地下工程监控量测技术

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1、技术资料地下工程监控量测技术1地下工程主要特点与施工方法1.1地下工程主要特点随着社会的发展，人类面临日益突出的居住、交通、环境等与有限土地资源之间的矛盾，为解决上述矛盾，国际上提出“二十一世纪是人类开发利用地下空间时代”。特别是城市地区，随着人口急剧膨胀，居住困难、交通阻塞、环境恶化，开发利用地下空间，发展地下交通系统是城市面临的主要课题之一。随着我国经济实力的不断增强，城市现代化程度的不断提高，城市规模不断扩大，城市人口会越来越多，交通会更加拥挤，为提高土地的空间利用率，交通线路由地面转入地下是大势所趋，各大城市纷纷在筹建城市地铁工程。同时为了利用有限土地资源，大力发展

2、城市共同沟、地下停车场、地下商场等地下工程，大力发展地下空间。归纳起来，城市地下工程具有一下几个特点：（1）地质条件差，地层条件复杂多变，具有复杂性与不确定性，因此地下工程设计合理性进行理论分析比较困难，受工程地质和水文地质等条件影响较大，通常施工难度比较大；（2）周边环境复杂。（3）结构埋深浅、与临近结构相互影响（4）围岩稳定性难于判断特别是城市地下工程施工引发的环境影响问题，如地表下沉、建筑物倾斜、道路交通乃至地中管线能否正常运作等源于兴建地下工程而产生的不良影响，因此环境影响是选择施工重要考虑因素之一。1.2主要施工方法随着技术的进步和科技的不断发展知识共享技术资料，

3、地下工程的施工方法越来越丰富，根据地质条件、周边环境条件、机械设备配备情况，地下工程施工方法一般可分为三大类，即明挖法、暗挖法和沉管法，具体分类见图1-1-1。2隧道开挖引起的变形破坏特征及安全风险2.1隧道开挖引起的变形破坏特征由于隧道的开挖，使先前支撑隧道洞身围岩被移走，洞壁临空；造成围岩应力进行重新调整，围岩与洞壁均向隧道净空方向变形。这种变形由三部分组成：一是，隧道正前方掌子面的水平位移，表现为掌子面的水平鼓出;二是，掌子面前方围岩下沉，浅埋隧道表现为地表下沉，形成沉降槽;知识共享技术资料图掌子面鼓出/地表沉降槽三是，刚开挖的隧道洞壁出现收敛变形，表现为拱顶下沉和边

4、墙内移;图拱顶下沉和边墙内移若这种变形不进行控制，则可能发生隧道坍方。常见的隧道坍方类型可以归纳为两类：一是掌子面水平变形过大，发生掌子面挤出坍方；另一类是支护下沉过大，出现整体失稳坍方。图掌子面挤出坍方图整体失稳坍方当隧道上部覆土较浅时，隧道内的变形可能发展到地表，引起地表变形开裂，甚至出现坍塌冒顶的情况。这种坍方对隧道工程的建设和环境的危害性极大。知识共享技术资料整体失稳坍方工程实例2.2软弱围岩隧道施工的主要安全风险针对软弱围岩隧道的支护变形、塌方等风险，从地质和变形角度进行分析总结，其潜在安全风险源主要有6种情况：（1）软弱围岩浅埋、偏压软弱围岩浅埋地段，隧道施工时

5、拱部一般难于成拱，在未采取足够措施前，软弱围岩浅埋隧道易发生局部塌方；软弱围岩偏压地段，隧道支护结构将承受显著的不对称荷载，施工期间易造成初期支护纵向开裂或错台，变形过大甚至塌方。（2）土质隧道土质隧道强度低、自稳性差，与岩石隧道相比要承受更大的荷载，若初期支护强度不足，将导致变形大、严重时会出现局部坍塌等安全风险。（3）大埋深软岩隧道在大埋深软岩地段，一般存在较高的地应力，由于软岩抗压强度低，开挖过程中洞壁岩体剥离，位移极为显著，变形持续时间长，隧底常出现隆起现象。通过该段时，若支护不足，可能造成支护变形过度、侵限，甚至塌方等安全风险。（4）断层破碎带知识共享技术资料由于

6、断层上下两盘的相对运动，常使断层面附近岩石破碎成碎石和粉末状，形成断层破碎带，其岩体一般自稳性极差，且常伴有地下水，隧道通过断层破碎带时易发生塌方、掌子面突泥、突水等安全风险。（5）结构面发育的块状岩体地段块状围岩的力学特性是岩石单体强度较高、承载力较高，但因结构面发育，受其切割制约，特别是在有地下水组合作用的条件下，岩体整体稳定性差，这类围岩隧道坍塌的特点是个别岩块失稳，造成较大范围岩块突然坍塌。（6）不同岩层接触带地段由于不同岩层，岩性差异大，加之常伴有地下水，在接触面附近常发育有风化剥蚀面，岩体较为软弱、破碎，隧道通过时，在掌子面上方或前方，易发生塌方、涌泥等安全风险

7、。3监控量测的必要性和监测的目的3.1监测的必要性⑴地下工程的复杂性的要求地下工程具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。一方面隧道周围及掌子面前方的工程地质和水文地质情况对隧道施工的质量和安全关系重大。不良的地质条件极易引起隧道坍方、突泥涌水，不仅在技术上给隧道施工带来极大的困难，也常常因突发事故导致人身伤亡、设备损失、工期延误，从而造成巨大的经济损失；另一方面，由于普通工程地质勘察手段的局限性，无法完全准确的查明洞身围岩状况，导致围岩划分的不准确或偏保守，施工中如果完全照搬就有可能导致巨大浪费或安全事故。同时城市