浅埋暗挖隧道监控量测技术应用
隧道浅埋段的超前地质预报与监控量测分析

隧道浅埋段的超前地质预报与监控量测分析摘要:近年来,新奥法(NATM)在我国公路隧道中得到广泛应用,并赢得了工程技术人员的广泛认可。
新奥法采用柔性支护形成拱效应,充分利用了围岩的自承能力,它对隧道支护结构的受力和围岩变形有严格的限制。
因此,新奥法要求对掌子面前方围岩地质情况进行超前预报并实时监控隧道净空断面的变化情况,为下一步施工提供依据。
特别在隧道浅埋段,监控量测和超前地质预报显得尤为重要。
超前地质预报能够探测隧道前方的地质情况,弥补设计时对实际地质情况的误判;监控量测能够监测隧道围岩的变化情况,当变形过大时及时预警并帮助施工方提前采取措施,避免塌方、冒顶等灾害事故的发生,确保整个支护结构体系的安全合理。
关键词:隧道;浅埋段;超前地质预报;监控测量新奥法是我国公路隧道工程施工当中的主要工法,并且该项施工技术所取得的工程施工效果非常明显,受到了工程施工单位的广泛应用和认可。
新奥法使用的是柔性支护形成一种拱形效应,有效运用了隧道周围的围岩结构支撑能力,对隧道支护结构的受力围岩的状况进行了有效的限制,大大提高了隧道工程结构的稳定性。
新奥法要求对隧道的掌子面前方的围岩地质情况进行超前预报,并且在监控隧道的断面变化信息条件下,对后续的隧道工程施工打下良好的基础,尤其在隧道浅埋段的监控测量以及超前地质预报工作当中表现出的优势非常明显。
超前地质预报工作可以有效探测出隧道前方的具体地质条件状况,对后续的工程施工环境进行有效的分析和模拟,并且对施工过程中可能存在的突发性情况进行事先预防,采取必要的应急解决措施来保证工程的顺利开展,最大限度上提高工程施工的安全性,实现良好的工程施工效益。
引言1工程概况某公路隧道为分离式隧道,左幅起点里程ZK16+330、止点里程 ZK19+016,全长 2686m,最小埋深 5.9m;右幅起点里程 K16+335、止点里程 K19+005,全长2670m,最小埋深 6.8m。
区域上处于垅状起伏低山丘陵地貌及波状起伏缓丘洼地地貌区,隧道区地形较为陡峻,冲沟较发育,地表植被发育良好,多为松木、杂木覆盖。
浅埋暗挖隧道工程的监测技术要求

浅埋暗挖隧道工程的监测技术要求1.1一般规定1.浅埋暗挖隧道必须结合施工对地表、地层的支护结构的动态进行量测,及时反馈信息,指导设计和施工。
2.承包商应根据隧道的地质地形条件、支护类型和参数、施工方法以及有关条件制定现场监控量测方案,上报监理工程师审批。
方案的主要内容应包括:量测项目及方法、量测仪器的选定、测点布置、数据处理及量测人员组织等。
1.2工程地质与支护状况的观察1.洞室开挖或爆破作业完成后,应立即进行工程地质状况的观察记录和地质描述。
以判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件,为地层超前支护提供真实的地层参数。
2.初期支护完成后,应进行喷层表面观察、记录和裂缝描述。
以直接判断围岩、洞室的稳定和支护参数的检验是不可缺少的。
1.3地表沉降量测浅埋软弱围岩的地铁隧道开挖,围岩体的形态变化很大程度反映在地表沉降上,通过地表沉降量测,测出扰动范围及最大沉降量,判定围岩稳定性,以便采取措施。
1.测点布置沿隧道轴线方向每5〜50m设一个量测断面,每断面对称布置7〜11个测点,中线方向每5〜20m应布设一个测点。
测点应不至移动、丢失,并用木桩或红油漆作好标记。
2.量测方法利用精密水准仪和钢钢塔尺,按照规定的频率和时间进行观测,并做好记录,绘制散点图。
隧道开挖前应在变形影响范围外,便于长期保存的稳定位置,埋设基准点,进行水准布网,测得量测点初始读数。
