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1、监控量测技术在高速公路隧道中的应用分析:在高速公路的修建过程中,隧道是影响工程进度的瓶颈,隧道的监控量测能及时改变支护类型和时间,对工程的质量、工程的进度、工程的成本起到了至关重要的作用。本文从监控量测的几项主要工作及应用进行介绍,探讨监控量测在施工过程中的要点和注意事项。 关键词:高速公路隧道监控量测工程质量 通过对隧道进行监控量测,可预测预报围岩变化,优化设计和指导施工,确保隧道施工安全,使工程投资经济合理。监控量测是保障安全、优化设计、指导施工的重要手段,对隧道施工具有重要意义。 一、监控量测的作用、工作
2、的现状及存在问题 1.1监控量测的作用 监控量测的及时、合理、准确,方面可以起到为二次衬砌支护时机提供科学指导和评价支护效果的作用;另一方面,由于监控量测工作必须紧跟隧道施工,对隧道的地质情况及现场的施工情况有着直接的了解,可以配合现场监理加强对施工单位的监督,同时在围岩发生变化时可以在第一时间提出施工建议,从而起到保证施工安全的作用。 1.2监控量测工作现状 (1)国内外隧道施工监控量测的内容。国内外隧道施工监控量测的内容涵盖了隧道围岩支护结构力学体系的各个方面,包括位移、应力、应变、压力等,具体的量测项目有工
3、作面地质观察、隧道拱顶下沉、洞周收敛、地表下沉、围岩内部位移、围岩应力、支护结构压力、锚杆轴力和抗拔力等。 (2)仪器的选用及数据处理现状。目前国内外采用的监测仪器大体有经纬仪、水准仪、塔尺、刚尺、收敛计、百分表、压力和应变计等量测设备。在数据的处理上,位移量测一般是进行现场的数据采集后,绘制成位移—时间、速率—时间曲线,然后进行相关的回归分析,以求对隧道支护体系的稳定性及支护时机等有所指导。 (3)特殊地段的监测现状。特殊地段的监控量测设计,基本没有成文的规定,工程实际中,由于特殊地段施工的危险性和时间紧迫性,往往
4、很难展开行之有效的监控量测工作。 1.3存在的问题 在过去的施工过程中,隧道的监控量测存在着很多问题,通过总结,主要表现为隧道设计和施工与监控量测很难做到有机结合、测试手段不多和测试仪器精度不高、数据处理技术没有统一规范,精度不高、对一些特殊地质情况的隧道施工监测办法不多等。只有不断创新和提高技术水平,才能保证量测成果的可靠性和精密性。 二、监控量测内容和意义 3.1监控量测内容 现场监测项目分为必测项目和选测项目。当前,各在建或已建公路隧道,其现场监控量测项目都是根据具体情况做出具体选择。就单纯为服务和指导现
5、场施工、预测预报可能会出现的塌方等隐患而言,现场监测项目可选择为地质和支护情况观察、周边收敛量测、拱顶下沉量测、地表下沉及边坡位移量测。 3.2监控量测的目的和意义 (1)保证隧道围岩的稳定,确保施工安全。掌握施工中围岩和支护的力学状态,按照动态管理量测断面的信息,正确而经济地施工。 (2)量测数据经过分析处理与必要的计算和判断,预测和确认围岩最终稳定时间,指导施工顺序和施作二次初砌时间。 (3)信息反馈修正设计。根据隧道开挖后围岩稳定性的施工信息,进行综合分析,检验施工预设计。 (4)积累资料。已有工程的量测
6、结果可以应用到其它类似的工程中,作为设计和施工的依据。 三、各监测项目的监测方法 3.1地质和支护情况观察 监测内容主要是观察并描述隧道围岩地质、地下水情况和衬砌支护情况。具体有围岩岩性、地质构造、岩体结构特性、地下水。 3.2周边收敛量测 一般采用收敛计量测,也可采用高精度全站仪进行数据采集。使用收敛计量测时将收敛计挂钩挂上的方法是摘下一长鱼杆前端较细的数节,用适当粗细的铁丝加工一小挂钩固定在该鱼杆顶端,再在收敛计挂钩附近固定一类似挂钩,使用时,将挂钩相互挂住,然后伸长鱼杆,即可方便地将收敛计挂钩挂向高处。拱
7、顶下沉量测拱顶下沉可采用多种方式进行量测,如钢尺配合水准仪量测,用收敛量测结果反算拱顶下沉量,还可用专门量测的反射贴片配合全站仪进行量测。 3.3地表下沉量测 (1)基点布设。埋设在隧道开挖纵横向各3~5倍洞径外的区域,埋设两个基点,以便互相校核,参照标准水准点埋设,所有基点应与附近水准点联测取得原始高程。 (2)测点布设。在测点位置挖长、宽、深均为200mm的坑,然后放入地表测点预埋件,测点四周用混凝土填实,待混凝土固结后即可量测。 (3)量测。一般可用水准仪量测,也可用高精度全站仪进行观测。 3.4边坡位移
8、量测 在隧道进出口的山体边坡上布设边坡稳定监测X,监测X采用高精度的全站仪监测,监测X的测线取边坡滑动方向和垂直于边坡滑动方向。 四、量测数据的整理与应用 4.1各项量测所观察到的数据及时进行整理,并绘制曲线 净空位移(拱顶下沉和周边位移)量测绘制位移(u)和时间(t)关系曲线、位移(u)和距开挖面距离(l)