8 隧道與洞室工程 盾構(gòu)施工監(jiān)測ppt課件

1、n一、監(jiān)測的作用1.監(jiān)測和判別各種施工要素對地表變形的影響，提供改良施工的方法和減少地面沉降的重要根據(jù)；2.根據(jù)前一段的觀測結(jié)果，預(yù)測下一段的地表沉降和對周圍建筑物及其它設(shè)備的影響；n3.檢驗施工方法能否到達(dá)控制地面沉降和隧道沉降的要求；4.研討土壤特性、地下水條件、施工方法與地表沉降的關(guān)系，作為未來設(shè)計的參考根據(jù)；5.經(jīng)過施工監(jiān)測可獲得減少沉降、減少維護(hù)工程費(fèi)的效果；6.保證工程平安，減少總造價。n二、監(jiān)測工程的選擇根據(jù)n1.一定情況下的詳細(xì)監(jiān)測要求；n2.土壤及地下水情況；n3.隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑、各種構(gòu)筑物的外形、尺寸、與隧道軸線的相對位置；n4.隧道埋深；n5.雙線隧道的間

2、距或施工隧道與近旁大型、重要公用管道的間距；n6.設(shè)計中的平安貯藏系數(shù)。三、監(jiān)測內(nèi)容和儀器1.地表的沉降和程度位移在丈量區(qū)域埋設(shè)地表樁，用精細(xì)水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀來丈量。2.土中沉降和程度位移土體沉降量采用分層沉降儀，土體深層程度位移采用測斜儀丈量。3.土體回彈在盾構(gòu)前方埋設(shè)回彈樁，察看施工中底部一下土體的回彈量，估計下臥土層能夠的回彈沉陷。 4.土中應(yīng)力和孔隙水壓力土應(yīng)力盒和空隙水壓力探頭采取鉆孔埋設(shè)法，測點埋設(shè)在隧道周圍。5.臨近構(gòu)筑物的維護(hù)監(jiān)測沉降測點設(shè)在根底上或墻體上，在構(gòu)筑物外的地表上和底板上也設(shè)一些測點，用水準(zhǔn)儀丈量；傾斜監(jiān)測可用經(jīng)緯儀丈量，也可在墻體上設(shè)置傾斜儀，延續(xù)監(jiān)測墻體的傾斜；裂

3、痕監(jiān)測可用裂痕觀測儀。n6.隧道應(yīng)變.采用應(yīng)變計丈量，其丈量結(jié)果計算構(gòu)造構(gòu)件的軸力和彎矩。7.隧道收斂位移采用收斂計丈量。8.預(yù)制管片凹凸接縫處法向應(yīng)力采用應(yīng)力計丈量。9.接縫處張開量 變形分析變形分析 n地面變形階段地面變形階段n分五個階段分五個階段 變形分析變形分析 n地面變形機(jī)理地面變形機(jī)理階段階段沉降類型沉降類型主要原因主要原因一一初始沉降初始沉降地下水位降低地下水位降低, ,二二開挖面前方隆陷開挖面前方隆陷隆起隆起: :盾構(gòu)機(jī)推力過大盾構(gòu)機(jī)推力過大沉降沉降: :盾構(gòu)機(jī)推力過小出碴過量盾構(gòu)機(jī)推力過小出碴過量三三盾構(gòu)通過時地沉降盾構(gòu)通過時地沉降施工震動擾動施工震動擾動, ,剪切錯動剪切錯

4、動四四盾尾沉降盾尾沉降土體失去盾構(gòu)支撐土體失去盾構(gòu)支撐, ,管片壁后注漿不及時管片壁后注漿不及時五五固結(jié)沉降固結(jié)沉降土體后續(xù)時效變形土體后續(xù)時效變形 變形分析變形分析 n地面變形計算地面變形計算nPeckPeck公式公式n數(shù)值計算數(shù)值計算n有限元法、有限差分法進(jìn)展隧有限元法、有限差分法進(jìn)展隧道開挖施工過程模擬分析道開挖施工過程模擬分析n運(yùn)用于盾構(gòu)施工對周邊構(gòu)筑物運(yùn)用于盾構(gòu)施工對周邊構(gòu)筑物影響分析。影響分析。 變形分析變形分析 n施工對周邊構(gòu)筑物影響施工對周邊構(gòu)筑物影響n橋梁、民建樁根底橋梁、民建樁根底n樁頂位移小于樁頂位移小于6mm6mmn鐵路鐵路n恣意恣意10m10m范圍內(nèi)的最大沉降差范圍內(nèi)

