量测技术

量测技术（精选十篇）

量测技术 篇1

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, 同时也能进一步的判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发展, 这对于我国隧道施工和隧道监控量测的发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, 从而全面的获取隧道资料, 为施工提供更多的参考依据。

隧道监控测量内容:

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。其次要根据不良地质、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。需要注意的是, 选测项目的布设结合隧道自身特点, 并重点突出。

2) 测点埋设时间。在测点埋设时间上, 应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。而且测点应距开挖面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。

2.1.2 监控量测的基本要求

1) 做好测量规划。首先施工单位应成立相应的机构组织, 并配备专业人员和设备, 掌握成熟、可靠的数据处理与分析技术。第二, 施工单位应按设计要求或根据隧道规模、地形、地质条件、支护类型和参数、施工方法等, 编制《监控量测实施细则》或指业指导书, 经监理或业主批准后严格实施。第三, 施工中应将现场监控量测作为工序引入作业循环, 并结合地质预报作出评价, 优化设计参数, 实施动态管理。监控量测元件的埋设与监控量测应列入工程施工进度控制计划中, 监控量测工作应尽是减少对施工工序的影响。

2) 监控测量的具体要求。监控量测工作必须紧接开挖、支护作业, 埋点数量、位置、时间应符合设计或规范规定, 并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。测点应牢固可靠, 挂牌识别;测点应注意保护, 严防损坏。

另外在施工过程中应加强资料收集与整理工作, 工程竣工后, 监控量测资料要纳入竣工文件。需要得到重视的是, 在数据采集频率上的工作应符合设计或规范规定, 并及时进行数据分析和信息反馈, 以指导现场施工。数据的收集和分析, 应尽量减少系统误差, 控制偶然误差, 避免人为错误, 应经常采用相关方法对误差进行检验分析。

最后, 必须要在施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度, 保证数据的准确性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理, 由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常, 应及时采取补救措施, 并详细记录。

2.2 隧道监控策略技术的方法

2.2.1 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。

2.2.2 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。

2.2.3 信息反馈

首先应该进行全面的现场地质调查, 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, 其次要对节理裂隙的发育状况进行统计, 从而确定不良地质作用并了解特殊性岩土分布形状等相关信息。最后要根据具体情况编制出出长期地质预报报告, 以便指导中短期地质预报能够更具针对性地实施。

监控测量方法与要求:

3 隧道施工质量的检测重点

3.1 洞内围岩观察

3.1.1 观察目的

加强隧道施工中洞内围岩的监控量测实际上有效的了解隧道地面的地质情况并长我隧道内的围岩状态信息。从而在具体的隧道施工中进行围岩状态的分析和预测, 通过对前方洞内围岩的观察和预测可以在必要的时候进行预警, 以便在隧道施工中及时的发现问题和合理的采取应对措施, 保证隧道施工难度质量和安全。洞内围岩的观察要对开挖面前方的地质条件和围岩级别进行预测, 从而为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据, 最好要充分根据喷层表面状态及锚杆的工作状态, 进一步分析支护结构的可靠程度。

3.1.2 观察方法

隧道施工中洞内围岩的观察可以采用目测和数码相机配合观测的方法, 在观测过程中教师的对地质地面进行描绘记录, 比如围岩的岩性、节理等详细的地质特征, 同时对于围岩出现的断层、破碎等现象也要进行相关的记录。不仅如此, 对于洞内的地下水水量、分布、类型和压力等特征也需要记录。另外在初期支护状态应该采用目测观察为主的方式, 对初期支护喷砼、钢支撑、锚杆所出现的外鼓、裂缝、剥落、扭曲等现象, 跟踪观测并做好相关记录。在监控量测的过程中如果出现异常的现象, 务必须要自己的做好记录时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。

围岩稳定性监控:

3.2 周边位移监测

3.2.1 量测目的

一般来说, 隧道施工周边环境的收敛能够直挂难度对围岩和支护结构的稳定性进行反应, 并能够在隧道监控量测中为隧道中的支护结构稳定性进行分析, 并提供相关的数据, 便于隧道施工中的支护结构稳定性的分析和设计。另外计算计算周边收敛位移速率和预测最终位移值, 可以为隧道施工中的二次衬砌浇筑选择恰当的实践, 优化支护衬砌结构并提供参考, 一般表现在以下几个方面。首先可以通过通过量测周边位移程度可以准确的判断出隧道空间稳定性, 提供隧道施工的重要参考指标和信息。其次要充分结合变位速度来判断出隧道围岩的稳定性, 并选择合理的时间进行二次衬砌支护施工。再次要准确的判断隧道施工中初期支护设计与施工的稳定性和质量, 并起到一定的设计和指导作用。最后则要对超、欠挖量进行测定, 判定开挖质量, 用以指导施工。

3.2.2 量测方法

设置监控量测断面, 每个断面分别在侧墙 (由施工开挖方法确定) 设置测点, 利用收敛计, 采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介, 通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。

摘要：隧道监控量测技术可以有效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。本文就隧道监控量测技术进行深入的分析和探讨, 并提供一些可供参考的意见和措施。

关键词：隧道,监控,量测,技术

参考文献

[1]交通部.公路隧道施工技术规范, JTJ042-94.

梅关隧道施工监控量测技术 篇2

梅关隧道施工监控量测技术

介绍了该隧道的.监控量测方案、量测流程及数据采集分析与信息反馈等,取得可靠的监测数据,全面反映围岩及隧道结构工程的受力、变形状况,准确评定隧道工程施工的安全状态,确保隧道工程施工安全与质量.

作 者：张志定 ZHANG Zhi-ding 作者单位：韶赣高速公路粤境段管理处,广东,韶关,512400刊 名：湖南交通科技英文刊名：HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：35(3)分类号：U456.3关键词：隧道施工 监控量测 数据分析

岩质隧道收敛量测技术及其应用 篇3

关键词隧道;收敛;技术;应用

中图分类号U45文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0115-01

《公路隧道施工技术规范》规定采取新奥法施工复合衬砌的隧道必须进行监控量测工作。为了进一步修改、完善预设计并及时采取相应的施工措施,以保证施工质量、施工安全和按时竣工,监控量测工作及量测信息分析就成为衡量设计、施工是否合理的一项重要依据。它不仅可以指导正在进行的施工,还可以为以后的施工设计提供经验。而如何更好的对监控量测信息进行正确分析、及时反馈、合理应用就成为需要解决的问题。它关系到新奥法施工的成败,是新奥法施工的关键。

1收敛量测的内容与目的

1)收敛量测内容。周边收敛。周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度30cm,钻孔直径42mm。用快硬水泥或早强锚固剂固定,测桩外露长度要考虑喷射混凝土的厚度,不在预设点的断面隧道开挖爆破以后,尽可能早地沿着隧道能将测桩埋入喷射混凝土的厚度内,测桩需加强保护,严禁在其上悬挂任何物品和敲打、拽拉。采用收敛仪量测周边收敛变形。

2)收敛量测目的。通过水平收敛、拱顶下沉量测、回归了解围岩变形规律,对原支护结构形式、支护参数做出评价,并为二次衬砌施作时机做出判断。为了达到以上的监控量测目的,量测工作需贯穿隧道施工的全过程。量测数据及其分析结果可立即与事先预设计支护参数相比较,并对预设计做出正确评价,如量测结果与原设计有较大出入,有必要对支护作加强和减弱的修正,使隧道的设计和施工纳入动态的科学管理中。

