铁路隧道围岩监控测量浅析.doc

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1、铁路隧道围岩监控测量浅析摘要：由于隧道工程的特点和地质条件的多变性以及缺乏系统的理论指导，施工过程中采用的隧道大变形处治措施通常过于保守，容易造成浪费并且延误工期。此外，在某些条件下，又由于隧道大变形处治过分追求施工进度目标，对结构大变形的处理不够充分，从而导致结构具有再次塌方的可能，给后续施工留下较大的安全隐患，同时给隧道工程的建设和后期的运营造成一定的安全风险。关键词：铁路隧道；隧道围岩；测量中图分类号：X731文献标识码：A一、隧道围岩大变形机理（-）围岩的挤出作用隧道开挖后，破坏了围岩初始应力状态

2、，引起I韦I岩应力重分布。围岩地应力会出逐渐增长，当应力超过围岩强度时围岩会发生塑性化。以变形持续时间为参考因索，围岩大变形可分为围岩挤出和岩爆，挤出作用是一种介质变形缓慢的大变形作用，岩爆则是一种瞬时大变形作用。挤出作用理论在任何类型的岩石中均适用，但其作用效果则取决于岩体强度和围岩地应力。（二）地质构造因素隧道大变形段岩层软弱破碎严重，差异性较大，同一隧道断面内软弱破碎围岩分布不均，并且由于挤压构造运动，该区域围岩存在较大偏压。隧道开挖麻，伟I岩极易受扰动影响产生局部滑塌，同时导致围岩强度降低而引起围

3、岩变形。大变形期间，岩层破坏呈渐进性，局部偏压释放缓慢，隧道围岩大变形具有较强的时效性。基于不利结构面交错发育的因索，隧道各方位围岩破碎程度具有很大差异，随着大变形发展，围岩对隧道支护结构产生较大不均匀偏压力，初期支护结构产生相应的不对称变形，增加了隧道围岩变形的控制难度。二、隧道工程地质勘察主要方式(-)地质超前预报1•地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速因隧道区域地层岩性多样化，地表风化程度严重，钻探取芯能力弱，岩芯大多为碎块、砂状以及块状。地质人员大都是通过人为因素來判断岩石风化程度，很少客观判

4、断岩体基本质量，未能科学划分隧道围岩类型。因而，地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器采用的主耍方式为折射波法，通过定性划分结合定量指标的整体分析，确定了岩石风化情况与隧道围岩类型，该方式更为合理，更具创新特色。2.地质钻探由于隧道区域地层与岩性变化的多样性，进行地质钻探时需要布置多个钻孔，加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进，一部分煤系地层地带的岩石粉碎，采用的是无水反循坏钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求的钻孔外，都应当深入隧道设计标高2m~3in以下。钻进

5、岩芯采取率要求破碎岩层与强风化层不小于50%；完整基岩不小于80%；覆盖层不小于50%o3.非接触式检测仪器种类1•激光测距激光测距是利用激光的单色相和相干性好、方向性强的特点实现高精度测量。通常采用脉冲方式和相位方式测量距离。脉冲方式激光测距是通过测量激光发射到返冋的时间计算距离。激光测距仪发射出的激光经被测物体反射后被接收，记录激光往返的时间。光速和往返时间乘积的一半是激光测距仪和被测物体间的距离。相位方式激光测距是利用发射的调制激光与被测目标反射的接收光之间的光强相位差趴离信息实现距离测量，通过调制

6、激光往返一次产牛的相位延迟计算测量距离。2.雷达测距雷达测距原理与激光测距相同，雷达发出的是电磁波不是光波。雷达发射机通过发射天线将电磁波能量射向空间被测物，被测物反射冋电磁波。雷达天线接收到反射波后进行处理，提取有关被测物的信息（距离、方位、高度和距离变化率）等。通常雷达测距有脉冲、调频连续波和相位三种方法，前二种方法常用。雷达测距的同时，能够测得方位和距离变化率。3.摄像测量摄像测量技术涵盖了摄影测量、光学测量和计算机图像处理技术三个科学领域，广泛应用于各种精密测量和运动测量。摄像测量的特征是精度高、

7、非接触式测量，运动和动态测量是其优势。随着摄像机、计算机硬件的飞速发展，以及各种先进的图像处理、分析算法软件的大量涌现，为摄像测量开辟了崭新广阔的研究和应用领域。（二）开挖后监控量测1・监控量测项目（1）必测项目①洞内围岩和支护状况观察；②周边位移监测；③拱顶下沉监测；（2）选测项目①洞口浅埋段地表下沉监测；②围岩内部位移监测；③喷桧应力监测;④围岩压力监测；⑤钢拱架应力监测；⑥二衬应力监测。1•监控量测点布设耍求（1）针对该高速公路隧道地质围岩及结构特点，并根据隧道监控量测以往类似工程的监控量测经验和各

8、类量测项目的作用意义，在相关隧道规范指导下进行量测断面的布置设计。（2）根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面。（3）应重点监测围岩质量差或局部不稳定块体、节理或地下水发育地段，以及特殊工程部位（如洞口处）。监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面，以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。（4）选测项目的布设结合隧道自身特点，重点突出。2•