摘要 施工量测是新奥法原理核心,通过量测,及时掌握围岩和支护结构在施工过程中应力、应变的动态变化,判断支护的稳定程度,确保施工安全,为评价和修订初期支护参数、确定二次衬砌施作时间提供信息依据。本文介绍了一些量测方法。
关键词 新奥法 隧道 量测 方法
1 引言:
新奥法的三大要素包括:锚杆、喷射混凝土、施工量测,其中的施工量测主要包括围岩监测及超前地质预报等,施工量测的资料是完善设计、指导施工的重要依据。本文提供一些小的量测方法,希望对施工者有所借鉴。
2 围岩监测
隧道施工没有量测信息反馈,常导致围岩松驰,塑性区扩展,给衬砌带来病害。洞室在掘进过程中,由于受到开挖面的约束,使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部变形位移。如果这种位移全部释放再支护,围岩就会产一定的塑性变形。所以隧道施工中,围岩的施工量测工作是一项很重要的内容。
①量测方法
隧道现场施工量测项目及量测方法表
项目名称 | 方法及工具 | 布 置 | 量 测 时 间 间 隔 | ||||
1~15天 | 16天~1个月 | 1~3 个月 | 3个月 以后 | ||||
应 测 项 目 | 地质和支 护状况观察 | 岩性、结构面产状及支护裂隙观察和描述,地质罗盘等 | 开挖后及初期 支护后进行 | 每次爆破后及初期支护后进行 | |||
周边收敛位移 | 各类收敛计、测杆、水平仪、水平尺等 | 10~50m一个断面,测点按设计要求布置 | 1~2 次/天 | 1次/2天 | 1~2 次/周 | 1~3 次/月 | |
拱顶下沉 | 精密水准议、水平尺 | 10~50m一个断面,每断面2~10对测点。 | 1~2 次/天 | 1次/2天 | 1~2 次/周 | 1~3 次/月 | |
地质超前预报 | 间 隔100~150m一个断面(有必要时) | ||||||
选 测 项 目 | 地表下沉 | 精密水平仪 | 洞室中心线上,并与洞轴线正交平面的一定范围内布设必要数量 | 开挖面距量测断面<2B时,1~2次/天 开挖面距量测断面<5B时,1次/2天 开挖面距量测断面>5B时,1次/周 | |||
围岩内部位移 | 洞内钻孔安设单点或多点位移计 | 每代表地段1~2个断面,每断面2~5个测点 | 1~2次/天 | 1次/2天 | 1~2次/周 | 1~3次/月 | |
围岩压力 | 各种类型压力盒 | 每代表地段2~10个断面,每断面2~5个测点 | 1~2次/天 | 1次/2天 | 1~2次/周 | 1~3次/月 | |
锚杆轴力 | 各种测力锚杆 | 每代表地段2~10个断面,每断面2~5个测点 | 1~2次/天 | 1次/2天 | 1~2次/周 | 1~3次/月 | |
钢支撑内力及外力 | 支柱压力计或其他测力计 | 每10榀钢拱支撑一对测力计 | 1~2次/天 | 1次/2天 | 1~2次/周 | 1~3次/月 |
将量测结果反馈到设计、施工中去的目的,首先是为了在施工中的安全性,其次是为了确保设计中的经济性。因此必须将量测结果迅速、正确地反馈到设计及施工中去,在整个隧道施工中积极地进行量测,以获得良好的成效,量测顺序如下:
③制定措施
a.施工的初期阶段或地质变化显着、位移及下沉量大时,量测断面间距适当加密。
b.量测组件安设时,量测断面应尽量靠近开挖面,与开挖面的距离应小于一次开挖进尺。
c.根据量测资料可得位移—时间曲线,位移速度—时间曲线,位移—距开挖面曲线,并对量测资料进行回归分析得出位移—时间曲线,当水平收敛位移速度为小于0.15mm/d时,拱顶位移速度为小于0.1mm/d以下时一般可认为围岩已基本稳定,此时可施作二次衬砌。
3 超前地质预报
为保证隧道施工进度、质量和安全,采用地质雷达进行超前地质探测。向地质体发射并接受反射回来的雷达波,通过对雷达波的分析,判断开挖面前方20m范围内的地质变化情况,以便及时调整施工方案或采取应急措施,当探测结果与开挖情况相差较大时,应增加探测频率并分析原因,提高地质雷达预报精度,准确的指导施工。
4 施工量测与监控中的监理工作
现场施工量测是隧道施工中的一项重要工作,它必须是在初步调查的基础上,依据实际工程地质条件、施工方法、环境要求、经济条件等进行。 监理工程师应注意做好以下几点的工作:
① 量测计划包括:量测项目的选择、测试断面、测线、测点、测孔的布设、测量频率及测量期的确定,监理工程师将对施工单位的量测计划进行审查,批准后实施。
② 量测实施:监理办将派出测量监理工程师专门负责隧道施工量测,根据量测计划,加强对地质和支护状况的观察,重点量测周边位移、拱顶下沉,锚杆拉拔力等项目,监理工程师规定的频率及时进行量测,以掌握围岩和支护的动态并及时反馈,指导后续施工。
③ 量测数据分析与反馈:监理工程师在进行施工量测时,必须作好记录,并据此绘制围岩和支护的位移—时间关系曲线并加以分析,据此修正初期支护参数,调整施工措施。
5 结束语
施工量测是新奥法原理核心,通过量测,及时掌握围岩和支护结构在施工过程中应力、应变的动态变化,判断支护的稳定程度,确保施工安全,为评价和修订初期支护参数、确定二次衬砌施作时间提供信息依据。隧道地质条件差,更应在施工中加强监测工作,并贯穿于隧道施工的始终,为安全、优质的完成隧道工程提供技术保障。下载本文