2分析和判断的依据

2.1分析和判断依据

1)理论依据——新奥法对围岩变形的基本认识。①新奥法强调,容许围岩有一定的自由变形,同时又要对围岩变形进行控制,避免围岩的过度变形,为此,二衬支护要适时。②以围岩变形历时发展的加速度作判据,来确定围岩的稳定性。③如果变形呈等速或加速度发展,则认定需及时做出险情预警。2) 规范依据。根据国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001》规定的收敛阈值,经计算,隧道的收敛阈值为11.2cm。

2.2隧道围岩稳定性分析判断原则

在隧道施工监测中,当预设计的初期支护全部施加、并对局部地段作了补强支护(含注浆)处理以后,可以用围岩变形速率v与该断面实测围岩变形速率最大值v0的比值v/v0作为围岩稳定的判定标准,该比值应不大于由监控量测值作统计回归得出的某一阈值。根据以往典型工程的统计结果,建议该阈值暂可取v/v0的5%~10%。

当v/v0=50%左右时,可以认为变形速率仅略有降低;当v/v0=33%左右时,可以认为变形速率有所减小,可能行将渐趋稳定;当v/v0=20%左右时,可以认为变形速率已显著减小,并已接近趋于稳定。

3测量结果异常处理措施

在隧道施工中,可能会出现监测结果异常的情况,甚至出现可目测的不良变形、松弛坍塌等现象,其原因主要有以下几方面:①在设计施工中,对围岩性质判断不准或情况不明;②支护类型与实际要求不适应;③支护的时机和方法不恰当;④其它的不明原因。因此,一方面应进行隧道动态信息的反馈设计,对施工方法、支护时机、支护参数等加以调整;另一方面只能针对一些不能明确原因的现象采取及时有效的处理措施,并加以总结和防范,以利于施工安全顺利进行。

当收敛变形呈等速或加速度发展时,应采取相应措施以保证施工的安全进行。一般采用的安全措施有如下几种:①在此断面处再加设一道临时刚支撑;②及时施加仰拱或临时仰拱;③对开方开挖工作面,要求缩短开挖到支护时间;④提前打锚杆;⑤缩短台阶一次开挖长度。

4工程实例与曲型断面分析

4.1工程概况

钦州至崇左高速公路的鸡排山隧道位于广西省钦州境内,夏热冬寒,湿润多雨,四季分明,梅雨期40天左右,区域内太阳辐射总量分布一年之中夏季最多,春季次之,秋季较少,冬季最少。隧道隧址区发育的地层主要有:第四系全新世冲积层、残坡积,含碎石亚粘土,二叠系下统栖霞组块状硅质灰岩及志留系中统坟头组薄层状泥质砂岩。鸡排山隧道分为左线长355m右线长386m,开挖断面宽13.02m,高(净空断面)8.16m。

4.2典型断面分析

ZK29+150断面拱顶下沉分析主要是依据施工单位(广西路桥建设有限公司)2009年12月18日至2010年1月27日的监测资料进行的。图1、图2和图3分别为拱顶累积沉降量值、沉降速率和沉降速率比值随累计时间的变化曲线。目前累计沉降量值仅为1.6cm,远小于规范限定的服务隧道的收敛阈值(6.34cm),说明此时围岩变形是安全稳定的。选取的初始沉降速率为0.3cm/d,目前沉降速率比值约为33%,围岩变形行将趋于稳定,沉降值较小,可适当减少量测频率。

5结语

在隧道开挖的过程中,采用收敛量测可以预测围岩的变形趋势,对可能发生塌方事故起到预警作用。分析收敛量测数据,可以及时的调整施工参数,节约成本,保证隧道施工的安全,在隧道工程中的现场量测起着至关重要的作用。

参考文献

[1]朱纪明.青山隧道监控量测技术及其在施工中的应用研究[D].山东科技大学硕士论文,青岛:2006.

[2]张泉.土质隧道开挖模拟和施工监控量测研究[D].西安建筑科技大学硕士论文,西安:2008.

[3]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].科学出版社,北京:2002.

深圳地铁隧道量测技术研究 篇4

1量测的目的

1.1安全性的确认

1)把握围岩周边动态;2)了解各种支护材料的结果;3)确认作为构造物的隧道的安全性;4)把握对周边建(构)筑物的影响。

1.2经济性的确认

1)追求工程的经济性;2)量测结果对设计、施工反馈,量测结果作为未来工程计划的参考资料(见图1)。

2深圳地铁量测手段的考虑

深圳地铁的量测工作可分为明挖量测、矿山法暗挖量测、盾构法暗挖量测。下面主要讨论矿山法暗挖量测。

对深圳地铁一般量测根据隧道施工中全线量测方式分为必测项目、选测项目和特殊量测项目。

1)必测项目(见表1)。

2)选测项目(见表2)。

3)特殊量测项目。

a.重要建筑物旁的地中倾斜量测。通过量测,把握地铁施工对重要建筑物的影响,确保重要建筑物的安全。

b.邻近隧道的施工影响。在接近上下洞的区域内量测下洞施工对上洞结构的影响,特别是爆破和车致振动的影响,把握结构物的安全性。

c.开挖面超前量测。在围岩情况恶劣地段,在管棚内进行水平倾斜量测,预测前方施工的安全性。

3 量测测定频度

1)内空变位拱顶下沉见表3(必测项目)。

2)选测项目和特殊量测。

特殊量测根据其特殊性可调整其量测频度。

4 深圳地铁量测数据的整理分析

深圳地铁量测结果反馈与施工管理可按下列程序进行(见图1),根据确认施工的安全性和确保经济性来达到量测目的。

5 量测数据的评价

量测数据评价时必须考虑工程的经济性,但首先应重视施工的安全性。

暗挖工法中最重要的评价支护状态有效性的数据是内空变位。关于内空变位以下列事项进行管理:

1)当初设定是在参考数值解析、类似条件下的施工实绩等条件下设定的,需随着施工现状进行修正。

2)变形富裕量应考虑围岩限界应变而定。

3)对于内空变位很大的围岩变化的对策应在尽早时期集中处理。

a.围岩恶化的情况。

下次开挖在再次研究进深长度的基础上决定变形富裕量、喷混凝土厚度、锚杆长度数量等。

b.围岩变好时的情况。

上述的支护材料,在谨慎考查围岩动态的基础上商议减少。同时在内空变位出现显著偏压倾向时应注意以下几点:使内空变位在允许的范围内;以隧道中心线和标高为基准同时量测绝对变位;在开挖断面形成时,迅速确认是否形成了设计断面。

