新奧法施工,施工中需要了解隧道的各種動態(tài)信息.doc

1、某鐵路隧道采用新奧法施工，施工中需要了解隧道的各種動態(tài)信息，以便對原有設(shè)計和施工方法進行修正，試對該隧道的量測方案進行設(shè)計（包括量測目的、量測項目、量測儀器和手段、測點布置、量測頻率以及如何根據(jù)量測數(shù)據(jù)進行隧道圍巖穩(wěn)定性的判斷等）。（100分）（一）、監(jiān)測意義及目的監(jiān)控量測測工作是隧道新奧法施工的眼睛，不但可以為隧道的動態(tài)設(shè)計和信息化施工提供依據(jù)，確保施工的安全，還可為隧道設(shè)計理論的發(fā)展積累經(jīng)驗，因而具有重要的意義。通過施工現(xiàn)場監(jiān)測掌握圍巖和支護在施工過程中的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)定程度，為評價和修改初期支護參數(shù)、力學(xué)分析及二次襯砌施作時間提供信息依據(jù)；通過信息反饋及預(yù)測預(yù)報來優(yōu)化施工組織設(shè)計，指導(dǎo)現(xiàn)場

2、施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項目的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。為科研項目提供第一手的信息，為節(jié)省工程投資，提高淺埋大跨雙連拱隧道的修建水平提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保證，積累資料，為今后的設(shè)計提供類比依據(jù)等。（二）、監(jiān)測項目及測點布置根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準：公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（jtj042-94）隧道施工圖設(shè)計中有關(guān)監(jiān)測項目的設(shè)計，監(jiān)測內(nèi)容分為必測和選測兩種： 監(jiān)測項目 必測項目l 地質(zhì)及支護狀況觀察描述l 凈空收斂l 拱頂下沉l 隧道地表下沉l 錨桿拉拔力 選測項目圍巖內(nèi)部位移（原洞內(nèi)埋設(shè)，為提高埋設(shè)質(zhì)量，擬多投入費用，改為地表埋設(shè)）l 圍巖內(nèi)部位移（地表埋設(shè)）l 接觸壓力（圍巖和初襯，初襯

3、與二襯）l 鋼拱架壓力（或鋼格柵支撐內(nèi)力）l 襯砌內(nèi)力l 錨桿軸力（內(nèi)力）l 中墻內(nèi)力l 拱與中墻的相對變位l 襯砌裂縫l 邊坡穩(wěn)定監(jiān)測l 根據(jù)具體情況還可以選定其他的項目如地質(zhì)預(yù)報等等 斷面布置監(jiān)測斷面分兩種：一般性監(jiān)測斷面；代表性監(jiān)測主斷面。一般性監(jiān)測斷面和代表性監(jiān)測斷面布設(shè)于正洞內(nèi)。一般性監(jiān)測斷面的主要監(jiān)測內(nèi)容為中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（jtj04294）和隧道施工圖中規(guī)定的必測項目。代表性監(jiān)測斷面，主要監(jiān)測項目為中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（jtj04294）和隧道施工圖中規(guī)定的必測和選測項目，代表性監(jiān)測斷面布置在隧道進出洞口、斷層破碎帶內(nèi)及其與砂巖交接

4、部位。 測點布置表1 各監(jiān)測項目的監(jiān)測儀器和測點布置原則序號監(jiān)測項目儀器設(shè)備測點布設(shè)原則1地質(zhì)及支護狀況觀察描述地質(zhì)羅盤，數(shù)碼相機按地質(zhì)及支護狀況布置2凈空收斂坑道收斂計 bjsd-2型激光隧道限界檢測儀上、下行線正洞每斷面各布設(shè)6條3拱頂下沉高精度全站儀 bjsd-2型激光隧道限界檢測儀上、下行線正洞每斷面布各設(shè)3點，共6點。布設(shè)位置為拱頂中央及中央兩側(cè)各2m4地表下沉全站儀每條測線布設(shè)9點5錨桿抗拉拔力錨桿拉拔計每個斷面至少測3根錨桿6圍巖內(nèi)部位移（洞內(nèi)埋設(shè)，擬改為地表埋設(shè)）多點位移計上、下行線正洞每斷面各布設(shè)1條。每條各4個測點7圍巖內(nèi)部位移（地表埋設(shè)）多點位移計中導(dǎo)洞及上、下行線正洞每

