苏家坪隧道量测方案设计.docx

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苏家坪隧道量测方案设计

苏家坪隧道

2011～2012年第一学期

量

测

方

案

设

计

院系：

轨道工程系

专业：

地下工程与隧道工程

班级：

隧道3104班

姓名：

学号：

033031004

指导老师：

郭亚宇

2011年11月15日

目录

一、工程概况·································（3）

二、监控量测·································（3）

三、监控量测的目的···························（3）

四、监控量测的内容···························（4）

五、监测频率·································（5）

六、监测点布置·······························（6）

七、地表沉降监测·····························（6）

八、监测信息反馈与预报·······················（7）

工程概况

隧道进口位于四川省广元市朝天区蒲家乡下甘子沟，隧道进口位于四川省广元市朝天区蒲家乡干溪沟，隧道起讫里程DK500+080～DK500+992，全长912m，隧道洞身最大埋深183m。

整座隧道为3.0%0的上坡，隧道11m位于R-4500m的左偏曲线上，31m位于R-4495.496m的右偏曲线上。

监控量测

现场监控量测不仅检测施工阶段围岩和施工动态,确保施工安全，而且是调整初期支护设计参数，确定二次衬砌和仰拱的施作时间的依据。

检测项目：

洞内外观察，净空变化，拱顶下沉，地表下沉及围岩内部变化。

量测断面间距应根据围岩级别，隧道断面尺寸及埋置深度确定，级围岩地段为5~10m，级围岩地段为10~30m，级围岩地段为30~50m.

苏家坪隧道监控量测的目的

a）即使掌握，反馈围岩力学动态及稳定程度和支护，衬砌的可靠性等信息，预测可能出现的施工隐患，防患于未然，保障围岩稳定和施工安全。

b）根据“新奥法”原理，通过围岩量测，确定初期支护和2次衬砌的合理施作时间。

c）通过对围岩和支护结构的变形，应力量测，了解支护构件的作用与效果，及时修改支护参数，优化施工方案。

d）积累第一手资料，为施工中调整围岩级别，修改支护系统设计，变更施工方法，为今后的设计和时光能够提供参考依据。

隧道监控量测的内容

根据苏家坪隧道的具体条件，隧道主要进行必测和选测项目的监控量测工作。

1必测项目：

①围岩与支护状态观察，②周边位移监测，拱顶下沉监测。

以上各项的断面设置间隔要求为：

洞口段m，洞身段m,隧道左右线共长m,其中洞口m，洞身m,洞口监控量测断面数为，洞身监控量测断面为个，断面总数为个。

2选测项目：

①洞口浅埋段地表沉降监测，②围岩与喷层接触压力监测，③钢支撑内力监测。

以上项目设置要求为：

洞口浅埋段要求测试①，②，③项；在洞身段对应Ⅳ，Ⅴ级围岩各类支护类型要求对②，③项分别测试1～2个断面。

测试项目类别

序号

量测项目

仪器设备

监控量测目的

必

测

项

目

1

地质及支护状况观察描述

地质罗盘等

了解岩性、结构面的产状及支护、裂缝的发展和施工实际围岩级别情况

2

拱顶下沉

水准仪、长卷尺

及时掌握隧道整体的稳定情况，确定二次衬砌的合理施作时间　

3

周边收敛

收敛仪

及时判断围岩的稳定性，确定二次衬砌的合理施作时间。

选

测

项

目

4

洞口浅埋段地表下沉

水准仪

与拱顶下沉对比，间接反应洞口浅埋段的稳定及隧道拱部以上围岩的变形情况。

5

围岩与喷射砼层之间接触压力

压力盒

判断复合式衬砌中围岩载荷大小的情况。

6

钢支撑内力

钢筋计

监控量测型钢支撑内应力，确定作用在型钢支撑上的压力大小；判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性。

