隧道变形监测方案
水利工程隧道安全监测方案

水利工程隧道安全监测方案一、水利工程隧道安全监测的目的水利工程隧道安全监测的主要目的是保障隧道结构的安全稳定、排除隧道运行风险、提高隧道使用寿命。
通过隧道变形、应力、温度、水压等参数的监测,及时发现隧道结构的变化趋势,确保隧道的安全运行,为水利工程的可靠运行提供技术支持。
二、水利工程隧道安全监测的内容水利工程隧道安全监测内容主要包括隧道结构变形、应力、温度、水压等参数的监测。
1、隧道结构变形监测隧道结构的变形是隧道安全运行的重要指标,隧道内部的变形情况直接影响到隧道的安全稳定。
因此,对隧道的变形情况进行实时监测是非常重要的。
变形监测主要包括对隧道轴线位置的监测、对隧道轴线的位置偏移和变形情况进行监测。
通过变形监测,可以及时发现隧道结构的变形趋势,做出相应的预警和处理措施。
2、应力监测隧道结构的应力是指在外部作用力下,隧道结构内部产生的应力状态。
应力监测是指对隧道内部的应力情况进行实时监测。
通过对隧道结构的应力进行监测,可以及时发现应力的变化情况,预测潜在的应力超载风险,为隧道结构的安全稳定提供参考依据。
3、温度监测隧道内部的温度变化是隧道安全运行的重要参数之一。
隧道内部的温度会影响到隧道材料的力学性能和结构变形。
因此,对隧道内部的温度变化进行监测是非常必要的。
通过温度监测,可以及时发现隧道内部温度的变化情况,做出相应的预警和措施,为隧道结构的安全运行提供技术支持。
4、水压监测隧道内部的水压情况直接影响到隧道结构的稳定性和安全运行。
因此,对隧道内部水压情况进行实时监测非常重要。
通过水压监测,可以及时发现隧道内部水压的变化情况,做出相应的预警和处理措施,确保隧道的安全运行。
以上是水利工程隧道安全监测的主要内容,通过科学合理的监测手段和方法,可以对隧道结构的变形、应力、温度、水压等参数进行实时监测,及时发现隧道安全隐患,确保隧道的安全运行。
三、水利工程隧道安全监测的方法和手段水利工程隧道安全监测的方法和手段主要包括传感器监测技术、遥感监测技术、无损检测技术、数据采集技术等。
隧道监测方案

隧道监测方案隧道监测方案隧道是一种地下建筑工程,由于其特殊的地理环境和使用条件,隧道的安全监测尤为重要。
隧道监测方案是为了及时掌握隧道工程的变形、变化及其他相关信息,以确保隧道的安全使用和正常运营。
下面是一个隧道监测方案的示例,旨在为隧道监测工作提供一些建议和指导。
一、监测目标和内容1. 监测目标:隧道结构的变形及其他相关信息。
2. 监测内容:地表下沉量、隧道内部位移、支撑结构变形、地下水位变化等。
二、监测设备和技术1. 监测设备:选择高精度的监测仪器,包括全站仪、位移传感器、倾斜仪、应变计等。
2. 监测技术:采用远程监测技术,将监测数据实时传输到监测中心,以便实时分析和处理。
三、监测点的选择和布置1. 监测点的选择:根据隧道结构的特点和变形的可能性,选择合适的监测点。
2. 监测点的布置:监测点应均匀分布在隧道结构上,包括入口、出口、墙板、顶板、地基等位置。
四、监测频率和周期1. 监测频率:根据具体情况确定监测频率,一般为每天、每周或每月进行一次。
2. 监测周期:监测周期一般为整个工程周期,从隧道开工到竣工。
五、数据处理和分析1. 数据处理:采集到的监测数据应进行整理和归档,并进行数据质量检查,确保数据的准确性和可靠性。
2. 数据分析:对监测数据进行分析和解读,判断隧道工程的变形和变化情况,提出相应的安全措施和建议。
六、应急响应和措施1. 应急响应:制定隧道监测的应急预案,一旦发生异常情况,能够及时响应和处理。
2. 安全措施:根据监测数据和分析结果,采取相应的安全措施,包括加固支撑结构、降低地下水位、减少车辆通行等。
隧道监测方案是隧道工程中不可或缺的一部分,它能够帮助工程师对隧道的运行状况进行实时监测和及时处理。