5、的最大沉降差5mm5mm。n鐵路兩條鋼軌間的橫向高差鐵路兩條鋼軌間的橫向高差4mm4mmn地下車行、人行通道地下車行、人行通道n變形控制：變形控制：-20+10mm-20+10mmn敏感構(gòu)筑物敏感構(gòu)筑物n相關(guān)規(guī)范的允許范圍相關(guān)規(guī)范的允許范圍n地下管線地下管線n相關(guān)規(guī)范的允許范圍相關(guān)規(guī)范的允許范圍地鐵地鐵8號線穿越竹葉山高架立交橋樁號線穿越竹葉山高架立交橋樁地鐵地鐵8號線下穿友誼大道通道號線下穿友誼大道通道地鐵地鐵8號線下穿徐東平價人行通道號線下穿徐東平價人行通道 變形分析變形分析 n變形控制變形控制n盾構(gòu)施工控制盾構(gòu)施工控制n嚴(yán)厲控制開挖面的出土量嚴(yán)厲控制開挖面的出土量n提高施工的速度和延續(xù)性

6、提高施工的速度和延續(xù)性n及時同步注漿及時同步注漿, ,縮短襯砌脫出盾尾的縮短襯砌脫出盾尾的暴露時間暴露時間n地層改良地層改良n高壓旋噴樁、攪拌樁、灌漿高壓旋噴樁、攪拌樁、灌漿n隔離樁隔離樁n四、盾構(gòu)施工過程的環(huán)境維護(hù)n1積極維護(hù)法的概念所謂積極維護(hù)法，是指對盾構(gòu)推進(jìn)的施工過程進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計，盡量減少對現(xiàn)有工程進(jìn)展事先拆遷或加固的工程量，以及在施工過程中根據(jù)監(jiān)測結(jié)果隨時調(diào)整，以使在工程施工終了后用于修復(fù)受影響的建筑物和設(shè)備的費(fèi)用盡量減少。n2積極維護(hù)法的主要內(nèi)容1.對隧道沿線建筑物和公用設(shè)備較多的地段進(jìn)展詳細(xì)勘探，力求確切了解土質(zhì)特性、地下水情況和建筑設(shè)備的特點，明確對地面沉降的控制要求，并經(jīng)過綜

7、合分析確定合理的盾構(gòu)選型及施工工藝。普通說來，合理的盾構(gòu)選型是滿足環(huán)境維護(hù)要求的關(guān)鍵。n2.制定施工組織設(shè)計和操作規(guī)程，并在施工工程中嚴(yán)厲地予以執(zhí)行。重點內(nèi)容為：na.根據(jù)地質(zhì)資料、盾構(gòu)選型及覆土條件等提出施工總體安排、施工巧節(jié)規(guī)定和風(fēng)險段的施工設(shè)計；b.進(jìn)展地表沉降預(yù)測和提出減少沉降量的技術(shù)措施；c.制定明確的施工管理、施工記錄和實施施工監(jiān)測的制度。n3.進(jìn)展施工監(jiān)測先根據(jù)設(shè)定的施工參數(shù)提出監(jiān)測方案，然后在經(jīng)過初始實驗段的監(jiān)測實際后加以修正和完善。監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)異常情況時，隨時提出可供采用的施工方法改良措施或應(yīng)變措施。n在隧道盾構(gòu)推進(jìn)期間，對盾構(gòu)推進(jìn)軸線上方受其施工影響的地面道路、地下管線、建