5、斷面頂部各布設(shè)1條。每條各4個測點。8接觸壓力（圍巖與初襯間，初襯與二襯間仰拱壓力盒、頻率計上、下行線正洞每斷面各布設(shè)4點。兩種接觸壓力共14和8點9鋼拱架壓(應(yīng))力軸力計（鋼應(yīng)變計）、頻率計上、下行線每斷面各布設(shè)4點。共8點10襯砌內(nèi)力鋼筋應(yīng)力計(應(yīng)變計) 、頻率計上、下行線每斷面各布設(shè)7點，其中仰拱各3點。共14點11錨桿軸（內(nèi)）力錨桿軸力計（鋼筋應(yīng)力計）、頻率計上、下行線每斷面各布設(shè)4條，共8條。每條各3個測點。12中墻內(nèi)力鋼筋應(yīng)力計（應(yīng)變計）、頻率計布置4點13拱與中墻的相對變位測縫計、頻率計根據(jù)具體情況布設(shè)14中墻或襯砌裂縫測縫計及簡易測縫計、頻率計根據(jù)裂縫情況布設(shè)布置如圖：（四）、

6、監(jiān)測頻率及監(jiān)測進度計劃安排 監(jiān)測頻率根據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（jtj04294），各監(jiān)測項目的監(jiān)測頻度與監(jiān)測次數(shù)如表2。表2 各監(jiān)測項目的監(jiān)測頻度與監(jiān)測次數(shù)洞內(nèi)埋設(shè)項目115d16d1個月13個月大于3個月量測次數(shù)地表埋設(shè)項目l2b2bl5b監(jiān)測頻度12次/天1次/2天12次/周13次/月32次 注：l開挖面距量測斷面的距離，b隧道開挖寬度。實際測量頻率根據(jù)前兩次測量情況而定。當(dāng)觀測值相對穩(wěn)定時，可適當(dāng)降低觀測頻率；當(dāng)達到報警指標(biāo)或觀測值變化速率加快或出現(xiàn)危險事故征兆時，應(yīng)加密觀測。 監(jiān)測進度監(jiān)測安排根據(jù)工程進度而定，在隧道施工前進場，至地下工程施工完畢后兩月結(jié)束。（五）、報警指標(biāo)根據(jù)中華人民

7、共和國行業(yè)標(biāo)準：公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（jtj042-94）規(guī)定，隧道周邊最大允許相對位移（指實測位移值于兩測點間距離之比，或拱頂位移實測值與隧道寬度之比）為0.20%0.80%（具體數(shù)值會同業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工確定）。二襯施作則應(yīng)在滿足下列要求時進行： 各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定； 已產(chǎn)生的各項位移已達預(yù)計總位移量的80%-90%； 周邊位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07-0.15mm/d。監(jiān)測警戒值也可由設(shè)計單位提出，經(jīng)有關(guān)單位認可后執(zhí)行。（三）監(jiān)測方法及測點埋設(shè)（一）、地質(zhì)及支護狀況觀察描述觀察并描述隧道圍巖地質(zhì)、地下水情況，襯砌支護情況。 使