作为管理基准是各阶段隧道所特有的,应在优先考虑该段隧道围岩状况下研究决定,而且应基于该段隧道初期施工实绩随时修改其管理基准值以求其合理性。

因此,关于施工中的对策应包括对各种条件进行充分研究。

5.1 锚杆轴力

锚杆轴力评价的标准因设计考虑而不同。

软岩中土压大的处所,由于以期待内压效果及成拱效应锚杆承担轴力作为前提,这种情况下,轴力小时综合内空变位量测及地中变位量测的结果研究锚杆的长度缩短和减少是必要的。

软岩中也有以缝合效果为目的的锚杆,这种情况轴力的大小不能判断。

轴力超过屈服强度时综合考虑内空变位、地中变位等量测的结果有改变设计强化锚杆的必要。

轴力的最大点在侧壁附近时综合考虑内空变位,在松弛领域研究锚杆长度。

5.2 地中变位

根据地中变位量测结果推定周围围岩的变位分布,特别是围岩松弛范围,据此讨论锚杆长度。

内空变位量大,松弛范围超过锚杆长度时,考虑锚杆轴力增加锚杆长度或增加锚杆数量。与之相反内空变位较小,松弛范围较浅时应讨论缩短锚杆长度或减少数量。

5.3 混凝土背面土压及强度

混凝土的背面土压与内空变位量及支护材料的刚性有很深的关系。因此,量测结果评价时应综合考虑内空变位量、地中变位量或锚杆轴力等的结果进行分析。

临时仰拱对变位的约束情况及施工上的考虑在变位完全收敛前打设二衬时,根据背面土压及其他量测结果可以分析施工时期、二衬厚度、钢筋的必要性、二衬强度(混凝土强度)等。

喷混凝土应力的量测值评价时,必须注意二衬的刚性及围岩条件、开挖进度。

硬质围岩中变位很小开挖进度较快时,喷混凝土应力一般较小,根据应力讨论喷混凝土厚度是很难的。反之,在膨胀性围岩中,开挖速度慢到喷混凝土达到强度时变位较大,根据应力值讨论喷混凝土强度、厚度、钢筋网的必要性是可能的。

参考文献

监控量测技术在隧道施工中的应用 篇5

监控量测技术在隧道施工中的应用

现场监控量测是隧道施工过程中,对围岩支护系统的`稳定状态进行监测,为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据.是确保施工安全、指导施工、便利施工管理的重要手段.因此,量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛,它始终伴随着施工的全过程,是新奥法构筑隧道非常重要的一环.本文就监控量测技术在隧道施工中的应用作简要的阐述.

作 者：杨秀飞 作者单位：贵州省高速公路开发总公司,贵州,贵阳,550000刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(14)分类号：U4关键词：监控量测 隧道施工

量测技术 篇6

关键词：系统量测平衡率同业对标遥测精度

0引言

国网湖北省电力公司2014年下发了《2014版地市供电企业对标指标体系》（鄂电司企管[2014]2号）文件，在运行管理对标指标中明确定义了“系统量测平衡率”，并占运行管理对标指标8%的权重。本文以国网黄石供电公司（以下简称黄石公司）为例，研究调度自动化系统“系统量测平衡率”。

1“系统量测平衡率”的定义

《2014版地市供电企业对标指标体系》将“系统量测平衡率”指标的考核定义为：（有功平衡母线节点数+无功平衡母线节点数+有功平衡线路总数）/（参与计算母线节点数*2+参与计算线路总数），其中220kV母线节点有功不平衡偏差不大于10MW，无功不平衡偏差不大于20MVar判定为合格；线路两侧有功不平衡偏差不大于15MW判定为合格。目前，国网湖北省电力公司调度控制中心（以下称为省调）只考核到220kV母线和线路量测平衡，今后向110kV母线和线路延伸。

“系统量测平衡率”指标考核方式：直接由省调电网调度技术支持系统（OPEN3000）对地区所辖220kV及以上变电站进行自动统计计算。

2“系统量测平衡率”总体情况及原因分析

2014年一季度，黄石公司“系统量测平衡率”指标99.73%，位于全省倒数第二，得分0分。鉴于此，公司组织各专业部门对变电运维中存在的问题进行了专题分析：

2.1断路器（开关）、隔离开关（刀闸）遥信位置异常，影响指标降低

目前黄石地区220kV下陆变、铁山变、石板路变为半综自站，全站隔离开关（刀闸）信号都是由站内五防机上送，由于五防机和变电站的后台监控系统接口程序不稳定，隔离开关（刀闸）位置的异常变位难以控制。另外，对于隔离开关（刀闸）操作之后，变电运维人员要从操作现场到主控室内五防机，对操作的隔离开关（刀闸）位置进行回传，隔离开关（刀闸）位置变位的实时性不能保证，现场操作后会直接影响“系统量测平衡率”指标。

2.2由于检修工作流程不规范，影响指标降低

按照《湖北电网调度自动化系统（设备）检修管理规定（试行）》（电司调[2012]147号）文件要求，检修前两个工作日，应在OMS系统向省调填报检修票，检修前1小时省调审批检修票，并要求执行单位及时汇报工作完成情况。但是在地市公司往往不执行汇报程序，也因此影响“系统量测平衡率”指标。

2.3二次回路存在精度误差或大用户冲击负荷，影响指标降低

除了人为因素，220kV下陆变、桃园变两个站是典型存在精度误差和冲击负荷影响“系统量测平衡率”。

220kV下陆变是典型的半综合自动化变电站，2008年经过半综自改造，测量回路串接指示仪表后接入综自的测控装置，之后指示仪表退出运行，未定期校验精度，使其遥测精度明显下降。220kV桃园变所带全部负荷都是大用户的冲击负荷，主变的负荷刷新频率比其他线路负荷快很多，而且波动大，经观察在秒级内可以达到10MW波动，导致全站量测平衡不合格，需要在上传方式上试验一些办法来处理冲击负荷带来的影响。

3解决方案

3.1黄石公司调控中心自动化专业人员做好指标分析和日常监视工作，加强指标巡视力度。关注每天停电计划及方式变更，每天核对站内量测数据平衡情况。目前调控中心已建立“系统量测平衡率”指标实时监控手段，实现了24小时监控，对发现影响“系统量测平衡率”指标的情况及时督导解决，事后积极分析原因，明确责任，根据省调考核通报情况，考核到各相关单位。

3.2运维检修部（检修分公司）变电检修室加强二次回路检修工作管控，严格执行上级检修相关规定，涉及到影响自动化数据正确性、准确性的检修工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。结合一次设备检修按要求做好相应测控装置的遥测精度测试工作，并做遥信和遥控的联动试验，对发现不合格的测控装置要上报大修技改项目进行整改。

3.3运维检修部（检修分公司）变电运维室，要确保220kV站内五防系统的正常运行，涉及五防工作，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续。在变电站开关停送电时，严格执行站字票的各项操作流程，在停（送）电操作完成后应与调控人员核对断路器（开关）、隔离开关（刀闸）等位置信号和遥测数据，发现异常及时通知相关部门处理。

3.4营销部（客户服务中心）计量室、信通分公司等如遇到有可能影响自动化信息准确性的工作，也要按照检修管理流程，提前通知自动化专业人员，开、完工履行相关许可手续，及时报告自动化专业人员。

3.5对于遥测精度、冲击负荷等因素影响指标的情况，经过现场的不断调试和测试，将综合自动化变电站的测控装置的门槛值设置在2/1000和5/1000之间，提高遥测数据的实时性，可以有效解决“系统量测平衡率”的问题。

4结束语

通过解决“系统量测平衡率”存在的问题，不仅仅达到了提高指标的目的，更重要的是规范了现场检修流程，统一了测控装置门槛值设置的标准，为全省提高遥测数据准确性奠定了良好的基础，有效确保了调度自动化系统的稳定运行。

参考文献：

[1]李亦纲，等.应急演练中的几个关键的问题[J].应急救援，2007.

[2]徐瑞卿，等.电力系统应急管理探讨[J].中国管理科学，2006.z1.

[3]李智勇.影响遥测精度的因素分析[J].电力自动化设备，2006（09）.