8、構(gòu)筑物進(jìn)展變形監(jiān)測，為隧道盾構(gòu)推進(jìn)提供信息，指點施工，采取必要的措施，確保施工平安和減少對環(huán)境的影響。根據(jù)工程監(jiān)測技術(shù)要求和現(xiàn)場詳細(xì)情況，監(jiān)測方案對監(jiān)測點孔的布置遵照合理、可靠、經(jīng)濟(jì)的原那么進(jìn)展。n盾構(gòu)始發(fā)過程反力架應(yīng)力監(jiān)測與平安評盾構(gòu)始發(fā)過程反力架應(yīng)力監(jiān)測與平安評價價n對盾構(gòu)始發(fā)過程中的反力架進(jìn)展了數(shù)值對盾構(gòu)始發(fā)過程中的反力架進(jìn)展了數(shù)值分析、現(xiàn)場監(jiān)測和受力分析分析、現(xiàn)場監(jiān)測和受力分析n根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對反力架的功能和作用進(jìn)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對反力架的功能和作用進(jìn)展了評價展了評價,對反力架的撤除條件給出了建對反力架的撤除條件給出了建議。議。n反力架的設(shè)計須思索偶爾要素的影響反力架的設(shè)計須思索偶爾要素的影

9、響,如如約束情況的忽然改動等約束情況的忽然改動等;n可根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測分析確定反力架的撤除可根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測分析確定反力架的撤除時間。時間。n盾構(gòu)姿態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與運(yùn)用盾構(gòu)姿態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與運(yùn)用n隧道工程，盾構(gòu)姿態(tài)，自動丈量，系統(tǒng)開發(fā)隧道工程，盾構(gòu)姿態(tài)，自動丈量，系統(tǒng)開發(fā)n盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實時正確測定，是隧道順利推進(jìn)和盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實時正確測定，是隧道順利推進(jìn)和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。n在盾構(gòu)機(jī)自動化程度越來越高的今天，甚至日在盾構(gòu)機(jī)自動化程度越來越高的今天，甚至日掘進(jìn)量超越二十米，可想而知，丈量任務(wù)的壓掘進(jìn)量超越二十米，可想而知，丈量任務(wù)的壓力是相當(dāng)

10、大的。力是相當(dāng)大的。n這不僅要求精度高，不出錯；還必需速度快，這不僅要求精度高，不出錯；還必需速度快，對任務(wù)面交叉影響盡能夠小。對任務(wù)面交叉影響盡能夠小。n因此，為了可以在隧道施工過程中及時準(zhǔn)確給因此，為了可以在隧道施工過程中及時準(zhǔn)確給出方向偏向，并予以指點糾偏，國內(nèi)外均有研出方向偏向，并予以指點糾偏，國內(nèi)外均有研制的精細(xì)自動導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中，對工制的精細(xì)自動導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中，對工程起到了很好的保證作用。程起到了很好的保證作用。n盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時將許多參數(shù)回傳給系統(tǒng)，任務(wù)人員經(jīng)過這些參數(shù)來監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。n特征變量監(jiān)測曲線繪制模塊經(jīng)過將一段時間內(nèi)的變量情況繪制成曲線，能直觀地反映

11、出該特征變量的變化情況，有助于任務(wù)人員對盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和趨勢做出更為準(zhǔn)確的判別，以到達(dá)有效監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。n開發(fā)出來的曲線監(jiān)測界面直觀地顯示幾個特征變量的變化情況，方便監(jiān)測人員分析比較這些變量的開展趨勢，及時發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)能否有異常情況，并可以打印出來進(jìn)展資料保管。 n經(jīng)過工程適用運(yùn)轉(zhuǎn)，對多種困難條件順應(yīng)性檢驗，n 1) 實時性系統(tǒng)自動丈量反映當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)空間(六自在度)形狀；n 2) 動態(tài)性系統(tǒng)自動跟蹤跟進(jìn)，較益處理了彎道轉(zhuǎn)向問題；n 3) 簡易性系統(tǒng)構(gòu)造簡單合理，操作和維護(hù)方便，易于推行運(yùn)用；n 4) 快速性系統(tǒng)丈量一次僅需約兩分鐘；n 5) 準(zhǔn)確性結(jié)果準(zhǔn)確精度高，滿足規(guī)范要求，在各