监测频率

每个测点测取读数的频率不少于规范要求，同时要满足各个隧道工程需要。

对于采用部分开挖的地段，如正台阶开挖，上班断面开挖和下班断面开挖不在同一时间，当量测断面工作状态发生改变时的前后一个星期之内活距离测点洞跨以内是按1次/天的频率采集数据，将会比规范要求的次数几乎多一倍。

如埋设的测点量测期间遭到破坏，恢复以后按新埋测点要求采集读数，这样也必须增加采集数据的次数和数据采集量。

测点的布置

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、边墙等），并对各测点逐一进行编号。

埋设压力盒时，要使压力盒的受压面向着围岩。

在隧道壁面，当测围岩施加给砼层的径向压力时，先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上，在谨慎施作喷砼层，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。

地表沉降

监测目的

监测和掌握盾构施工过程中地面点的垂直位移变化情况和垂直于盾构轴线方向量测断面土体沉降的特点。

检测仪器

检测仪器：

徕卡DNA03电子水准仪，变形观测专用铟刚尺。

水准仪精度：

±0.3mm/km。

拓普康自动安平水准仪，精度：

±0.4mm/km.

监测信息反馈与预报

根据量测情况，按月提交监控量测阶段报告，如遇量测数据异常及险情，以紧急报告或异常报告的形式向业主、监理、设计、施工等单位通报，同时在施工现场及时将量测信息反馈到施工过程中去，指导施工。

在复杂多变的隧道施工条件下，如何进行准确的信息反馈是本项研究的主要内容之一。

信息反馈综合分析可以通过以下途径来实现：

（1）力学计算法

支护系统是确保隧道施工安全与进度的关键。

可以通过力学计算来调整和确定支护系统。

力学计算所需要的输入数据则根据现场量测数据来推算。

（2）经验法

此法也是建立在现场量测的基础之上的；其核心是根据经验建立一些判断标准来直接根据量测结果或回归分析数据来判断围岩的稳定性和支护系统的工作状态。

在施工监测过程中，数据“异常”现象的出现可以作为调整支护参数和采取相应的施工措施的依据。

何为“异常”，这就需要针对不同的工程条件（例如围岩地层、埋深、隧道断面、支护、施工方法等）建立一些根据量测数据对围岩稳定性和支护系统的工作条件进行判断的准则：

根据围岩（或净空变化）量值或预计最终位移值与位移临界值对比来判断。

位移临界值的确定需根据具体工程具体确定。

预测最大位移值不大于下表所列极限相对位移值的2/3，可以认为初期支护已达到基本稳定：

表1-3初期支护极限相对位移（%）

围岩类别

埋深（m）

≦50m

50～300m

300～500m

拱脚水平相对净空变化

Ⅱ

0.2～0.5

0.4～2.0

1.8～3.0

Ⅲ

0.1～0.3

0.2～0.8

0.7～1.2

Ⅳ

0.03～0.1

0.08～0.4

0.3～0.6

拱顶相对下沉

Ⅱ

0.08～0.16

0.14～1.10

0.8～1.4

Ⅲ

0.06～0.1

0.08～0.4

0.3～0.8

Ⅳ

0.03～0.06

0.04～0.15

0.12～0.3

根据位移变化速率来判断：

当拱脚水平相对净空变化速率大于10～20mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态：

当变化速度小于0.2mm/d时，可以认为围岩达到基本稳定（浅埋段不适用）.

根据位移一时间曲线来判断；

根据现场量测的位移一时间曲线来判断；

<0，说明变形速率不断下降，位移趋于稳定；

=0，变形速率保持不变，经发出警告，应及时加强支护系统；

>0，则示已进入危险状态，须立即停工，并尽快采取有效的工程措施进行加固补强。

这样，根据量测结果就可以按下表所列变形等级来指导施工

表1-4围岩变形管理等级

管理等级

管理位移

施工状态

Ⅲ

U

可正常施工

Ⅱ

U0/3≤U≤2U0/3

应加强支护

Ⅰ

U>2U0/3

应采取特殊措施

注：

U为实测位移值；U0为最大允许位移值。