在隧道监测方案中,选择合适的监测设备和技术、布置合理的监测点、确定适当的监测频率和周期,以及进行数据处理和分析,都是保障隧道安全和正常运营的重要环节。
此外,制定应急响应和安全措施,能够在发生异常情况时及时采取措施,保护人员和设备的安全。
隧道工程监测方案

隧道工程监测方案一、前言隧道工程是一项复杂的工程,涉及到许多因素,如地质条件、水文条件、施工工艺等。
为了确保隧道工程的安全和质量,监测是必不可少的一项工作。
通过监测,可以及时发现隧道工程中存在的问题,及时采取措施进行修复,避免事故的发生,确保隧道工程的顺利进行。
二、隧道工程监测的目的1.保隧道工程的安全通过监测,可以及时发现隧道工程中存在的问题,如地质变化、水文情况变化等,及时采取措施进行修复,避免隧道工程发生事故,确保工程安全。
2.保隧道工程的质量通过监测,可以对隧道工程的施工过程进行监控,及时发现施工质量不达标的情况,及时进行整改,保隧道工程的质量。
三、隧道工程监测方案1.监测内容隧道工程监测内容应包括地质条件监测、水文条件监测、结构变形监测、环境监测等。
地质条件监测:包括地质勘察、地质雷达探测、地下水位监测等。
水文条件监测:包括地下水位监测、地下水压力监测、隧道渗水监测等。
结构变形监测:包括隧道内部变形监测、隧道支护结构变形监测等。
环境监测:包括隧道周边环境监测、隧道施工对周边环境的影响监测等。
2.监测方法地质条件监测:可采用地质雷达、地下水位监测仪等设备,对隧道的地质情况进行监测。
水文条件监测:可采用压力传感器、测井仪等设备,对隧道的水文情况进行监测。
结构变形监测:可采用位移传感器、应变计等设备,对隧道的结构变形情况进行监测。
环境监测:可采用环境监测站、气象站等设备,对隧道周边的环境情况进行监测。
3.监测频率地质条件监测和水文条件监测应每日进行,结构变形监测应每周进行,环境监测应每月进行。
4.报告和处理监测数据应及时整理成报告,并交由工程负责人进行审阅。
如发现问题,应及时采取措施进行处理,并将处理结果整理成报告。
四、结语隧道工程的监测是对工程安全和质量的保障,是一项重要的工作。
通过科学合理的监测方案,可以及时发现工程中存在的问题,并及时进行处理,从而确保隧道工程的安全和质量。
希望每一位工程从业者都能够重视隧道工程的监测工作,做好监测工作,确保工程的安全和质量。
运营隧道变形监测方案

运营隧道变形监测方案一、隧道变形监测的意义和重要性隧道作为地下交通工程,长期受到地质变化、水文条件、地震等多种因素的影响,因此隧道结构的变形是难以避免的。
隧道变形可能表现为地表下沉、结构裂缝、开裂变形等问题,一旦发生,可能会对隧道结构安全和运营带来严重的影响。
因此,隧道变形监测的意义和重要性主要体现在以下几个方面:1. 保障隧道安全运营。
通过隧道变形监测,可以及时发现隧道结构的变形情况,对隧道结构的安全运营进行保障。
2. 提高隧道结构的稳定性。
通过监测隧道变形情况,可以了解隧道结构的稳定性,根据监测数据进行安全评估和分析,有效提高隧道结构的稳定性。
3. 减少隧道事故风险。
通过监测隧道结构的变形情况,可以及时发现隧道存在的安全隐患,并采取相应的预防措施,降低隧道发生事故的风险。
二、隧道变形监测的技术手段隧道变形监测主要依靠先进的监测技术手段,包括地面监测、地下监测和遥感监测等多种技术手段。
具体包括地面测量、地面雷达、遥感监测、GPS监测、地下水位监测等多种技术手段,通过这些技术手段可以全面、准确地监测隧道结构的变形情况。
1. 地面测量。
地面测量技术是最为常见和常用的隧道变形监测技术手段,主要通过使用现代化的测量仪器和设备进行隧道结构的变形监测。
地面测量主要包括全站仪、测距仪、测角仪等测量设备,通过这些测量设备可以对隧道结构的变形情况进行全面、准确的监测。
2. 地面雷达。
地面雷达技术是一种应用广泛的隧道变形监测技术,主要通过利用雷达波对隧道结构进行无损检测。