12、種工況形狀都小于20毫米；n 6) 穩(wěn)定性順應(yīng)震動潮濕的地下隧道環(huán)境，系統(tǒng)可以長期延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。n上海市復(fù)興東路越江隧道?11.22米大型泥程度衡盾構(gòu)推進(jìn)中。n構(gòu)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，準(zhǔn)確度高，維護(hù)方便的盾構(gòu)姿態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)，在盾構(gòu)施工中將發(fā)揚(yáng)其應(yīng)有作用。n油液分析在泥水盾構(gòu)形狀監(jiān)測中的運(yùn)用油液分析在泥水盾構(gòu)形狀監(jiān)測中的運(yùn)用n三種鐵譜、光譜數(shù)據(jù)處置分析的方法，為設(shè)備三種鐵譜、光譜數(shù)據(jù)處置分析的方法，為設(shè)備保養(yǎng)和維修提供了科學(xué)的根據(jù)，對機(jī)器的正常保養(yǎng)和維修提供了科學(xué)的根據(jù)，對機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。 n每一種監(jiān)測方法都會有他的優(yōu)越性，同時也存每一種監(jiān)測方法都會有他的優(yōu)越性，同時

13、也存在一定的缺陷。在一定的缺陷。n油液監(jiān)測的方法雖然能準(zhǔn)確的跟蹤盾構(gòu)機(jī)液壓油液監(jiān)測的方法雖然能準(zhǔn)確的跟蹤盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)及主驅(qū)動齒輪系統(tǒng)的磨損情況，判別其形系統(tǒng)及主驅(qū)動齒輪系統(tǒng)的磨損情況，判別其形狀優(yōu)劣，但其監(jiān)測間隔周期相對較長，不能應(yīng)狀優(yōu)劣，但其監(jiān)測間隔周期相對較長，不能應(yīng)對突發(fā)事件，因此需求與其他的監(jiān)測手段相結(jié)對突發(fā)事件，因此需求與其他的監(jiān)測手段相結(jié)合，才干更有效的防止缺點的發(fā)生，如每日的合，才干更有效的防止缺點的發(fā)生，如每日的人工巡檢，相關(guān)部件的振動、溫度、推力、扭人工巡檢，相關(guān)部件的振動、溫度、推力、扭矩、轉(zhuǎn)速、噪聲等，發(fā)現(xiàn)異常及時取樣分析，矩、轉(zhuǎn)速、噪聲等，發(fā)現(xiàn)異常及時取樣分析，做出科

14、學(xué)的判別。做出科學(xué)的判別。n軌道交通軌道交通8號線二期號線二期7標(biāo)上行線盾構(gòu)進(jìn)洞施工監(jiān)標(biāo)上行線盾構(gòu)進(jìn)洞施工監(jiān)測測n上海軌道交通上海軌道交通8號線二期號線二期7標(biāo)凌兆新村站蘆恒標(biāo)凌兆新村站蘆恒路站區(qū)間隧道，由路站區(qū)間隧道，由4臺盾構(gòu)分別從蘆恒路站和臺盾構(gòu)分別從蘆恒路站和凌兆新村站向中間風(fēng)井掘進(jìn)。凌兆新村站向中間風(fēng)井掘進(jìn)。n中間風(fēng)井構(gòu)造施工時發(fā)現(xiàn)地下延續(xù)墻接縫存在中間風(fēng)井構(gòu)造施工時發(fā)現(xiàn)地下延續(xù)墻接縫存在質(zhì)量問題，從而提出對盾構(gòu)進(jìn)洞進(jìn)展監(jiān)測的要質(zhì)量問題，從而提出對盾構(gòu)進(jìn)洞進(jìn)展監(jiān)測的要求。經(jīng)過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，實時指點盾構(gòu)進(jìn)求。經(jīng)過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，實時指點盾構(gòu)進(jìn)洞施工。洞施工。n地鐵區(qū)間隧道地鐵區(qū)間隧道 中間風(fēng)井中間風(fēng)井 土體加固土體加固 盾構(gòu)進(jìn)洞盾構(gòu)進(jìn)洞 監(jiān)測監(jiān)測 n從設(shè)備構(gòu)成可知，系統(tǒng)不運(yùn)用陀螺儀，也不用配裝激光發(fā)射接納安裝，并舍去其他許多系統(tǒng)所依賴的傳感設(shè)備或測傾儀設(shè)備，從而最大限制地簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)簡化提高了其強(qiáng)壯性，系統(tǒng)實現(xiàn)最簡和最優(yōu)。n上海市共和新路高架工程中山北路站延伸路站區(qū)間盾構(gòu)推進(jìn)工程，本系統(tǒng)在該隧道的盾構(gòu)掘進(jìn)中勝利運(yùn)用，實現(xiàn)實時自動丈量，經(jīng)過了貫穿