在横断面上设置5个测点，测点应设置在衬砌上的关键受力部位。通过对量测获得的数据进行整理、分析，可以得出支护结构内应力以及支护结构与围岩界面接触的应力分布图。每1个断面应布置10个压力盒，分别埋设在围岩与喷射混凝土之间，以及喷射混凝土与二次衬砌之间。（1）目的：了解围岩压力的量值以及分布状态；判断围岩和支护的稳定性，分析二次衬砌的稳定性和安全度。（2）量测仪器：采用振弦式压力计。喷射混凝土应力量测应沿着隧道的拱顶以及左右边墙，在喷射混凝土内埋设应变计，每一个断面设置3个测点，在每个测点上布置1对应变计，测出每个测点上的环向应力和切向应力，具体测点布置如图1.6所示。围岩初喷以后，在初喷面上将应变计固定，再复喷，将应力计全部覆盖并使应力计居于喷层的中央，方向为切向。当喷射混凝土达到初凝时开始测取读数REF_Ref22415\r\h[15]。图1.6喷射混凝土应力量测测点布置图二次衬砌应力量测通常是压力量测，但这种量测不能充分反映二次衬砌内的应力情况，采用在二次衬砌内外边缘的环向主筋或构造筋上捆绑应变计的方法，在混凝土浇筑前，将应变计固定在待测位置，测出内外边缘应变后，可根据材料力学公式，求出二次衬砌中的轴力和弯矩REF_Ref22415\r\h[15]。具体测点数目和测点位置见图1.7。图1.7二次衬砌内力量测中混凝土应变计测点布置图隧道施工监控量测数据主要是由各个测点获得的位移量、应变量、应力量，类型少，但数据多，在条件允许的情况下可以采用数据库记录存