地面雷达可以识别隧道结构的变形情况,并能够实现对地下空间的高分辨率成像,对隧道结构的变形情况进行准确监测。
3. 遥感监测。
遥感监测是一种先进的隧道变形监测技术手段,主要通过卫星、航空等遥感平台获取隧道结构的变形信息。
遥感监测可以通过数据处理和分析得到隧道结构的变形情况,实现对隧道结构的远程监测和预警。
4. GPS监测。
GPS监测是一种利用全球卫星导航系统进行隧道变形监测的技术手段,主要通过安装在隧道结构内的GPS接收器对结构的变形情况进行实时监测。
隧道围岩的变形监测技术解析

隧道围岩的变形监测技术解析隧道工程在现代交通建设中起着至关重要的作用。
然而,由于复杂的地质条件和外力因素,隧道围岩在使用过程中往往会发生变形。
为了及时发现并解决这些变形问题,隧道围岩的变形监测技术应运而生。
本文将从多个角度对隧道围岩的变形监测技术进行解析。
一、传统监测方法传统的隧道围岩变形监测方法主要包括测量筛孔法、钢尺法和测量轮法。
测量筛孔法是通过在围岩表面钻孔并安装固定目镜进行测量的。
钢尺法则是以钢尺为工具,在围岩表面进行直接测量。
测量轮法则是在围岩表面进行直接测量,并根据测得的数据计算围岩变形量。
尽管这些方法成本低,但是由于操作复杂且容易受到人为因素的影响,其准确度和可靠性相对较低。
二、现代监测技术随着科技的进步,现代技术在隧道围岩的变形监测方面得到了广泛应用。
其中,常用的技术包括激光扫描测量、岩体控制点法和微插值方法。
激光扫描测量技术可以快速、准确地获取隧道围岩表面的几何形态变化。
该技术是通过激光器和高速获取系统进行测量,然后通过数据分析和处理,得到围岩的变形情况。
激光扫描测量技术具有高精度、无接触和全局测量的优点,可以大大提高变形监测的准确性。
岩体控制点法是通过在隧道围岩表面设置一系列控制点,通过测量这些控制点的坐标变化来反映围岩的变形情况。
该方法可以全方位地监测围岩的变形情况,并且对于不同类型的隧道具有较好的适应性。
微插值方法是一种基于数学模型的变形监测方法。
通过将围岩的变形信息建模,并利用插值算法进行数据处理,可以实现对围岩变形的精细化监测。
该方法具有较高的计算效率和准确性,适用于复杂地质条件下的隧道工程。
三、影响因素在实际监测过程中,影响隧道围岩变形监测的因素有很多。
其中,地质条件、围岩材料和施工技术是影响围岩变形的主要因素。
地质条件包括地下水位、地下应力、地层变形等。
围岩材料的性质也会对围岩变形产生重要影响,如围岩的岩性、裂隙度、岩层之间的接触性等。
此外,施工技术也是影响围岩变形的关键因素,包括掘进方法、支护方式以及施工质量等。
地铁工程变形监测方案

地铁工程变形监测方案一、项目概述地铁工程建设是城市交通发展的重要组成部分,也是大型公共基础设施建设的关键项目。
在地铁建设和运营过程中,地铁隧道、车站和地下结构的变形监测是一项十分重要的工作。
通过对地铁工程的变形进行定期监测和分析,可以及时发现和处理潜在的安全隐患,保障地铁工程运营的安全和稳定。
本文将就地铁工程变形监测的方案进行详细介绍,包括监测的对象、监测的内容、监测的方法和技术手段等方面,旨在为地铁工程建设和运营提供科学、可靠的变形监测方案。
二、监测对象地铁工程的变形监测对象主要包括地铁隧道、车站和地下结构。
地铁隧道是地铁线路的主要组成部分,其稳定性直接关系到地铁运行的安全和顺畅。
地铁车站是地铁线路的重要节点,其安全稳定性对地铁的客流量和运营效率有着重要的影响。
地下结构主要包括隧道周边的地基土体和基础设施,其变形状态直接关系到地铁工程的整体安全。
三、监测内容地铁工程的变形监测内容主要包括地表沉降、隧道变形、地下水位变化、地铁结构振动等多个方面。
其中,地表沉降是地铁工程建设过程中常见的问题,其变形监测能够及时发现并处理地表沉降造成的安全隐患。
隧道变形是地铁工程变形监测的重点内容,主要包括隧道的收敛变形、开挖变形、压裂变形等多种形式。