3、量测频率当开挖面距量测断面前后距离小于2倍开挖洞径时,每天应观测1〜2次;当距离小于5倍洞径时,应每2天对该断面量测点观测1次;当距离大于5倍洞径时,应每7天对该断面量测1次。
1.4地中位移量测1.仪器的选择与率定根据围岩工程地质特性及便于仪器安装和采集数据,宜采用钢弦式双线圈连续激振型四点位移计,数据采集使用钢弦频率计。
四点位移计的率定采用率定台,用频率计读出频率值,反复率定完毕后应采用平均法计算位移计传感器系数,每次率定误差应小于2.5%02.仪器安装与埋设在有代表性地段设断面进行监测布点,每断面布点宜为3〜5个孔,测量定出安装仪器的位置,用潜孔钻或工程地质钻孔钻直径IOOmm的孔,孔深比设计要求深20〜30cm,安装前应将孔冲洗干净,并检查钻孔的位置方向、孔深,钻孔轴线偏差不大于3。
监控量测技术在浅埋暗挖隧道施工中的应用

图 6 地表横 向沉 降曲线图
图 4 拱 顶下沉与 净空收敛 测点 布置 图
( )拱 顶 沉降 与 净 空 水 平 收敛 : 3 由于 拱 顶 下 沉 ( )未做 仰拱 段 隧道 底部 隆起 测点 , 5~1m 3 每 0
一
及 净 空收敛 量 测是 在 结 构 开挖 后 才 进 行 的 , 以有 所 部 分变 形无 法直 接 得 到 , 须 对 量 测数 据 进行 回归 故 分 析 , 出曲线方 程 , 求 推算 出前 期 已发 生 的变 形 量 , 估算 最 大拱顶 变形 值 。 分别 对地 下通 道各 测点 的整 个施 工 期 间 的地 表 沉降 、 拱顶 沉 降及 收敛 过 程 按 下 列 函数 类 型 进 行 了 图形处 理 : n=Ag 1+T ; n=A ; n= ① l( )② e ③ T( / A+B ) ④ n=A( 一e ) 式 中 , T; e ; n为 变 形 值 ; 为 回归 系数 ; A、 T为量 测时 间 。
监 控量 测是 非常 必要 的。
1 洞室稳定 的基本 判据
( )地 面沉 降允 许 值 : 路 线 路 施 工 地 表 允许 1 铁
・
站台
地表测点 ・ 邮政通道 测点
沉 降 为 1. m 站 台 雨 棚 施 工 地 表 允 许 沉 降 36 m, 3. m 邮政通 道施 工地 表允 许 沉降 6 .mm, 下 62 m, 62 地 管线 施 工地 表允 许沉 降 8. m 6 7 m。
维普资讯
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阐述监控量测技术在隧道施工的应用

阐述监控量测技术在隧道施工的应用由于浅埋隧道大部分属于特殊地形,它具有地形偏压、表层软弱堆积物、风化带、软弱围岩、难以形成承载拱等不利因素,严重影响了浅埋隧道的施工工程质量。
根据浅埋隧道的独特地质影响,在进行隧道的开挖过程中,极有可能会出现拱顶下沉急剧增大、地表开裂、隧道净空收缩、掌子面失稳等现象,不利于隧道的施工。
1 浅埋隧道软弱围岩管棚超前支护分析1.1 超前支护体系及其必要性分析1.1.1 超前支护体系分析。
超前支护体系主要包括管棚、超前锚杆、小导管超前注浆、深孔注浆以及地表注浆等。
另外,超前支护一般适用于隧道围岩的自稳性较低的情况,通过采取超前支护,可以有效地避免出现坍方。
由于部分隧道属于软弱破碎地质,即使可以通过采用深孔注浆起到止水固结的作用。
然而,此种方法仅能起到一部分范围固结的作用,而超前支护体系通过超前锚杆或超前小导管,在开挖隧道之前以钻孔排水的方式进行排水降压,防止地下水压过大而影响隧道施工工程的质量。
另外,通过超前支护的方式,其钻孔深度一般都大于注浆的范围,可以有效地提高隧道施工工程的质量。
1.1.2 浅埋软弱围岩隧道施工时采取超前支护的必要性。
(1)如上所述,在进行浅埋软弱围岩隧道的施工工作时,极易出现掌子面失稳及地表下沉的现象。