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边坡监控量测技术与实例分析 篇7

本文结合南疆山区某预应力锚索框架梁加固铁路路堑高边坡的工程监测实例, 讨论了路堑高边坡原位监测的目的、原则、设计与方法, 提出了具体的现场监测布置的技术方案。通过对现场关键监测数据的整理、分析和及时反馈, 为保证该路堑高边坡的优质高效施工提供了可靠的技术支持。

1 现场监控量测目的与意义

1) 边坡稳定性评估与安全预警的需要。通过监测掌握边坡在空间上和时间上的位移动态, 结合地质条件分析其位移机制和稳定性, 确定其是否处于预计的稳定状态。2) 信息化设计的需要。根据监测信息及时调整和修改边坡的支护设计, 这一点对各种边坡工程均具有实际的应用价值。监测信息的及时反馈、分析和风险评估可用来确定预留工作量是否有必要施工, 从而使边坡支护设计达到经济合理与工程安全的统一, 即最优化设计。3) 评价与指导施工。通过分析观测的效应量 (如位移) 与施工原因量和自然原因量之间的关系, 监测成果可用来指导施工, 避免由于施工不当造成边坡失稳;同时监测成果还有助于分析工程事故的原因和责任, 评价施工的合理性与施工方法的适应性。全过程的跟踪监测, 可对施工过程中出现的险情及时提供预警, 指导施工单位合理采用和调整施工工艺和步骤。4) 改进分析研究方法。根据观测成果反演分析有关坡体的各种特性参数, 建立符合实际的边坡稳定分析计算模型和支护设计模型, 并对边坡的长期稳定性及未来性态作出及时、有效的预测;积累工程实际资料, 提高边坡设计的技术水平。

2 监控量测项目及原则

2.1 边坡监控量测的项目

根据监测手段大致可归纳为以下几种:1) 地质观测法。通过地质巡视, 观测地表裂缝、地表鼓胀、沉降、坍塌、建筑物变形特征、地下水异变以及动物异常等现象。适用于对边坡的日常巡查与检查。2) 简易测量法。设置跨裂缝式简易测桩, 标尺和水泥砂浆带, 用卷尺、游标卡尺等直接测量裂缝的变化。适用于处在边坡大变形阶段的位移测量。3) 仪器仪表测量法。主要有测缝法、测斜法、重锤法、沉降观测法、多孔位移计法、应力应变观测法、声波法等观测坡体的变形位移、应力应变等。适用于边坡处于初期变形阶段或变形不明显阶段的观测。4) 遥测法。通过全球定位系统 (GPS) 以及卫星等监测坡体的变形和位移。适用于对重大危害坡体处在等速变形或滑移阶段的监测。

2.1.1 位移监测方法

现场位移监测可以了解和掌握坡体演变过程, 可对边坡稳定性评价和变形破坏趋势作出预测预报, 同样可用来评价坡体防护后工程的效果。具体位移监测技术可总结为表1。

2.1.2 现场防护结构应力监测法

防护结构的应力监测包括对防护结构所受推力实地测试和对防护结构的变形、位移进行监测两类。目前测量应力的仪器有土压力盒、压应力计和锚索锚杆测力计等。对于抗滑结构所受推力主要采用土压力盒测定;对于钢筋混凝土结构及锚索结构受力分布则应采用钢筋计来测试其内力状况。

2.2 边坡监控量测的原则

1) 监测目的应明确、重点应突出;2) 监测应反映边坡形状变化的全过程;3) 施工期间和运行期间的监测工作应相互结合、相互衔接;4) 仪器布置应少而精;5) 监测常以仪器量测为主, 人工巡视及宏观调查为辅;6) 尽量避免或减少施工对监测工作的干扰;7) 监测设计应留有余地;8) 根据不同时期选择不同精度的监测仪器。

3 工程概况

南疆某铁路路堑高边坡全长230 m, 为残坡积层开挖路堑高边坡, 最大开挖高度57.5 m, 中心最大挖深17.58 m。该边坡表层是较厚的残坡积块石土, 以下是全强风化粉砂岩, 下伏基岩是砂岩。岩层破碎, 产生崩塌落石堆积在坡麓, 形成巨厚岩堆体。块石土为稍密～中密状态, 含水量随深度增加。

为保证该路堑高边坡的安全有效施工, 根据上述两节的内容提出了如下现场监测布置的技术方案, 如图1所示。

根据防护结构的应力监测需要在第2, 3, 4级边坡预应力锚索框架梁部位选择一定数量的锚索预应力监测、预应力锚索框架梁监测 (包括框架梁钢筋计应力监测和框架梁底土压力监测) 。

4 监测结果及分析

由于各监控项目观测值较多, 仅给出最能反映本边坡施工期稳定性的坡表位移和深部位移监测成果, 如图2, 图3所示。其中图2中, ΔX为“+”表示向坡体外侧方向位移, 为“-”表示向坡体内侧方向位移;ΔY为“+”表示沉降, 为“-”表示向上位移。

从图2中可以看出, 在长约127 d的施工期中堑顶两个方向上的最大地表位移分别为1.5 mm和2.4 mm, 总地表位移约为28 mm, 平均每天的地表位移量约为0.2 mm;而第3级平台位移各个方向上和总地表位移均略小于堑顶位移值, 可见地表位移变化速率在控制标准范围内, 安全满足施工要求。

从图3中可以看出, 在长约96 d的施工期中典型测斜孔深部水平位移的孔口最大位移为5.4 mm, 最大深部位移达6.4 mm。每次间隔期后测试结果相对于此前所监测的数据仅有1 mm～2 mm的变化, 且据典型测斜孔深部水平位移—深度曲线易知在深度为16.0 m处有位移的较小突变;但总体上深部水平位移变化速率在控制标准范围内, 亦满足安全施工要求。通过及时监控反馈信息, 确保了本工程安全有序的完成。

5 结语

监控量测的主要任务是确保安全、指导施工、修正设计、积累资料。监控量测作为高边坡安全施工的重要手段之一, 可为评价施工方法的可行性、设计参数的合理性以及了解支护结构的受力和变形特性等提供准确及时的数据, 对确定边坡阶段施工时间具有重要意义, 是保障边坡建设成功的关键因素。本段路堑高边坡综合处置施工中, 通过监控量测指导施工, 及时提供边坡坡体位移和结构物应力变化信息, 实现了该高边坡信息化动态施工控制, 达到了安全快速施工, 经济合理的目的。

摘要：结合南疆某铁路边坡施工实际, 论述路堑边坡监控量测方案的目的、原则、设计与实施方法, 提出了具体合理的监测措施, 为保证该路堑高边坡的优质高效施工提供了可靠的技术支持。

关键词：路堑边坡,加固,预应力锚索,框架梁,监控量测

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地铁隧道施工监控量测技术的应用 篇8

城市地铁工程的建设, 对解决大城市交通问题, 缓解大城市交通供需矛盾, 改善城市交通结构和城市布局结构, 保证可持续发展, 满足城市化进程的要求等方面具有重要作用[1,2]。某地铁工程地质条件差 (穿越地层黏结力弱、地层自稳力差、承载力低、开挖后变形快, 稍有不慎极易产生坍塌或出现大的下沉) 。同时施工影响范围内有多座重要建筑物和地下管线, 增加了施工难度, 为确保地面建筑物, 地下管线及施工本身安全, 及时掌握隧道施工过程中隧道支护结构的稳定状态, 和施工对周围环境的影响, 需对施工全过程进行全面的监控。