地下水位变化是地铁工程变形监测的重要内容之一,其变形监测能够及时发现并处理地下水位引发的地铁工程漏水等安全隐患。
地铁结构振动是地铁运营期间的变形监测内容,主要包括地铁列车行驶和乘客运营等因素引发的地铁结构振动。
四、监测方法地铁工程变形监测的方法主要包括传统监测方法和新兴监测技术两种。
传统监测方法主要包括地表测点监测、隧道地表沉降观测、地下水位监测等。
新兴监测技术主要包括遥感监测、激光测量、地面雷达等技术手段,这些技术手段能够较好地实现地铁工程变形的实时监测和分析。
五、监测技术手段地铁工程变形监测的技术手段主要包括监测系统、传感器设备、数据处理软件等多个方面。
监测系统是地铁工程变形监测的基础设施,其能够通过监测点布设和数据采集实现对不同变形内容的监测。
地铁隧道结构变形监测方案

地铁隧道结构变形监测方案一、工程概况珠江新城海心沙绿化改造及地下空间(三区)基础工程位于珠江新城海心沙区域的西部,正在运营的地铁三号线“珠江新城〜赤岗塔”区间盾构隧道在该工程的地下由西北向东南通过。
该工程位于地铁隧道上方的地基基础主要为直径 1.6和2.2米的钻(冲)孔灌注桩基础,桩底高程约为-23.35〜-20.7米(广州城建高程),并设置横、纵向转换梁支撑跨越地铁隧道的上部主体结构,最大的转换梁梁底高程约 2.70米。
经核查,位于地铁隧道两侧的钻(冲)孔桩与地铁隧道的最小水平净距约2.90米,位于地铁左、右线隧道中间的钻(冲)孔桩与地铁隧道的最小水平净距约 2.60米。
横、纵向转换梁梁底与地铁隧道结构顶面之间的最小垂直净距约为15.50米。
该工程范围内的地铁隧道结构顶面高程约-13.15米,地铁隧道结构底高程约-19.35米。
二、监测目的正在运营的地铁三号线“珠江新城〜赤岗塔”区间盾构隧道在该项目看台工程的地下由西北向东南通过,在地铁隧道结构外侧左右垂直距离15.0米范围内的看台工程桩及上部主体施工过程中,可能对地铁隧道结构产生变形、倾斜、位移、隆起或沉降等方面的影响。
受广州新中轴建设有限公司的委托对此区间的盾构隧道进行变形监测和裂缝监测。
主要目的是:1、了解各种因素对地铁盾构结构变形等的影响,为有针对性地改进施工工艺和修改施工参数提供依据;2、预测地铁隧道结构的变形趋势,根据变形发展程度,决定是否需要采取保护措施,并为确定经济合理的保护措施提供依据;3、了解上部工程施工过程中地铁隧道结构有无裂缝情况及其变化规律;4、建立预警机制,避免结构和环境安全事故造成不必要的损失;5、施工过程中,根据监测数据分析,及时反馈信息、指导施工,为地铁的安全运营提供可靠保障。
三、遵循的监测技术及方案编制依据3.1遵循的技术为TPS极坐标差分法该方法采用瑞士Leica公司的具有ATR (自动目标识别) 功能的TCA系列的全站仪(又称测量机器人),进行极坐标差分作业。
隧道变形监测技术的方法和原理

隧道变形监测技术的方法和原理隧道是现代城市基础设施中不可或缺的一部分,随着城市的不断扩大和交通网络的建设,隧道的数量也在不断增加。
然而,隧道的安全性与稳定性一直是人们关注的焦点。
为了解决隧道的变形问题,隧道变形监测技术应运而生。
本文将对隧道变形监测技术的方法和原理进行探讨,并介绍相关的监测设备和应用。
一、综述隧道变形监测技术是通过合理设置监测装置,实时监测隧道的变形并及时报警,从而保证隧道的安全运行。
主要方法包括全站仪法、位移传感器法、管线法等,下面将逐一进行介绍。
二、全站仪法全站仪是一种可以测量水平角、垂直角和距离的仪器,通过在固定位置测量隧道内部固定点的坐标,从而获得隧道的变形情况。
该方法具有高精度、实时性强的特点,但是对设备的要求较高。
三、位移传感器法位移传感器法是通过安装位移传感器在隧道内部的关键部位,通过测量传感器的位移,从而判断隧道的变形情况。
传感器可以采用光纤传感器、电阻应变片等,具有灵敏度高、精确度高的特点。
这种方法可以实时监测隧道的变形情况,并能够提供详细的数据分析,对隧道的安全性评估具有重要意义。