通过采取超前支护及监控量测技术,并结合相关改善地层、管棚、水平高压旋喷、药液压注及垂直锚杆等措施,以科学、合理的支护方法增强支撑力,并防止支护及地表出现下沉的情况。
(2)采取超前支护对于浅埋软弱围岩隧道施工的作用如下所述:首先,超前支护方式的支护结构一般类似于一个沿隧道纵方向的梁结构,可以有效地产生刚性梁效果。
其次,超前支护可以通过在掌子面前方形成壳结构,用其刚性及厚度提高隧道掌子面及其周边围岩的稳定性。
最后,通过超前支护中的注浆法,可以有效地提高隧道围岩的强度,改善其周边环境。
1.2 超前支护分析1.2.1 管棚。
(1)管棚的分类及适用范围:管棚主要分为短管棚及长管棚,它的超前长度一般为5~30米,主要适用于隧道围岩非常软弱、破碎,而且变形量极大的情况。
隧道施工监控量测项目和方法

隧道施工监控量测项目和方法一、监控量测的内容隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。
量测项目可分为必测项目A和选测项目B两大类。
隧道施工过程中应进行洞内、外观察,洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。
浅埋暗挖法各种监控量测项目的简介见表10-1。
(1)洞内观察:开挖工作面观察应在每次开挖后进行。
观察中发现围岩条件恶化时,应立即采取相应处理措施;观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。
对已施工地段的观察每天至少应进行1次,主要观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。
(2)洞外观察重点应在洞口段、岩溶发育区段地表和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况、地表植被变化等。
表10-1 隧道现场监控量测项目注:b—隧道开挖宽度;h—隧道埋深。
二、监控量测的方法(一)目测观察1.目的在地下工程施工中,开挖前的地质勘探工作很难提供非常准确的地质资料,所以在施工过程中对开挖面附近围岩的性质、状态进行目测。
另外,对开挖后初期支护稳定状态进行目测,也是监控量测中的重要项目。
2.目测观察的内容开挖后对无支护围岩的目测内容包括:(1)围岩类型及分布特征、结构面位置和产状、节理裂隙发育程度和几何特性、节理裂隙的填充物的性质和状态等。
(2)开挖工作面的围岩稳定状态,顶板有无剥落掉块现象。
(3)是否有涌水、涌水量大小、涌水位置、地下水的物理性质(颜色、气味、色度等)。
开挖后对已支护段的目测内容包括:(1)有无锚杆被拉断或垫板陷入围岩内部的现象。
(2)喷射混凝土是否产生裂隙或剥离,要特别注意喷射混凝土是否发生剪切破坏。
(3)钢拱架有无被压屈现象。
(4)是否有底鼓现象。
3.目测结果如果发现异常现象,要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近监控量测点的各项监控量测数据,及时综合观察测量数据并分析原因,采取相应措施。
浅埋暗挖法施工地铁区间隧道监控量测的实施

浅埋暗挖法施工地铁区间隧道监控量测的实施摘要:地铁施工引发的地表沉陷对地表的阻碍程度及操纵方式,是地铁建设者十分关注的问题。
文章详细介绍了在地铁工程施工中监控量测目的、内容及方式,为尔后地铁工程施工中监控量测提供了参考。
关键词:监控量测地表沉降基点拱顶变形地下工程施工是在地层内部进行,施工不可幸免扰动地层,引发的地层变形会致使地表建筑和既有的管线设施破坏。
因此,地铁隧道施工要考虑对城市环境的阻碍。