1监控量测设计

1.1监控量测项目

监控量测的项目主要根据工程的重要性及难易程度、监测目的、工程地质和水文地质、结构形式、施工方法、工程周边环境等综合而定[3]。本工程的监测项目除考虑上述因素外, 还要根据设计的要求决定。

同时, 在地下工程中进行量测, 绝不是单纯地为了获取信息, 而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段, 因此量测信息应能[4]:

⑴确切地预报破坏和变形等未来的动态, 对设计参数和施工流程加以监控, 以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施 (如预估最终位移值, 根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等) 。

⑵满足作为设计变更的重要信息和各项要求, 如提供设计、施工所需的重要参数 (初始位移速度、作用荷载等) 。

根据本工程的具体情况, 监测项目以位移监测为主, 辅以应力监测, 计算结构实际受力状况, 同时也使各种监测数据能够相互印证, 确认监测结果的可靠性。

1.2监测测点布置

本项目主要进行地表沉降、建筑物沉降、管线沉降、拱顶沉降、结构收敛、围岩压力、初支应力、二衬压力及应力、混凝土应变计、围护桩水平及垂直位移、钢支撑轴力、地下水位及土体测斜等16类项目的监测。

拱顶下沉量测值是反映暗挖结构安全和稳定的重要数据, 是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映, 易于实现量测信息的反馈。隧道开挖后, 周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映, 净空的变化 (收缩和扩张) 是围岩变形最明显的体现。

隧道开挖后, 围岩的应力变化复杂。监测围岩应力情况, 可以掌握围岩及支护结构、基坑围护结构的动态, 验证支护衬砌的设计效果, 保证支护结构稳定、地表建筑和地下管线的安全。并提供判断围岩和初期支护基本稳定的依据, 确定二次衬砌的施作时间。这可以为施工日常管理提供信息, 保证施工安全。测点布设如图1、图2所示。单位, m。

在具体监测过程中, 依据实际监测成果来调整监测频率;同时做到及时反馈监测信息, 确保结构自身及周边环境的安全[5]。

1.3监测网建立

监控量测系统首先建立水平位移和垂直位移监测控制网[6]。

水平位移监测网利用地面平面控制点做主控点, 与监测网点组成平面监控网, 其形式依据结构布设成轴线形;其垂直位移监控网利用北京市局部高程控制网做为一级控制点, 与地表沉降等观测点组成地表高程位移监控网, 同时将主控点高程通过竖井引测至井底, 并在井底埋设水准基点 (并定期复测) , 与结构监测点组成地下高程控制网。

主控点埋设坚固、稳定, 监控点可埋设在原状土层中, 并加设保护装置。

1.4地表、建筑物、管线等的控制

在信息化施工中, 监测后应对各种监测数据进行整理分析, 判断其稳定性, 并及时反馈到施工中去指导施工。当施工中出现下列情况之一时, 应立即停止施工, 采取措施处理。根据以往在上海、广州、深圳等地修建城市地铁时施工监测的成功经验, 采用Ⅲ级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准;即将允许值的三分之二作为警告值, 允许值的三分之一作为基准值, 将警告值和允许值之间称为警告范围, 实测值落在此范围, 应提出警告, 说明需商讨和采取施工对策, 预防最终位移值超限。警告值和基准值之间称为注意范围, 实测值落在基准值以下, 说明隧道和围岩是稳定的[7]。警告包括:

⑴ 初支结构有较大开裂。

⑵ 监测数据有不断增大的趋势。

⑶ 隧道支护结构变形过大, 超过控制基准或出现明显的受力裂缝并不断发展。

⑷ 时态曲线长时间没有变缓的趋势等

当监测数据达到管理基准值的2/3时, 定为警戒值, 应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时, 应立即停止施工, 修正支护参数后方能继续施工。见表1, 表2[7]。

表1中:U0 ——实测位移值, Un——允许位移值Un的取值, 也就是监测控制标准 (即基准值) 。

注:① B为坑道跨度 ② 管线沉降监测根据管线材质、状况等具体确定。

2监测方法

2.1沉降监测

地下工程开挖后, 地层中的应力扰动区延伸至地表, 围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降。当附近有建筑物, 则地表沉降有可能引起房屋、管线的不均匀下沉, 对房屋、管线造成破坏;且地表沉降可以反映地下工程开挖过程中围岩变形的全过程。

本监测设计车站中线地表沉降测点布设原则为临近竖井侧及重要量测地段间距为10 m布设一组地表沉降测点, 一般地段布点间距为 (10～30) m布设一组中线测点, 特殊情况测点可适当加密, 对于管线, 可根据实际情况进行测点布设。根据现场条件布置地表沉降主断面, 主断面各测点布点原则为:其距中线距离双层为3.6 m、4.2 m、4.3 m、2.0 m、5.0 m、5.0 m、11.0 m;单层为2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、2.0 m、3.0 m～4.0 m。由于现场条件较为复杂, 地表及房屋测点埋设时依据设计, 根据现场实际情况进行布设。

2.2拱顶下沉及净空收敛监测

拱顶下沉量测值是反映暗挖结构安全和稳定的重要数据, 是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映, 易于实现量测信息的反馈。

根据设计图纸要求, 拱顶测点埋设时, 应在掌子面开挖出碴完毕后, 拱架架立时, 将预埋件焊接至拱顶, 待该环砼喷射完毕牢固后, 将预埋件上砼清除干净, 即可进行初始值量测。拱顶测点布设原则为临近竖井侧及重要量测地段间距为10 m布设一组测点, 一般地段点间距为 (10～30) m布设一组测点。特殊情况测点可适当加密。

收敛测线埋设时, 应在掌子面开挖出碴完毕后, 拱架架立时, 将预埋件焊接至拱腰, 应尽量使两预埋件位于同一轴线上。待该环砼喷射完毕, 牢固后, 将预埋件上砼清除干净, 即可进行量测。测线布设原则同拱顶测点, 且同拱顶测点布设在同一断面。

监测点在支护结构施工时埋设, 在支护结构完成后最短时间内取得的读数为初始值, 之后按前述监测频率要求进行日常监测。

拱顶下沉量测主要采用精密水准仪, 量测各测点与基准点之间的相对高程差, 本次所测高差与上次所测高差相比较, 差值即为本次沉降值;本次所测高差与初始高差相较, 差值即为累计沉降值。

净空收敛监测初次量测在钢尺上选择一个适当孔位, 将钢尺套在尺架的固定螺杆上。孔位的选择应能使得钢尺张紧时支架与百分表 (或数显表) 顶端接触且读数在 (0～25) mm的范围内。拧紧钢尺压紧螺帽, 并记下钢尺孔位读数。再次量测, 按前次钢尺孔位, 将钢尺固定在支架的螺杆上, 按上述相同程序操作, 测得观测值Rn。按下式计算净空变化值:

Un=Rn-Rn-1;

Un—第n次量测的净空变形值;

Rn—第n次量测时的观测值;

Rn-1—第n-1次量测时的观测值。

拱顶下沉监测数据的填写、处理与地表下沉相同。如果拱顶下沉超限, 可采取以下方法控制拱顶的下沉:改良拱顶岩体或土体的稳定性;改善开挖方法以减小开挖对拱顶围岩的扰动;加强支护等等, 或采取以上几种方法进行综合处理。