四、管线法管线法是通过在隧道内铺设一条管线,通过测量管线的变形来判断隧道的变形情况。
这种方法操作简便,成本相对较低,但是对于较长的隧道来说,精度相对较低。
因此,管线法主要适用于小型隧道的监测。
五、监测设备在实际应用中,隧道变形监测需要使用一些专门的设备。
常见的设备包括全站仪、测量仪器、数据采集器和计算机等。
这些设备能够提供高精度的监测数据,并能够将数据进行分析和处理。
六、应用隧道变形监测技术已经广泛应用于隧道建设和维护中。
通过实时监测隧道的变形情况,可以及时发现隧道存在的安全隐患,并采取相应的措施进行修复。
此外,还可以通过对监测数据的分析,对隧道的安全性进行评估,并制定相应的维护和管理方案。
七、挑战和前景隧道变形监测技术在应用中还存在一些挑战。
首先,设备的精度和可靠性需要不断提高,以满足隧道变形监测的需求。
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富水土质隧道围岩变形监测及其应用(中铁建某集团山东)摘要本文以新松树湾隧道为例,通过内空收敛和围岩内部位移的量测,分析了富水土质隧道的围岩变形规律,对类似工程施工有一定的参考价值。
关键词富水土质隧道围岩变形随着西部大开发的进行,对富水黄土地区的隧道施工参数的测试和研究具有重要的意义。
本文以新松树湾隧道为例进行探讨。
1 工程概况新松树湾隧道为既有松树湾隧道复线的单线铁路隧道,位于甘肃省陇西县境内大营梁,全长1726m,复合衬砌。
大营梁为黄土梁峁区,该隧道范围地层为上更新统风积粘质黄土和下、中更新统冲、洪积杂色砂粘土。
粘质黄土为淡黄色、棕黄色,厚0—20m,土质较匀,具孔隙及虫孔,局部含白色钙丝及钙质斑点,半干硬至硬塑,II级普通土,II类围岩,σ0=150kPa,具II级自重湿陷性。
杂色砂粘土主要表现为强崩解性,一定的膨胀性及含有盐碱成分。
II级普通土,II类围岩,σ0=200--250kPa (局部软塑—流塑状,I类松土,I类围岩,σ0=100--120kPa)。
大营梁地带年平均降水量513.3mm,隧道三面汇水,地下水较发育,系大气降水补给。
地下水主要有上层滞水和裂隙水,前者一般埋深15—30m之间。
多见有泉和渗水出露,水量相对较大,隧道内日渗水量22--18m3/d.地下水对混凝土具弱侵蚀性。
经调查,既有松树湾隧道(1960年建成)各地段有不同程度的渗漏水现象。
隧道渗水主要通过拱顶、边墙接缝、排水沟孔、墙角部位渗出,水对普通硅酸盐水泥有侵蚀性。
因此,新松树湾隧道采用曲墙有仰拱衬砌,除进口端I类围岩模筑衬砌,余均采用复合衬砌。
初期支护为1榀/m钢格栅+钢筋网+钢筋锚杆喷锚。
在施工中采用新奥法分三台阶开挖。
2 量测项目根据现场情况,选取了八个量测断面进行内空收敛的测试;还选取了两个断面进行围岩内部位移测试。
内空收敛在开挖后马上埋设测点,在12小时内测取初始读数,采用煤炭科学研究院生产的JSS30型数显收敛计量测。
观测断面里程分别为1#面——DK1601-8.4,2#面——DK1601+6.4,3#面——DK1601+21.9,4#面——DK1601+36.1,5#面——DK1601+46.5,6#面——DK1601+86.5,7#面——DK1601+122.5,8#面——DK1601+172.7,其中7#、8#面进行围岩内部位移测试(图1),每个断面各有六条内空收敛测线,即1-2、1-3、1-4、1-5、2-3、4-5。
围岩内部位移采用煤炭科学研究院生产的杆式多点位移计进行测量,这种位移计使用膨胀木锚头,具有安装简单,可靠等特点,每个钻孔可分别测量埋深1M,2M,4M处的围岩与洞壁之间的相对位移。
Fig.1 Arrangement of the c onvergences and internal displacement of the wall rock3 内空收敛量测通过测量结果计算各测线收敛累计值,同时计算出各测线的位移速率。