8、用儀器、材料、工具：地質(zhì)羅盤、地質(zhì)錘、鋼卷尺、放大鏡、秒表、手電、照相機或攝像機。（二）、凈空收斂l 測點布設(shè): 收斂量測是最基本的主要量測項目之一。與拱頂下沉點布置在同一斷面。埋設(shè)測點時，先在測點處用人工挖孔或鑿巖機開挖孔徑為4080mm，深為25mm的孔。在孔中填滿水泥砂漿后插入收斂預(yù)埋件，盡量使兩預(yù)埋件軸線在基線方向上，并使預(yù)埋件銷孔軸線處于鉛垂位置，上好保護帽，待砂漿凝固后即可量測。l 量測。采用高精度全站儀或bjsd-2型激光隧道限界檢測儀進行自動數(shù)據(jù)采集。（三）、拱頂下沉l 測點布設(shè): 拱頂下沉主要用于確認圍巖的穩(wěn)定性。在每個量測斷面的拱頂中心埋設(shè)一自制的鋼筋預(yù)埋件。埋設(shè)前，先用小

9、型鉆機在待測部位成孔，然后將預(yù)埋件放入，并用混凝土填塞，待混凝土凝固后即可量測。l 量測。采用高精度全站儀或bjsd-2型激光隧道限界檢測儀進行自動數(shù)據(jù)采集。（四）、地表下沉 基點布設(shè)：埋設(shè)在隧道開挖縱橫向各（35）倍洞徑外的區(qū)域，埋設(shè)5個基點，以便互相校核，參照標(biāo)準水準點埋設(shè)，所有基點應(yīng)和附近水準點聯(lián)測取得原始高程。 測點布設(shè)：在測點位置挖長、寬、深均為200mm的坑，然后放入地表測點預(yù)埋件（自制），測點一般采用2030mm、200300mm的平圓頭鋼筋制成。測點四周用砼填實，待砼固結(jié)后即可量測。 量測：用高精度全站儀進行觀測。要求a）觀測應(yīng)在儀器檢驗合格后方可進行，且避免在測站和標(biāo)尺有振動

10、時進行；b）盡量選擇在每一天同一時間內(nèi)進行觀測；觀測堅持四固定原則，即：施測人員固定，測站位置固定，測量延續(xù)時間固定，施測順序固定，且應(yīng)每隔30天用精密水準測量的方法進行基點與水準點的聯(lián)測，其誤差不得超過0.5mm（n為測站數(shù)）。 數(shù)據(jù)簡要分析：可繪制時間-位移與距離位移圖，曲線正常則說明位移隨施工的進行漸趨穩(wěn)定。如果出現(xiàn)反常，出現(xiàn)反彎點，說明地表下沉出現(xiàn)點驟增加現(xiàn)象，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)狀況，應(yīng)立即采取措施。（五）、錨桿拉拔力試驗操作程序 使用前，在具有一定資質(zhì)的實驗室對儀器進行標(biāo)定； 測試前，現(xiàn)場加工一塊鐵(或鋼)墊板，中間孔徑不小于錨桿直徑，一側(cè)帶有凹槽，凹槽長、寬及厚度稍大于錨桿墊板

11、的相應(yīng)尺寸； 測試時，將預(yù)先加工的墊板放在錨桿墊板上，其帶有凹槽的一面朝向巖石墻面； 將錨桿拉拔計的接口與待測錨桿的外露端連接緊固； 拉拔計百分表歸零，然后人工搖動油泵手柄，使油泵壓力逐漸升高； 油泵壓力達到15噸，可停止繼續(xù)加壓，記錄錨桿位置及油泵壓力值，油泵卸壓，如果油泵壓力未達到15噸，錨桿破壞，則該錨桿可認為安裝質(zhì)量不合格； 量測結(jié)束，填寫錨桿拉拔測試報表，檢查核實后，上報主管部門。錨桿拉拔力最大值根據(jù)設(shè)計提供值最終確定。數(shù)據(jù)計算根據(jù)錨桿拉拔試驗的油泵壓力與試驗標(biāo)定數(shù)據(jù)或曲線即可換算出錨桿拉拔力。（六）、圍巖內(nèi)部位移（洞內(nèi)埋設(shè)）用于監(jiān)測隧道圍巖的徑向位移分布和松弛區(qū)域范圍，獲得決定錨桿