净空收敛监测则首先作出时间-位移及距离-位移散点图, 对各量测断面内的测线进行回归分析, 并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。如果收敛值过大, 应改善周围岩体或土体的稳定性, 改变开挖方法, 尽量减小开挖对周围岩 (土) 体的扰动;加强支护等等, 以确保收敛值在规范允许的范围内。

2.3初支与二衬钢筋应力监测

将钢筋计串联焊接在被测主筋上, 安装时应注意能使钢筋计处于不受力状态, 特别不应处于受弯状态, 将钢筋计的导线逐段捆在临近钢筋上, 引到地面的测试匣中, 喷砼或二衬砼施作后, 检查钢筋计的电阻值和绝缘情况, 做好引出线和测试匣的保护措施。

2.4围岩压力监测

先根据预测的压力变化幅度来确定压力盒量程。压力盒采用直接法埋设在初支与土体、初支与二衬间, 采用初支喷砼或二衬灌注砼后12 h的三次读数的平均值作为接触压力测试初始值。

2.5桩体及土体水平位移监测

将测头放入测斜管, 测试应从孔底开始, 自下而上沿导管全长每一个测段固定位置测读一次, 测段长度为1 m, 每个测段测试一次读数后, 将测头提转180°, 插入同一对导槽重复测试, 两次读数应接近, 符号相反, 取数字平均值, 作为该次监测值。在基坑开挖前, 以连续三次测试无明显差异读数的平均值作为初始值。

2.6地下水位监测

采用电测水位计测量水位距孔口的距离, 用水准测量方法测出孔口标高, 从而确定水位标高, 进一步计算水位变化情况。施工前, 对所有观测孔统一联测静水位, 统一编号, 量测基准点。从降水开始, 观测时间分别采用30 min、1 h、4 h、8 h、12 h以后24 h观测 (1～2) 次, 直到降水工程结束。开始施工后, 正常监测地下水位变化情况。

3监控量测数据的分析、预测

取得各种监测资料后, 需及时进行处理, 排除仪器、读数等操作过程中的失误, 剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差, 避免漏测和错测, 保证监测数据的可靠性和完整性, 采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作[8]。

3.1数据整理

把原始数据通过一定的方法, 如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来, 进行数据的数字特征值计算, 离群数据的取舍。

3.2插值法

在实测数据基础上, 采用函数近似方法, 求得符合测量规律而又未实测到的数据。

3.3采用统计分析方法对监测结果进行回归分析

寻找一种能够较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式, 对下一阶段的监测物理量进行预测, 防患于未然。如预测最终位移值, 预测结构物的安全性, 并据此确定工程技术措施等。因此, 对每一测点的监测结果要根据管理基准和位移变化速率 (mm/d) 等综合判断结构和建筑物的安全状况, 并编写周、月汇总报表, 及时反馈指导施工, 调整施工参数, 达到安全、快速、高效施工之目的。

4结论

在通常采用的力学分析、数值计算、室内试验模拟等工程技术手段中, 地下结构和相邻土层总是在不同程度上做出近似或简化处理。为突出主要因素忽略了其他次要因素, 这样做, 对于工程问题求解是必需和适当的, 但在真实刻画自然界客观事物的变化规律上面, 不可避免地掺入了人为的假定因素, 在这方面, 现场监测技术显示了极大的优势, 每一个工程的施筑, 都是一次1:1的实体实验, 所取得的数据是各种复杂因素影响和作用下结构系统的综合体现。地铁工程一般施筑于城市建筑物和地下管线密集分布的区域, 其成败维系着国家财产和人民生活的安全和稳定, 尽可能避免各类事故, 确保工程安全与顺利, 是每一个工程技术人员的职责。

摘要：在城市地铁施工中, 保证周围建筑物、地下管线等的安全非常重要。为了安全施工, 必须建立起有效的监控量测。介绍了地铁施工中监控量测项目、测点布置、监控网的建立及周围建筑物的监控、量测方法及数据的分析及预测。

关键词：地铁,安全施工,监控量测,预测

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隧道围岩监控量测信息化技术探究 篇9

现今借助网络平台和软件, 实现了围岩监控数据的实时上传与共享, 亦可直接进行数据分析与报告输出, 并能在手机、PC和网络平台上实时推发预警信息, 大大提高了隧道围岩监控量测工作的时效性, 使项目各级管理单位都能实时了解隧道围岩情况, 益于更加及时、准确的管理和指导施工。

1 隧道围岩监控量测工作标准与规范

在铁路项目上现行监控量测作业规范以国家颁布的《铁路隧道监控量测技术规程》 (TB 10121-2007) 为主, 以前铁道部发布的《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术的规定》铁建设【2010】120号等各类管理文件为辅, 严格制定了监控量测作业过程中的各项标准, 主要包括监控断面及测线的布设和观测数据采集频次的标准和要求。

1.1 监控量测断面及测线布设标准

水平净空和拱顶下沉监控量测断面间距。Ⅴ级围岩:断面间距≤5m;Ⅳ级围岩:断面间距5~10m;Ⅲ级围岩:断面间距10~30m;Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

净空变化量测测线数

全断面法:一般只用布设一条水平测线;台阶法:一般地段每台阶布设一条水平测线, 特殊地段曾设两条斜测线;分部开挖法:一般地段每分部布设一条水平测线, 特殊地段C D或C R D法上部、双侧壁导坑法左右侧部, 每分部一条水平测线, 两条斜测线、其余分部一条水平测线。

1.2 监控量测数据采集频次要求

按距离开挖面确定的监控量测频率 (B为隧道开挖宽度, d为天)

监测断面距开挖面距离 (m) (0~1) B:监控量测频率2次/d;监测断面距开挖面距离 (m) (1~2) B:监控量测频率1次/d;监测断面距开挖面距离 (m) (2~5) B:监控量测频率1次/2~3d;监测断面距开挖面距离 (m) >5B:监控量测频率1次/7d。

按位移速度确定的监控量测频率

位移速度 (m m/d) ≥5:2次/d;位移速度 (m m/d) 1~5:1次/d;位移速度 (m m/d) 0.5~1:1次/2~3d;位移速度 (m m/d) 0.2~0.5:1次/3d;位移速度 (m m/d) <0.2:1次/7d。

2 隧道围岩监控量测工作准备与实施

隧道围岩监控量测工作开始之前, 相关单位要有经过培训的专业测量人员和经检校合格的专门测量设备。然后根据工程现场施工进度, 按照相关标准规范进行监控量测作业。

2.1 首先埋设监控量测观测桩

1) 观测桩采用30~50cm长φ22钢筋, 一头焊接一个3X 3cm小钢片, 钢片上粘贴专门的反光膜片。2) 作业人员按规范, 用电钻在隧道的设计里程测点位置上打孔, 孔深进入围岩内10cm。3) 将预制好的观测桩埋入孔内, 用锚固剂锚固, 作业人员要对每个观测桩严格把关, 确保其质量满足要求。4) 观测桩埋设工作必须在支护喷锚完成3小时内完成, 以保证初次监测数据采集的时效性。