隧道周边收敛按下式计算:RRUii-=收敛速率按下式计算:()()11----=i i i i i t t R R V其中,0R ——初始观测值;i R ——第i 次观测值;i V —第i 次观测时的收敛速率。
为研究开挖面的影响,用下式计算观测面与掌子面的距离。
L=D-D 0其中,L —观测面与掌子面距离;D —掌子面里程; D 0—观测面里程。
3.1 内空收敛随时间变化趋势根据现场情况,根据初期支护形式将观测面分为两组:1#—5#面均为格栅钢架支护,7#、8#面为工字钢型钢钢架支护。
因篇幅所限,在两组观测面中各选取一个观测面作为示例(图2,图3)。
图2 3#面内空收敛与时间关系曲线Fig.2 The curve of the c onvergences-time of 3th crosssection根据观测曲线可见,隧道收敛随时间变化而增大,图中收敛量的瞬间突跳,通常由开挖进尺向前延伸引起;测值偶有下降,是围岩组构中局部范围内的节理裂隙,瞬时出现较大变形的伴生现象。
曲线的几何形状可表示为连续的折线。
通过分析,从这些监测数据中可发现富含水土质隧道收敛有如下变形规律:(1) 每个监测断面内各测线收敛值差别较大,水平测线收敛量明显大于其他测线,说明侧墙朝向洞内变形较大,这是由于隧道仰拱施工前,两侧墙墙角受到的约束较小所致。
图3 7#面内空收敛与时间关系曲线Fig.3 The curve of the c onvergences-time of 7thcross section(2) 隧道的收敛主要出现在开挖后的短期内。
表1为各测线第一天收敛与最大收敛量比值,可见第一天内收敛量占各测线收敛量很大比重,要求初期支护尽快进行,以约束变形。
隧道开挖后的前两三天之内,隧道变形发展较快,之后收敛仍继续增大,没有稳定的趋势。
说明隧道围岩具有一定的时间依存性,在外荷载不变情况下,围岩变形随时间增加而增大。
另一方面与地下水渗透有关。
隧道开挖后,因地下水重新汇集,使围岩的应力状态和变形随时间而不断变化,结果使隧道周围可能出现一定范围的破坏区(或松动区),破坏区内围岩渗透系数增大,导致围岩变形增大,因此隧道变形趋于稳定需要较长时间。
表1 第一天收敛量与最大收敛量比值表Table 1 Ratio of the 1stday of the convergences(3) 在进行1#—5#面观测后,经过一段时间,发生初期支护向内变形侵线现象,经分析为钢格栅支护变形过大所致,据此变更支护形式,将支护改为工字钢型钢拱架1榀/m 支护,以增加支护刚度。
通过现场量测,变更收到了良好的效果。
修改支护参数后,内空收敛的规律相近,只是初期支护采用型钢拱架,收敛值大为减小。
根据变形曲线,各测线收敛并非都是单调增大,主要是开挖顺序影响;因采用左右上下的分步开挖方式,左右土体不是同时开挖,隧道变形也非对称分布。
3.2 内空收敛与开挖面距离的关系为研究内空收敛与开挖面距离的关系,选取典型数据做相关曲线(图4)。
图4 7#面内空收敛与掌子面距离关系曲线Fig.4 The curve of the c onvergences-distance of 7thcross section由曲线可见,观测面与掌子面距离越远,收敛越大,因此时掌子面的约束随离开距离的增大逐渐减小,当掌子面离开一定距离(约30m),收敛变化幅度趋缓而不稳定,围岩仍产生缓慢变形。
根据隧道开挖进尺,大部分时间为 3.3m/天,当进尺增大为 6.6m/天时,收敛—开挖面距离曲线斜率增大,测线收敛有增大的趋势。
说明开挖进尺对围岩变形有一定影响。
曲线有凸凹状。
根据施工记录分析,曲线呈凹陷部分为掌子面开挖过程,曲线凸出部分为掌子面喷混凝土和打锚杆过程。