12、長度的判斷資料、隧道每一量測斷面布設(shè)5組測點。 儀器設(shè)備 多點位移使用4點鉆孔伸長計進行量測。它由四個鉆孔錨頭、四根量測鋼絲、一個測筒、四個電感式傳感器和它的量測儀器數(shù)字位移計組成。 測點安裝 在預(yù)定量測部位，用特制直徑140mm鉆頭，鉆一深40cm的鉆孔，然后再在此鉆孔內(nèi)鉆一同心的直徑為48mm的小孔，孔深由試驗要求確定，鉆孔要求平直，并用水沖洗干凈。 矯直鋼絲，并截成預(yù)定長度，將鋼絲連接在鉆孔錨頭上。 把錨頭末端插入安裝桿，然后將錨頭推進到預(yù)定深度，在操作時要注意定向，避免安裝桿旋轉(zhuǎn)，千萬不能將安裝桿后退，以免安裝桿和錨頭脫落。 緊固錨頭，若用楔形彈簧式錨頭，則用3050公斤力拉鋼絲，如果

13、錨頭不滑動，即可認為錨頭已經(jīng)鎖緊；若用壓縮木錨頭，則等待壓縮木吸水膨脹后，亦用3050公斤力拉鋼絲，若拉不動，則可認為錨頭已經(jīng)緊固。 重復(fù)以上2、3、4操作步驟，安裝剩余錨頭，每根鋼絲必須穿過楔形彈簧式錨頭上的環(huán)或壓縮木錨頭中間的鐵管，要注意避免鋼絲互相纏繞。 把與各錨頭連接的鋼絲分別穿過測筒上的各個導(dǎo)桿，并把測筒的上筒用固定螺絲、木楔及水泥砂漿固定在孔內(nèi)，然后拉緊鋼絲，并用螺母夾緊在各個導(dǎo)桿上，這時要注意調(diào)整導(dǎo)桿距離，使之有15mm的伸長量。 把下筒與上筒相接，并用木楔塞緊，若是電測下筒，還需仔細安裝，調(diào)整電感式位移傳感器的量程，并引出電纜，蓋上蓋板。當(dāng)試驗點離開挖面很近時，必須采取防護措施

14、，以防止爆破飛石損壞電纜及測筒。 開始初讀數(shù)（如果用百分表測讀，應(yīng)每次打開蓋板）。為保證讀數(shù)的穩(wěn)定性，第一次讀數(shù)的建立應(yīng)不小于24小時。 開始階段，每天應(yīng)至少進行一次測度測讀，隨著開挖面的遠離，測讀間隔時間可以酌情延長。 量測與計算將鉆孔伸縮計測筒上的電感式位移傳感器與數(shù)字位移計連接，并打開位移計電源開關(guān)，即可進行讀數(shù)。然后根據(jù)實際位移與讀數(shù)的標(biāo)定數(shù)字回歸方程，即可算出鉆孔伸縮計四個測點的實際位移。（七）、圍巖內(nèi)部位移（地表埋設(shè)）測試原理與多點位移監(jiān)測（地表埋設(shè)）完全相同，只不過鉆孔和設(shè)備埋設(shè)由地表進行。（八）、接觸壓力測點布設(shè)應(yīng)把測點布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上（如拱頂、拱腰、拱腳、邊

15、墻仰拱等），每一斷面宜布置8個測點，并對各測點逐一進行編號。分別埋設(shè)于圍巖和初襯之間以及初襯和二襯之間。埋設(shè)壓力盒時，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。在隧道壁面，當(dāng)測圍巖施加給噴砼層的徑向壓力時，先用水泥砂漿或石膏把壓力盒固定在巖面上，再謹慎施作噴砼層，不要使噴砼與壓力盒之間有間隙，保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊。 （九）、鋼拱架應(yīng)力和圍巖應(yīng)力布設(shè)在同一量測斷面上，每環(huán)格柵鋼拱架布設(shè)8組鋼筋計，分別沿鋼架的內(nèi)外邊緣成對布設(shè)。安裝前，在鋼拱架待測部位并聯(lián)焊接鋼弦式鋼筋計，在焊接過程中注意對鋼筋計淋水降溫，然后將鋼拱架由工人搬至洞內(nèi)立好，記下鋼筋計型號，并將鋼筋計編號，用透明膠布將寫在紙上的編號緊密粘貼在