2.2 其次建立监控量测观测断面并采集变形数据

1) 作业人员根据设计文件及施工进度, 在软件电脑客户端建立监控断面相关信息, 并上传至中心服务器。

2) 监控数据采集前, 作业员先将断面信息数据下载至移动客户端, 然后到施工现场采集相应断面变形数据, 数据采集完成并经检核无误后上传至中心服务器。

3) 中心服务器收集观测数据, 并自动计算变形量, 分析变形规律, 得出相应预警信息并反馈到电脑、手机及网络平台客户端。

3 隧道围岩监控量测数据分析与反馈

围岩监控中心服务器将分析所得相应信息反馈给各级管理人员, 以及时指导现场施工, 进一步优化设计和施工方案。

首先根据隧道围岩等级及施工现场情况确定安全管理等级 (Ⅰ级红色预警, Ⅱ级黄色预警, Ⅲ级绿色无预警) , 即每日变形量和总变形量极值, 并上传至中心服务器。然后服务器将每次上传的变形监控数据与极限值比较, 得到相应的安全管理等级信息反馈至各客户终端。最后管理人员根据平台上的反馈信息, 确定现场施工方法, 指导下步施工工序。

作业员也能够利用软件, 将监控数据分析、整理成监测图标报告, 施工、设计等单位可根据其监测数据优化支护、衬砌等施工方案, 确保工程安全、质量和成本达到最优方案。

4 结语

综上所述, 现在隧道围岩监控量测工作流程可总结为右图。现在监控量测作业使用全站仪进行无接触测量, 减小了对施工的影响, 减轻了作业人员劳动强度, 全部监控信息上传至网络平台, 实现了各管理层信息的实时共享, 且能在网络平台上及时推送各类预警信息, 处理各种突发情况, 及时避免安全、质量事故。通过软件系统的数据处理、精度评定、图形分析功能, 不但可以使作业员更加清晰明了的掌握现场施工情况, 也可以自动计算生成周、月、季度报表和整体监测报告。使各级单位可以及时、准确、全面的了解施工现场情况, 优化设计施工方案。

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双连拱隧道施工技术和监控量测措施 篇10

安子岭一号隧道位于长深公路承德到承唐界TJ12段,为双洞连拱式单洞3车道高速公路隧道,起讫桩号为K63+868~K64+085,全长217 m,位于R=1 080 m,LS=180 m的缓和曲线上,纵坡采用+1.235%的单向坡,最大埋深47.3 m。洞身穿越微风化灰岩,深灰色,隐晶质结构,中薄层状,坚硬,岩体较破碎。隧道设计为单拱净宽14.736 m,净高7.605 m的三心圆拱曲墙断面。双连拱全断面来往跨度达33.472 m,开挖高度10.905 m,洞口段布设φ108 mm×6 mm管棚超前支护进洞,环向间距30 cm,长度25 m,网喷I22b钢拱架初期支护,1榀/60 cm,C25喷射混凝土层厚28 cm,φ8 mm钢筋网网格20 cm×20 cm,设φ25 mm砂浆锚杆,长4.5 m。全隧道中墙衬砌及二次衬砌均为C30钢筋混凝土。

2 施工方法

本隧道采用三导洞半断面先墙后拱法施工,如图1所示。图1中Ⅰ为施工中导:1开挖中导洞,施作临时支护及初期支护,中导洞贯通后浇筑中墙混凝土;Ⅱ为施工边导:2左、2右开挖边导洞、施作临时支护及初期支护、二次支护、防水层等;Ⅲ为施工拱部:3左、3右开挖、施作拱部、临时支护及初期支护、二次支护、防水层等;Ⅳ为施工底部:4左、4右开挖左右底部,施作仰拱及回填、路面、排水系统。本隧道施工遵循了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的总体原则。具体有下面几项施工步骤。

2.1 开挖及运输

开挖采用简易钻孔台车配7655型凿岩机钻孔,装载机配合自卸汽车出渣。采用台阶法开挖,光面爆破,洞口浅埋段每循环进尺0.5~0.8 m,洞内深埋段每循环进尺2.5 m,拱部周边眼间距30 cm,侧墙周边眼间距40 cm。简易钻孔台车是我们自己设计加工的工作平台,且钻架的高度和宽度可根据开挖面的不同进行调整,开挖三导洞和左右正洞时均可使用,钻架可由装载机拖动,进出方便,不必拆卸,操作安全可靠。

正洞开挖前,中隔墙混凝土已经浇注并达到设计强度,在正洞开挖时必须注意加强对成品中隔墙的防护。由于采用超前导洞法施工,正洞开挖时应充分利用中导洞开挖形成的临空面进行简单的防护,并调整爆破顺序、装药量,避免石渣出向中墙方面,从而避免了对中隔墙的破坏。

2.2 支护

在新奥法施工体系中“喷锚支护”是十分重要的环节。在双连拱隧道施工中,由于采用超前导洞施工,所以支护又分为导洞临时支护和正洞初期支护。

2.2.1 导洞临时支护

导洞作为较长时间的施工主要通道,临时支护是确保施工安全的主要措施,导洞的临时支护按设计文件中不同围岩级别正洞的初期支护进行。

导洞开挖后形成的是临时轮廓线,在扩挖正洞后不再存在,所以导洞内的临时支护,在施工过程中应着重注意的是中导洞的拱顶、正洞扩挖时岩体的支承点,以及承受集中荷载的位置。故除在开挖过程中严格控制拱顶超欠挖外,在临时支护时要确保钢拱架顶紧岩面,喷射混凝土要逐层喷实,喷射混凝土采用湿喷工艺进行。钢筋网采用双层钢筋网,外层待开挖面喷2 cm厚喷射混凝土后进行,内层设置于钢拱架内面,并与锚杆钢架焊接。

2.2.2 正洞初期支护

正洞初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施。初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分,它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系。

S5a级围岩采用φ108 mm×6 mm管棚超前支护,管棚长25.5 m,环向间距30 cm布置。管棚成孔采用潜孔钻机,重量不大,易于固定。采用水泥浆液注浆,水灰比1∶1,注浆孔口压力初压0.5~1.0 MPa,终压1.5~2.5 MPa。注浆结束后用M30水泥砂浆充填钢管,以增强管棚强度。原有山体岩石破碎,管棚注浆时空气会从岩石裂隙中排出,单孔注浆量较大。

S5、S4a、S4级围岩采用φ42 mm×4 mm小导管超前支护,其施作的关键在于上仰角度的控制和管尾支撑的稳固,在一排炮出渣完成后先对掌子面喷射5 cm厚喷射混凝土封闭,然后施作下一排小导管,在小导管全部注浆完成掌子面破碎围岩固结后回头再做锚杆、钢拱架等后续工作。这样可以确保有足够的空间施作上仰10°钻孔,而且可以把管尾支承在工字钢顶部,确保支承牢固有效。

锚杆采用梅花形布置φ25 mm砂浆锚杆,锚杆长4.5 m。S5a、S5、S4a、S4级围岩锚杆环向间距分别为0.3 m、0.4 m、0.75 m、1.0 m,纵向间距分别为0.3 m、0.4 m、0.45 m、0.5 m。施工实践证明,要发挥锚杆的效果,垫板很关键,通过加设垫板,可以充分发挥锚杆的三维约束效果。