隧道施工引发的地层变形,专门是在地面建筑设施密集、交通忙碌、地下水丰硕的城市中进行地铁隧道施工,关于地铁开挖进程引发地层的力学响应在时刻和空间上的规律,不同施工方式的不同力学响应能够通过施工监测实现,并及时预测地层变形的进展,反馈施工,操纵地下工程施工对环境的阻碍程度。
1 量测目的施工监测在施工中有着极为重要的作用。
其监测的目的包括:(1)保证施工平安。
浅埋暗挖法施工的地铁区间隧道会不同程度地对周边环境产生必然的阻碍,因此,通过及时、准确的现场监测结果判定地铁隧道结构的平安及周边环境的平安,并及时反馈施工,调整设计、施工参数,减小结构及周边环境的变形,保证工程平安。
(2)预测施工引发的地表变形。
依照地表变形的进展趋势决定是不是采取爱惜方法,并为确信经济、合理的爱惜方法提供依据。
(3)操纵各项监测指标。
依照已有的体会及标准要求,检查施工中的各项环境操纵指标是不是超过许诺范围,并在发生环境事故时提供仲裁依据。
(4)验证支护结构设计,指导施工。
地下结构设计中采纳的设计原理与现场实测的结构受力、变形情形往往有必然的不同,因此,施工中及时的监测信息反馈关于设计方案的完善和修正有专门大的帮忙。
(5)总结工程体会,提高设计、施工技术水平。
地下工程施工中结构及周边环境的受力、变形资料关于设计、施工总结体会有专门大帮忙。
2 量测项目监控量测可分为必测项目和选测项目两类。
监测的要紧范围是:区间结构物中线外缘双侧30m范围内的地下、地面建(构)筑物管线、地面及道路。
浅埋暗挖隧道施工中的沉降监控测量

程的发展和施工 ,如果地面 的沉 降出现意外 ,将会对工程
的 发 展 造 成 严 重 的损 失 ,只 有 对 施 工 进 行 监 控 测 量 才 能 够
有效的保障工程的正常施工。
一
、
浅埋暗挖施工监控测量
浅 埋 暗 挖 隧 道 在 施 工 的过 程 中 , 不 可 避 免 地 会 对 地 面 造 成 扰 动 进 而 引起 地 面 的 变形 和 沉 降 , 如 果 其 变 形 超 过 限 度 将 会 影 响地 面 建 筑 的 安 全 。 所 以 进 行 地 面 的 监 控 测 量 至
在 浅埋暗挖工程进行开挖之后 ,围岩的受力情况很容
易 影 响 到地 面 的 稳 定 ,而 且 容 易 使 得 地 面 变 形 进 而 产 生 沉
降。所 以要严格 保证对地面状况的监控和测量 ,才能够有 效 的保证地面建筑 的安全 ,才能够 有效地保证隧道工程的 稳定施工。 在 这个过程 中要注意三个方面的问题 ,首先 ,对于基 点 的铺设应该严格 的按 照施工的要求进行 ,同时需要注意
它们 都 是应 测 项 目的 内容 。 对 于 选 测 的项 目,相 对 于 应 测
工方法也得到 了巨大的发展 ,而浅埋暗挖隧道施工就是 其 中一项重要的隧道工程施工 方法 ,其对于我 国的现 代化 建
设 与 经 济 建 设 的 发 展 起 着 重 要 的作 用 。所 以 ,对 于 浅 埋 暗 挖隧道的施工来说 ,施工 中的沉 降监控测量 关系到整个工
准确 的检测量控 。 比如 ,对工程 中的水平位移监测和围岩
进行设置 的过程 中至 少要埋设 两个基点 以保证 这两个基点
压力 的检测要 区别使用监测工具 ,这样 才能够在工程施工
浅谈隧道监控量测在施工中的应用

浅谈隧道监控量测在施工中的应用石板棚隧道位于国道213线郎木寺(甘川界)至川主寺改建段;起止里程GK204+934~~GK205+109,隧道位于圆曲线上最大埋深70m;全长175m,其中明洞7m,Ⅱ类围岩88m(出口端GK205+106~GK205+060段,该段覆盖层厚度小于50m),Ⅲ类围岩80m;本隧道由出口端向进口端开挖。