16、導(dǎo)線上。注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護好，避免在洞內(nèi)被施工所破壞。根據(jù)鋼筋計的頻率軸力標(biāo)定曲線可將量測數(shù)據(jù)來直接換算出相應(yīng)的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)計算方法可算出鋼筋軸力計所在的拱架斷面的彎矩，并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、彎矩值點畫在各軸力計分布位置，并將各點連接形成隧道鋼拱架軸力及彎矩分布圖。（十）、襯砌內(nèi)力和圍巖應(yīng)力布設(shè)在同一量測斷面上，每環(huán)二襯鋼筋布設(shè)8組鋼筋計，分別沿主筋的內(nèi)外邊緣成對布設(shè)。安裝前，在主筋待測部位并聯(lián)焊接鋼弦式鋼筋計，在焊接過程中注意對鋼筋計淋水降溫，記下鋼筋計型號，并將鋼筋計編號，用透明膠布將寫在紙上的編號緊密粘貼在導(dǎo)線上。注意將導(dǎo)線集結(jié)成束保護好，避免在洞

17、內(nèi)被施工所破壞。根據(jù)鋼筋計的頻率軸力標(biāo)定曲線可將量測數(shù)據(jù)來直接換算出相應(yīng)的軸力值，然后根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)計算方法可算出鋼筋軸力計所在的主筋斷面的彎矩，并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、彎矩值點畫在各軸力計分布位置，并將各點連接形成隧道主筋軸力及彎矩分布圖。（十一）、錨桿軸力錨桿軸力計安裝如與拱架應(yīng)力基本安裝相同，在錨桿待測部位并聯(lián)焊接鋼筋計，焊接時應(yīng)對軸力計采取降溫措施。（十二）、中墻內(nèi)力和襯砌內(nèi)力的安裝與測試基本相同，每斷面布設(shè)4組，布設(shè)于中墻主筋上。（十三）、拱與中墻的相對變位拱與中墻相對變位量測用于監(jiān)測隧道中隔墻不均勻受力時拱腳和中隔墻頂夾角的變化。 儀器設(shè)備 采用測縫計及頻率計。

18、數(shù)量根據(jù)工程需要確定。 測點安裝與測量埋設(shè)測點時，先在待測裂縫量端用鑿巖機開挖孔徑為4080mm，深為25mm的孔。在孔中填滿水泥砂漿后插入測縫計固定預(yù)埋件，盡量使兩預(yù)埋件軸線與中隔墻-拱腳交線或裂縫斜交，安裝測縫計，保護好引線，待砂漿凝固后即可量測。（十四）、中墻和襯砌裂縫裂縫量測用于監(jiān)測隧道施工過程中出現(xiàn)的控制性裂縫及其發(fā)展趨勢。 儀器設(shè)備 襯砌裂縫簡易測量使用水泥鋼釘和游標(biāo)卡尺，測點數(shù)量初步定為20個。裂縫一維監(jiān)測采用鋼弦式測縫計，二維、三維裂縫監(jiān)測采用自制的組合鋼板式測縫計及游標(biāo)卡尺，數(shù)量根據(jù)工程需要確定。 測點安裝與測量 鋼弦式測縫計安裝埋設(shè)測點時，先在待測裂縫量端用鑿巖機開挖孔徑為4080mm，深為25mm的孔。在孔中填滿水泥砂漿后插入測縫計固定預(yù)埋件，盡量使兩預(yù)埋件軸線與中隔墻-拱腳交線或裂縫斜交，安裝測縫計，保護好引線，待砂漿凝固后即可量測