铁路隧道监控量测要点.ppt
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1、铁路隧道监控量测要点现在学习的是第1页,共68页一.监控量测是喷锚构筑法施工的重要内容1岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。2 充分发挥岩体的承载能力,允许并控制岩体的变形。3 改善支护结构的受力性能,施工中尽快闭合,而成为封闭的环形结构。(隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。)现在学习的是第2页,共68页4 量测工作的特殊性 5二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。由上所述,可总结:围岩是载物体,是承载结构;围岩承载圈和支护体组成巷
2、道的统一体,是一个力学体系;隧道的开挖和支护是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。基本要点可概括为:“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”。现在学习的是第3页,共68页设计、施工、监测一条龙作业方式设计、施工、监测一条龙作业方式工程地质调查与相关实验工程开挖与支护设计施工与监测是否稳定返回现在学习的是第4页,共68页支护中的几个现象每一个开挖步骤都可引起围岩中的一次调整,所以每一个步骤的影响是好是坏,要作评估;洞形可以影响一开挖就形成的自承体系的形态,自承体系形态好,调整得就快,所以开挖的洞形是能促进围岩自承体系的手段之一;开挖速度体现在4维中的t这一坐标,要考虑到围岩自承体系产生和调整需要时
3、间;现在学习的是第5页,共68页开挖断面附近,在刚开挖时松弛带一般还有自稳能力,此时还有掌子面的支撑,产生桥跨作用,此时如及时支护对巩固松弛带的作用很大;对于中小跨度的隧道和地下工程,加固松弛带,尤其是加固松弛带的最外层,能起到保护自承体系的作用;浅埋情况,自承体系不完整。浅埋土质隧道,由于自承体系不完整,拱部以上土体靠原生结构,靠土、砂的粘滞性和摩擦维持。现在学习的是第6页,共68页二、监控量测目的与作用目的:目的:确保施工安全及结构的长期稳定性;验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据;确定二次衬砌施做时间;监控工程对周围环境影响;积累量测数据,为
4、信息化设计与施工提供依据。现在学习的是第7页,共68页作用:监控量测是保证施工安全的主要方法 监控量测是设计施工优化的主要依据。监控量测是应对隧道工程不确定性的重要方法。监控量测是积累工程资料的重要手段。现在学习的是第8页,共68页初始调查 编制实施性监控计划。应按规程要求,结合隧道设计、工程地质条件编制实施性监测计划,必须经业主、监理审查批准后方可实施。测点布设及取得初始监测值 现场监测 提交监测结果 资料报送 编写总结报告 三、监控量测的一般程序三、监控量测的一般程序 现在学习的是第9页,共68页测点埋设及初始数据采集取测点埋设及初始数据采集取现场量测及数据处理分析现场量测及数据处理分析监
5、测方案制定监测方案制定环境及工程安全性评价环境及工程安全性评价环环境境及及工工程程安安全全是否满足要求是否满足要求建议调整设计参数,并报相关部门建议调整设计参数,并报相关部门是否判定基准判定基准经验类比经验类比理论分析理论分析特殊要求特殊要求变更设计变更设计现场情况的调查现场情况的调查隧道施工隧道施工 监控量测一般流程图 现在学习的是第10页,共68页1、现场情况的调查、现场情况的调查施工前对隧道工程的地质条件、地下水状况及施工影响区域内的周边环境进行初始调查,掌握工程特点和难点,为监控量工作的顺利开展做好准备。现在学习的是第11页,共68页2、监测方案制定、监测方案制定(1)现场监控量测小组
6、按照监控量测设计的要求,结合初始调查结果编制实施方案,经业主、监理审查批准后实施。(2)确定监测项目、仪器、测点布置原则、量测频率、数据处理、反馈方法、组织机构及管理体系,并在施工的全过程中认真实施。现在学习的是第12页,共68页3、监控量测项目、监控量测项目(1)监控量测必测项目 现在学习的是第13页,共68页(2)监控量测选测项目 现在学习的是第14页,共68页(1)浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下,地表沉降测点纵向间距应按表4.1的要求布置。(2)地表沉降测点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密,隧道中线两侧量测范
7、围不应小于H0+B,地表有控制性建(构)筑物时.量测范围应适当加宽。其测点布置如图4.1所示。4、监控量测断面及测点布置原则、监控量测断面及测点布置原则现在学习的是第15页,共68页表4.1地表沉降测点纵向间距地表沉降测点纵向间距 注注:H。为隧道埋深,。为隧道埋深,B为隧道开挖宽度。为隧道开挖宽度。现在学习的是第16页,共68页 地表沉降横向测点布置示意图地表沉降横向测点布置示意图 现在学习的是第17页,共68页(3)水平相对净空变化及拱顶下沉量测水平相对净空变化及拱顶下沉量测 拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。监控量测断面按表4.2的要求布置。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附
8、近。当隧道跨度较大时,应结合施工方法在拱部增设测点,参照图4.2布置。净空变化量测测线数,可参照表4.3、图4.2布置 现在学习的是第18页,共68页水平相对净空变化量测测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度的条件确定。在地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线(轨顶面上3.0m左右)。当采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线(俗称两线5点法),三台阶七步法应沿上台阶面、中台阶面、轨顶标高处各设一条水平测线(俗称三线7点法);拱顶量测,前视测点必须埋设在稳定岩面上,并和洞内水准基点建立联系 现在学习的是第19页,共68页表表4.2 拱顶下