一、监控量测点的布设1、地表下沉点的布设石板棚隧道在开工前,按照设计图纸要求在隧道顶布设地表下沉量测点,在洞口浅埋地段,按每10m布设一个断面,每断面11个测点;具体布设见图1图 1 地表下沉监测点布置示意图2、内水平位移收敛量测点及拱顶下沉量测点的布设按照规范要求,Ⅱ类围岩每隔15~20m布设一个断面,而在实际施工中,则按照每10m布设一个断面,每个断面布设5个点(其中包括两对水平位移收敛量测点及一个拱顶下沉量测点);布设断面分别为GK205+105GK205+095二、数据的采集与分析(拱顶位移)1、数据的采集隧道拱顶下沉及水平位移的数据采集是在每一次布点完成后,测量出初始数据;以后每天按照设计及规范要求进行测量及记录、并加以整理。
其观察结果如表1所示:根据设计规定,当水平收敛速度为0.1~0.2mm/d、拱顶下沉速度为0.1mm/d 时,则可认为围岩已基本稳定。
同时规范规定,当位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近表2所列数值时,或喷层表面出现明显裂缝时,应立即采取补强措施,并调整原支护设计参数或开挖方法。
2、数据分析通过我们对GK205+105、GK205+095两点的水平位移收敛和拱顶下沉量的数据的收集整理分析,并绘制时间—位移特征曲线图(图2)发现;该位移特征曲线图出现反弯现象,同时以目测支护表面发现支护表面已有裂纹出现。
从监控量测的结果来看,发现石板棚隧道的拱顶位移量大〖GK205+105点拱顶位移量U/D=65.39/10500=0.623%;GK205+095点拱顶位移量U/D=69.70/10500=0.664%(U—拱顶相对位移值:D—隧道宽度)〗;从计算结果看位移量已经接近规范规定值,且位移值无明显下降趋势。
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2 ) 根 据监 测 数据 . 分 析 施 工 引起 的地 表 隆 陷 以及
握 隧道 围岩 、 支护 结 构 和 周 边 环 境 的 动 态 , 及 时预 测 地层 应 力重 分 布 、 地层 变 位对 紧邻 建 ( 构) 筑 物 和市 政 变形 的发展 . 施 T 过程 中需通 过 监控 量 测及 时发 现各 基础 设 施 的影 响 , 及 时采 取相 应 的加 固 、 防范措 施 , 确 种不 利 影 响 . 进 而 采取 有 效措 施 确保 施 工及 周 围环境 保 紧邻建 ( 构) 筑物 和市政 基础 设施 的安 全 。
M e n g Q i n g l o n g , L i Me n g m e n g , N i u Y u q i a n g
隧道 施 T 时 不 可 避 免 地 要 打 破 原 有 地 层 岩 体 力 2 监 测 目 的 及 意 义
学平 衡 , 应力重 新分 布后再 建立新 的平衡 。 围岩 在遭到 1 ) 掌握 暗挖 隧道 支 护 结 构 和 周 围地 层 的变 形 情 扰 动后 释 放 的应 力 部分 由隧道 的 支护 结 构来 承 受 , 这 况 , 及 时 反馈 地 表 和洞 内位 移 变 化 信 息 , 调 整 相 应 的 将 对 隧道 内施T 环 境 的安 全产 生 影 响 . 而 围岩 的变 形 开挖支护参数 , 指 导并组织信息 化施T , 保证施 T安全 。 映射到地 面就会 对地 表 的环境产 生影 响。 因此 , 为 了掌
中 图分 类 号 : U 4 5 6 . 3 文献 标 志 码 : B 文章 编 号 : 1 0 0 9 — 7 7 6 7 ( 2 0 1 3) 0 2 — 0 l 2 4 — 0 3
Ap pl i c a t i o n o f M o ni t o r i ng a n d Co nt r o l l i ng Te c hn o l o g y i n S ha l l o w Ex c a v a t i o n Tu nn e l i ng