掌子面开挖过程中,因未支护部分临空时间短,变形较小;掌子面喷混凝土和打锚杆过程中,开挖后的未支护围岩临空时间较长,变形较大。
从曲线和施工记录还可看出,核心土开挖完成后,1—4、1—5、4—5等位置靠下的测线收敛较大,1—2、1—3、2—3等位于上部的测线收敛较小。
可见,核心土对拱脚等位置的变形影响较大。
掌子面对观测面的影响还体现在测线收敛的不均匀性。
当左马口开挖施工后,1—4测线的变形大于1—5测线的变形,而与1--4测线同侧的1—2测线的变形小于1—3测线变形。
隧道有向马口方向略微倾斜的趋势。
因此,要注意上台阶土开挖完成后的下一步施工程序。
左右边墙马口交错开挖,同侧马口宜跳段开挖,不宜顺开。
先开马口长度不能太长,并及时施做边墙衬砌。
后开马口应待相临边墙墙顶与拱脚混凝土达到一定强度后方可开挖,以防止变形过大。
3.3 收敛速度与时间关系根据观察,隧道开挖初期收敛速度较快,随着时间的增长,收敛速度逐渐变得稳定。
各测线收敛速度逐渐接近,隧道变形均匀,未出现偏心现象。
总体上观测第一天测线的收敛速度最快,在三天左右收敛速度稳定。
部分测线收敛速度曲线出现峰值和波谷,根据施工记录,此现象由开挖部位的不同引起。
如上台阶开挖后,2—3测线达到峰值;而挖核心土后,4—5测线达到峰值。
可见,本工程采用的分步开挖法较为合适,初期支护应紧跟开挖面施做。
3.4 本工程现场情况探讨因收敛测点的埋设在隧道开挖后混凝土初喷时进行,只能在初喷后量测测线。
这样,已经将收敛最大的阶段忽略,故量测结果小于实际的内空收敛值。
因工程情况所限,收敛结果未与拱顶下沉共同分析。
故此量测结果无法反映各测线的绝对变形大小。
4 围岩内部位移量测围岩内部各点的位移是围岩动态表现。
它不仅反映围岩内部的松弛程度,更能反映围岩松弛范围的大小,这是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。
现阶段因各种测试手段受实际工程地质条件影响较大,测点固定困难,国内此方面研究进行较少,所得结果大多作为参考。
在本工程中,采用煤炭科学研究院研制的DW-3A型钻孔多点位移计量测。
先向围岩钻孔,将此位移计埋入洞壁内部,在距离洞壁1m,2m,4m处用遇水膨胀软木锚头与周围围岩固定,并与围岩共同变形。
用游标卡尺测量钻孔内(围岩内部)各点相对于孔口(洞壁)一点的相对位移。
4.1 围岩内部位移随时间变化趋势由图5、图6可见,围岩内部变形较小。
比较每个测点在围岩内部4m、2m、1m不同深度的变形大小,大致为同一测点围岩内部4m处的变形值>2m 处的变形值>1处的变形值;比较每个观测面上各测点的变形值,发现4#、5#点变形值>2#、3#点变形值>1#点变形值,即墙趾变形>拱脚变形>拱顶变形。
将围岩内部位移与内空收敛观测结果进行比较,可发现同一测线上孔口累计位移和与内空收敛观测结果基本一致,围岩内部位移变形趋势与内空收敛变化趋势也基本一致。
根据每个钻孔的变形曲线,未见滑动面产生,说明隧道围岩是稳定的。
2#、3#,4#、5#点4m处的内部位移之和与收敛值相近,说明围岩松动圈为此范围。
图5 7#面2#、3#点围岩内部位移与时间关系曲线Fig.5 The curve of the internal displacement of the wall rock-time of 7th cross section5 结论(1)隧道开挖后,围岩土及孔隙裂隙水失去支撑环境,形成新的水力坡度,造成渗流,带走部分土颗粒,使黄土产生崩解破坏作用。
随着水力坡度变小,变形速度减小,即收敛先快后慢。
隧道开挖后,围岩土体失去平衡状态,应力重新调整,改变土体颗粒流动方向,引起开挖面周围一定范围内土体产生移动,即为松动圈。
隧道收敛量测表明,隧道开挖后发生明显变形,且各方向收敛量差别较大,水平测线收敛量明显大于其他测线,说明两个侧墙朝洞内变形较大,这可能与隧道高度大于跨度,仰拱未及时浇筑,形成封闭支护等因素有关。