9、沉量测断面间距拱顶下沉量测断面间距 拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时,应结合施工方法在拱部增设测点。度较大时,应结合施工方法在拱部增设测点。围岩级别围岩级别断面间距断面间距(m)3050 10VVI 5注注:级围岩视具体情况确定间距。级围岩视具体情况确定间距。现在学习的是第20页,共68页表表4.3 净空变化量测测线数净空变化量测测线数 地段地段开挖方法开挖方法一般地段一般地段特殊地段特殊地段全断面法全断面法一条水平测一条水平测线线台阶
10、法台阶法每台阶一条每台阶一条水平测线水平测线每台阶一条水平测线,每台阶一条水平测线,两条斜测线两条斜测线分部开挖法分部开挖法每分部一条每分部一条水平测线水平测线CD或或CRD法上部、双侧法上部、双侧壁导坑法左右侧部,每壁导坑法左右侧部,每分部一条水平测线,两分部一条水平测线,两条斜测线、其余分部一条斜测线、其余分部一条水平测线条水平测线现在学习的是第21页,共68页图图4.2拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示意图拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示意图(a)拱顶测点和)拱顶测点和1条水平线示例;(条水平线示例;(b)拱顶测点和)拱顶测点和2条水平线、条水平线、2条斜测线示例;条斜测线示例
11、;(c)CD或或CRD法拱顶测点和测线示例;(法拱顶测点和测线示例;(d)双侧壁导坑法拱顶测点和测线示例)双侧壁导坑法拱顶测点和测线示例)现在学习的是第22页,共68页5监控量测频率监控量测频率 必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度分别按表5.1和表5.2确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中,原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时,应增大监控量测频率。现在学习的是第23页,共68页表表5.1按距开挖面距离确定的监控量测频率按距开挖面距离确定的监控量测频率 注注:B为隧道开挖宽度为隧道开挖宽度 现在学习的是第24页,共68页表表
12、5.2按位移速度确定的监控量测频率按位移速度确定的监控量测频率 按位移速度确定的监控量测频率按位移速度确定的监控量测频率位移速度(mm/d)监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.51次/7d现在学习的是第25页,共68页6监控量测控制基准监控量测控制基准(1)最大位移判断法位移控制基准及管理等级划分见表6.1,表6.2“位移控制基准表”、“变形管理等级表”。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性,并指导施工。隧道初期支护极限相对位移可参照表6.3、表6.4和表6.5选用。现在学习的是第26页,共68页表表6.1 位移控制基准位移控制基准 注:B为隧道开挖宽
13、度,U。为极限相对位移值。现在学习的是第27页,共68页表表6.2 位移管理等级位移管理等级 注注:U为实测位移值。为实测位移值。现在学习的是第28页,共68页表表6.3 跨度跨度B7m隧道初期支护极限相对位移隧道初期支护极限相对位移 现在学习的是第29页,共68页注:注:本表适用于复合式衬砌的初期支护,本表适用于复合式衬砌的初期支护,硬质围岩隧道取表中较小值,软质围岩隧道硬质围岩隧道取表中较小值,软质围岩隧道取取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。资料积累作适当修正。拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间
14、净空水平变化值与其距离之比,拱顶相对间净空水平变化值与其距离之比,拱顶相对下下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。至隧底高度之比。墙腰水平相对净空变化极限值可按拱墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以脚水平相对净空变化极限值乘以1.21.3后后采用。采用。现在学习的是第30页,共68页表表6.4 跨度跨度7mB12m隧道初期支护极限相对位移隧道初期支护极限相对位移 现在学习的是第31页,共68页注注:本表适用于复合式衬砌的初期支护,硬本表适用于复合式衬砌的初期支护,硬质围岩隧道取表中较小值,软质围岩隧道取质围岩隧道取
15、表中较小值,软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。测资料积累作适当的修正。拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比,拱顶相对下空水平变化值与其距离之比,拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。至隧底高度之比。初期支护墙腰水平相对净空变化极限值初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.11.2后采用。后采用。现在学习的是第32页,共68页表表6.
16、5 跨度跨度12m隧道周边允许位移相对值参考表(隧道周边允许位移相对值参考表(%)注注:周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点距离比,两测点间的位移值周边位移相对值系指两测点间实测位移累计值与两测点距离比,两测点间的位移值也称为变化值。也称为变化值。脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值。脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值。对于跨度大于对于跨度大于12m的铁路隧道,目前还没有统一的位移判定基准。表的铁路隧道,目前还没有统一的位移判定基准。表4.3取自取自锚杆喷混凝锚杆喷混凝土支护技术规范土支护技术规范(GB 50086-2001)对隧道周边允许位移相对值的规定。对隧道周边
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