影 响
2号竖 井 位 于高一 高 区 间 D K 9 + 9 5 0处 , 竖 井 位 于
1 2 4 啼荭投术 2 0 1ห้องสมุดไป่ตู้3 N o . 2 ( M a r . ) V o 1 . 3 1
北 京地 铁 大 兴线 0 4标 的 高一 高 暗挖 区间 上方 有 数 据 . 根 据现 场 量 测 数 据利 用 计 算 机 E x c e l 统 计 绘 图 兴华大街 、 各种市政管线 、 新 凤河 兴 华 桥 及 新 凤 河 河 功能 . 绘 制位 移 一 时 间 曲线 图 , 通 过对 监 测数 据 的处 理
的安全 。 城市 地铁线 路 以地 下 隧道为 主 , 且大部 分穿越
3 ) 通 过 监 控 量 测 了解 隧道 围 岩在 施 工 过 程 中 的
明确 工 程施 工 对 原始 地层 的影 响程 度 及 可 交通繁忙 和建 ( 构) 筑物较 为集中 的城 区和近郊 区。 南于 动 态变 化 , 地 铁 隧道 埋 深 浅 , 地层 岩 土 条件 复杂 , 这 种 破 坏 一 旦 能产 生失 稳 的薄弱 环节
器 工 程 测 量 与 检 测
E n g r } eer n g 熊㈣ 蝴 v黩 彩 《 镪 翱
浅埋 暗挖 隧道 监 控 量测 技 术应 用
孟 庆 龙 , 李 萌 萌 , 牛 玉 强
( 1 . 北 京市 政 建设 集 团有 限责 任公 司 第 二 _ 丁程 处 , 北京 1 0 0 1 4 4 ; 2 . 北 京市 地 铁运 营 有 限公 司 线路 分 公 司 , 北京 1 0 0 0 8 8 3 . 北 京 鑫 畅路 桥 建 设 有 限公 司 . 北 京 1 0 1 1 0 1 ) 摘 要 : 结合北京地铁大兴线 0 4标 高 米 店 南 站 ~ 高 米 店 北 站 区 间 暗 挖 隧 道 施 工 期 间 精 确 的 监 控 量 测 , 通 过绘 制 时 态 曲 线及对监测结果进行分析 , 预测测点可能出现的最终位移 , 及 时 调 整 施 工 方 案 或 采 取 加 固补 强 措 施 , 有效 地 保 证 了暗 挖 隧 道 施 T 安 全 及 周 边建 ( 构) 筑物安全 , 对 同类 工 程 具 有 一定 的借 鉴 指 导 意 义 。 关键词 : 城 市地 铁 ; 浅埋 暗挖 ; 监控 量 测 ; 数 据分 析
发生 , 其破坏的范同 、 程 度 及 其 所 造 成 的影 响 都 是 相
4 ) 通 过 监 控 量 测 提供 判 断 围 岩 和初 期 支 护 基 本
当大 的 。因此 , 监 控 量 测是 城 市地 铁施 工 中必不 可 少 稳 定 的依 据 , 确定 二次衬 砌合 理 的施作 时 间。
的 重要 环 节 , 具有 “ 安全 监控 、 设计反馈 、 指导 施 工 ” 的 3 监 控 量 测 结 果 分 析 及 应 用 作用 。
1 工 程 概 况
自2 0 0 8年 l 2月 至 2 0 0 9年 l 2月 , 项 目部 对 开 挖
的整 个过 程 进行 了监控 量测 , 收集 了 大量 详 实 的原 始
道 等 既有建 ( 构) 筑物 。
细砂 、 中砂 、 圆 砾等 。地 下水 位 稳 定且 埋 深 相对 较 大 ,
一
分 析来 掌握 支 护 、 地 层 及 周 边 环 境 的动 态 , 以保 证 施
下 面 以 2号竖 井 横 通 道 为 例 说 明该 T 程 中对 监
地 铁 区间隧道 穿越 的地 层 主要 有 粉土 、 粉质 黏土 、 工及 周边 环境 安全 。 般 在结构 底板下 8 ~1 0 1 T I , 对地 铁施T 不会造 成不 良 控量 测数 据 的分析应 用 。