关角隧道量测方案

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1、西格二线关角隧道9#斜井工区正洞应力和收敛变形现场监测方案中铁隧道集团有限公司洛阳科学技术研究所二○○九年七月关角隧道正洞应力及收敛变形现场监测方案1．监测目的与意义监控量测及信息化施工技术是现代隧道施工方法的重要组成部分，是监控围岩与结构稳定性的重要手段。通过利用应力等监控测试信息，分析权衡施工方法的效果，并据此进行调整施工的方法，是动态的信息化设计和施工的重要工作内容。由于关角隧道正洞埋深较大，且围岩差，地应力较大，施工中支护变形较大，稍有不慎，极易造成坍塌，施工难度较大。为保证施工期间隧道结构安全，需在施工的过程中对

2、支护结构进行全面、系统的监测工作，并将其作为一道重要工序纳入施工组织设计中去。其主要作用如下：1、通过监控量测了解隧道围岩在施工过程中的动态变化，明确工程施工对围岩的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。2、通过监控量测了解支护结构的变形情况，并对其安全稳定性进行评价。3、通过监控量测了解各种开挖方法的实际效果，并对其进行可行性评价。及时反馈信息，调整相应的开挖、支护参数，组织信息化施工；4、通过监控量测，收集数据，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。并可以和计算结果比较,完善计算理论。2．监控量测项目监测项目

3、以应力和收敛变形监测为主，以便掌握施工中结构的内力情况，并结合变形监测结果综合判断结构的稳定性及可靠性，检验和修正采用的设计与施工方法。根据本工程特点，主要监控项目有A项：A1隧道拱顶下沉；A2隧道水平净空收敛。B项：B1围岩初支接触应力；B2初支钢架应力；B3锚杆轴力；B4初支与二衬接触应力B5二衬钢筋应力；B6主断面处二衬结构位移测试。2.1A项监测项目2.1.1拱顶下沉监测目的：拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映，易于实现量测信息的反馈。监测仪器：苏光型

4、精密水准仪及钢挂尺。测点埋设：拱顶测点预埋件的埋设主要为基点与测点的埋设，先在隧道拱顶中线部用电钻钻φ40mm～50mm深200mm的孔，在孔内填塞满水泥砂浆后插入预埋件并固定牢靠，埋设时应使预埋件轴线垂直拱顶，待砂浆凝固后即可进行量测。施工过程中，要保护测点，使量测数据不中断。沉降计算：对同一测点式中、、分别为第次测得沉降值、第次高差、第测得与基点高差。数据分析与处理：将每次测到的地表沉降数据进行计算、整理和收集，并根据施工的具体情况，分阶段绘出沉降曲线，如果拱顶下沉超限,可采取以下方法控制拱顶的下沉：改良拱顶岩(土)体

5、的稳定性；改善开挖方法以减小开挖对拱顶的扰动；加强支护等来进行综合处理。2.1.2水平收敛监测目的：隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。监测仪器：数显式收敛计测点埋设：在被测结构面用凿岩机或人工钻孔径为40～80mm深20mm的孔，在孔中填塞水泥砂浆后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上并使销孔轴线处于垂直位置，上好保护帽，待砂浆凝固后即可进行量测。收敛计算：①初次量测在钢尺上选择一个适当孔位，将钢尺套在尺架的固定螺杆上。孔位的选

6、择应能使得钢尺张紧时块能与百分表（或数显表）顶端接触且读数在0～25mm的范围内。拧紧钢尺压紧螺帽，并记下钢尺孔位读数。②再次量测，按前次钢尺孔位，将钢尺在支架的固定螺杆上，按上述相同程序操作，测得观测值Rn。按下式计算净空变化值：对同一观测点式中、、分别为第次量测的净空变形值、第次量测时的观测值、第次量测时的观测值。数据处理：①首先绘制时间～位移曲线图和距离～位移曲线图。如图1所示。图1时间～位移曲线图和距离～位移曲线图②其次，当位移～时间曲线趋于平缓时，可选取合适的函数形式进行回归分析。③图中所示正常曲线，是位移的变化

7、随时间和距掌子面距离向前推进而渐趋稳定，说明围岩处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的；图中所示的反常曲线,图中已出现了反弯点，说明位移出现反常的急骤增长现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应立即采取相应的工程技术措施。2.1.3A项监测频率及管理等级净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见表，实际量测频率应从表1中根据变形速度和距开挖面距离选择较高的一个量测频率。表1A项量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面距离量测频率＞5＜1B2次/d1～51～2B1次/d0.5～0.22～5B1次/2d＜

8、0.2＞5B1次/周说明：B为隧道开挖宽度在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》（TBJ108-92）的Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。表2变形管理等级表管理等级管理位移施工状态ⅢU0＜Un/3可正常