喷射混凝土表面应大致平整,避免有突出的尖角和硬物,以防刺破防水板,影响防水效果,也防止因凹凸不平,防水板变形能力有限,造成混凝土背后脱空[1]。

2.3 防、排水处理

安子岭一号隧道防排水设计采用了以“防、排”为主,“防、排、堵、截”相结合的综合治理措施。各段的防、排水情况具体如下所述。

洞外:在洞口边、仰坡设置截水沟,将水送出隧道区,沿水沟排走。

洞内:在初期支护与二次衬砌间敷设400 g/m2土工布和防水卷材组成的防水层。同时衬砌背后S5a、S5、S4a、S4、S3型初砌每隔5 m左右设置一环向盲沟,与拱脚处设置的纵向排水管相通,使初砌背后水、洞内路面通过盖板上设置的泄水缝和盲沟下设置的纵向排水管和泄水管引至隧道两侧水沟排走。纵向采用每隔25 m设置一道横向引水管,将水引入中心水管,将水排出隧道区。

2.4 衬砌

2.4.1 中隔墙衬砌

中隔墙是双连拱隧道区别于分离式隧道的标志性构造,中隔墙施工采用自制混凝土衬砌台车,台车可由装载机拖动,行走方便,就位及脱模快捷,混凝土泵送入模,中隔墙顶混凝土必须回填密实,并进行压浆处理,确保承受围岩荷载时受力均匀。正洞开挖过程中,它是受力体系转换的关键,故两肩部位在预埋初期支护工字钢拱架的连接支座时,预埋支座的平面位置、标高一定要精确控制;否则正洞钢拱架无法按设计尺寸拼装就位,或勉强拼凑致法兰连接不紧密,影响拱架整体受力,造成安全质量隐患。

2.4.2 正洞二次衬砌

由于结构型式的需要中隔墙必须先期完成,为了保证衬砌混凝土的外观质量,减少防水板接缝和混凝土施工缝,剩余的二次衬砌采用液压大模板衬砌台车和泵送混凝土工艺一次性浇筑完成。为保证衬砌质量,我们采取了以下措施。

1)模板侧墙部位增设多道支撑,在侧墙下端增设多台千斤顶支撑侧模以平衡拱部和侧墙向下的压力。

2)严格控制泵送衬砌混凝土的坍落度,防止产生过大侧压力和影响混凝土外观质量

3)控制混凝土浇筑速度并均衡布料,使台车受力均衡。

4)为防止撑开模板的液压系统出现松驰情况。在每个液压处均增设了丝杠支撑,并经常检查丝框有否滑丝、损毁等情况,如有出现及时更换。

2.4.3 仰拱

隧道的仰拱,填充和铺底垫层必须超前衬砌完成,这样不仅保证了施工现场的文明作业,而且避免了为调整台车高度而在台车走行轨下面铺垫过厚松碴或枕木而出现的台车整体下沉,支撑失稳现象,确保安全、质量。

3 监控量测

现场监控量测是现代化施工管理的重要组成部分。它不仅能指导施工,预报险情,确保安全,而且还能获得围岩动态和支护工作状态的数据,为修正和确定初期支护参数、混凝土衬砌支护提拱依据。在施工中进行了全过程监控量测。综合中导洞量测结果,进、出口段各25 m拱部下沉一般为30~60 mm,地表下沉一般为10~30 mm。综合正洞量测结果,初期支护变形较小,平均10 mm,最大变形25 mm,小边墙衬砌及封闭仰拱后,结构基本稳定。对已完成的24 m正洞二次衬砌观测,由于二次衬砌与初期支护完工时间有一段间隔,围岩应力释放至初期支护中已基本完成,二次衬砌基本无沉降及变形[2]。控制要点有以下几个方面。

3.1 保持中隔墙的稳定

为保证隧道的开挖安全,双连拱隧道两侧正洞的施工需错开一定的距离,从而形成对中隔墙的偏压,如处理不当极易因中隔墙的偏移而造成塌方事故,或因局部拉应力过大造成二次衬砌的开裂,影响结构的使用功能。在连拱隧道正洞开挖施工时,应在滞后开挖洞室一侧对中隔墙施加临时支撑。支撑的材料一般以型钢或短方木即可。支撑的一端支撑于中隔墙上,另一端支撑于中导洞岩壁之上,临时支撑随滞后开挖洞室的施工逐段拆除。施工时,加强对中隔墙的观察、观测,以及实时调整支撑的位置及数量。

3.2 保证中隔墙顶部填充密实

中隔墙是双连拱隧道的主要受力结构,如果中隔墙顶部混凝土回填不密实,在隧道正洞开挖施工时,极易因隧道开挖跨度增大、应力集中,造成围岩的失稳、垮塌,中隔墙顶部回填是双连拱隧道施工的关键工序[3]。

中隔墙拱顶回填采用C20泵送混凝土,并沿隧道轴线方向在中隔墙顶和中导洞拱顶之间每一米设置一道钢支撑。顶部[20槽钢沿隧道轴线方向通长布置,钢支撑安装必须竖直,钢支撑下设置钢板对口楔,安装钢支撑后将钢板对口楔打紧,使钢支撑顶紧中导洞拱顶,最后对拱顶进行压浆处理,具体如图2所示。

3.3 双连拱隧道左右正洞的开挖应错开一定距离

隧道的开挖使岩体原有的平衡状态被打破,围岩应力进行重新分布,围岩发生变形,以达到新的平衡状态。如果双连拱隧道左右正洞的开挖错开距离较短,势必引起两侧洞室围岩应力、变形的迭加,影响隧道的施工安全。双连拱隧道左右正洞开挖的错开距离,应不小于设计文件的要求,并保证超前洞室的围岩变形基本稳定后方可进行滞后洞室的施工。

3.4 中隔墙与隧道二次衬砌施工缝应保持一致

施工缝是隧道施工的薄弱环节。目前,虽无明确条文对中隔墙与隧道二次衬砌的施工缝是否一致作出要求,但在实际施工中,部分双连拱隧道存在因中隔墙与隧道二次衬砌施工缝不一致,造成隧道二次衬砌拱圈与中隔墙顶的接头处发生局部开裂的现象。为保证工程质量,建议施工中中隔墙与隧道二次衬砌的施工缝应保持一致。

4 结语

在安子岭一号双连拱隧道施工中,由于我们不断改进优化施工方案,在确保安全、质量的前提下,施工周期不断被缩短,对后续工序有制约影响的地段都及时按照施工组织计划有条不紊地进行,为保证总工期目标的实现奠定了坚实基础。通过严格按照施工要点对工程质量实行预控和过程控制,已完工的各分项工程合格率达100%。

优化施工方案,打破常规,勇于创新,突破了施工网络图中的瓶颈制约,并为国家节约了投资,可供同类工程施工中借鉴。

摘要：介绍长深公路承德到承唐界TJ12段安子岭一号隧道工程。该隧道为双洞连拱式单洞3车道高速公路隧道。施工中打破常规,勇于创新,在保证安全、质量的前提下,为加快施工进度,遵循了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的总体原则。从开挖及运输、支护、防排水处理、衬砌等方面,突破了施工网络图中的瓶颈制约,并加强监控量测,为国家节约了投资。通过严格按照施工要点对工程质量实行预控和过程控制,已完工的各分项工程合格率达100%。

关键词：高速公路,双连拱隧道,施工技术,监控量测

参考文献

[1]肖林萍,赵玉光,申玉生.双连拱隧道结构内力样式及围岩稳定性模型试验研究[J].岩石力学与工程学报,2005,24(23):4346-4351.

[2]申玉生,赵玉光.双连拱隧道围岩稳定性的模糊概率分析研究[J].岩土工程学报,2005,27(11):1358-1361.