隧道断面轮廓和初期支护检测技术

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1、隧道断面轮廓和初期支护检测技术  摘要:本文简述了公路隧道断面轮廓及初期支护的检测方法,重点阐述了隧道激光断面仪检测方法和地质雷达检测方法,并根据检测成果指导施工,预测险情,控制施工进程,确保施工安全。关键词:隧道断面初期支护激光断面仪地质雷达中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:1.概述近20年来,随着隧道新奥法施工的推广,在软弱围岩中现场检测成为施工中一个重要内容,其中检测开挖后围岩的稳定及初期支护的变形最为关键。开挖是控制隧道施工工期和造价的关键工序,因为超挖过多,不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价,而且由于局部挖掉围岩会产生应力集中问题,影响围岩稳定性;欠挖则直接影响到衬

2、砌厚度,对工程质量和安全产生隐患,处理起来费时费物,根据各种资料显示,超欠挖对隧道的经济效益和隧道结构的可靠度有重要影响。所以必须保证开挖质量,为围岩的稳定和安全支护创造良好条件。随着隧道施工技术的不断进步,在采用新奥法修建的隧道中,国内外专家认为初期支护为主要受力结构,如果初期支护质量不过关,则会给隧道带来一系列的安全隐患。92.工程概况舒家湾隧道左线进出口里程为ZK27+530-ZK29+165,全长1635米,右线进出口里程为YK27+545-YK29+125,全长1580米,设计为三心圆曲边墙断面,建筑限界净高为5.0米,行车道宽7.0米,建筑净宽8.5米,净高6.7米,开挖断面

3、83.2-101.5平方米。隧道围岩主要为寒武系白云岩、断层破碎带等,区域性断层F4与隧道平行,多条分支断层与隧道相交,溶洞极其发育,为典型的喀斯特岩溶隧道。支护形式为锚喷初次支护,模筑砼二次衬砌。3.隧道断面检测3.1隧道净空断面检测主要内容(1)对开挖内轮廓的检测:可以通过隧道净空断面检测,了解隧道开挖是否超出或侵入设计的开挖轮廓,超欠挖的部位及超欠量,可以检查出掘进方向是否偏移;如果是钻爆法开挖,可以确认爆破方案是否需要凋整。(2)对支护内轮廓的检测:在支护施作后进行净空断面检测,可以及时发现隧道内是否有足够的衬砌空间。(3)对衬砌内轮廓的检测:在衬砌施作后进行净空断面检测,可以检

4、测到衬砌是否侵入相应的设计轮廓、立模方向是否正确、模板是否变形、或混凝土浇筑时是否跑模。3.2隧道超欠挖评介标准9(1)超挖检测评价标准:采用支架式风钻和浅眼(不超过3米)爆破允许超挖量规定见下表1,采用特殊方法支护允许超挖量适当降低。表1超挖检测评价允许值注:①本表适用于炮眼深度不大于3.Om的隧道。炮眼深度大于3.Om时,可根据实际情况另行规定。②③最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。④表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时,不应再计超挖值。(2)欠挖检测评价标准:岩层完整、岩石抗压强度大于30MPa,确认不影响衬砌稳定和强度时允许个别岩石凸出

5、,个别岩石凸出范围每1m2内不大于0.1m2,其隆起量不大于5cm;拱脚、墙脚以上1m范围内禁止欠挖。3.3隧道断面轮廓检测量测断面的方法包括直接观测法和非直接观测法。直接观测法是指直接量测开挖面断面的方法;非直接观测法主要包括三维近景摄影法、直角坐标法和极坐标法。舒家湾隧道的断面检测是采用隧道激光断面仪的测量方法。3.4隧道激光断面仪检测原理9隧道激光断面仪法的测量原理。以水平方向为起算方向,按一定间距依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径(距离)及该矢径与水平方向的夹角,将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。通过全站仪或其它方法测量获得断面仪的定点定向数据,在

6、计算软件的帮助下自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的空间三维匹配,可输出各测点与相应设计开挖轮廓之间的超、欠挖值(距离面积)。如果沿隧道轴向按一定间隔测量数个断面,还可算得实际开挖方量、超挖方量、欠挖方量。该方法测试速度快,每个断面测试的点数可以设定,处理数据方便简单,最终的图形成果形象易懂,而且可以方便的给出必须采取补救的地方。3.5隧道激光断面仪检测方法和目标现场检测时,激光断面检测仪检测的方法是:在隧道临时支护和初次衬砌完成后,将隧道激光断面仪放在隧道设计轴线选定里程的中心桩处,按照与隧道轴线垂直的方向进行测量,得到一组初期支护的断面轮廓数据资料。当隧道二次衬砌完成后,在同一里

7、程处再次进行检测,就能得到隧道二次衬砌的断面轮廓数据资料。通过现场检测,隧道激光断面仪检测目标是:9(1)对初次衬砌的检测:通过隧道净空断面检测,了解隧道开挖是否超出或侵入设计的开挖轮廓,超欠挖的部位及超欠量。在支护施作后进行净空断面检测,可以及时发现隧道内是否有足够的衬砌空间。(2)对二次衬砌内轮廓的检测:在二次衬砌施作后进行净空断面检测,可以检测到衬砌是否侵入相应的设计轮廓。通过比较初次衬砌和二次衬砌,可以得到二次衬砌厚度。3.

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1、隧道断面轮廓和初期支护检测技术  摘要:本文简述了公路隧道断面轮廓及初期支护的检测方法,重点阐述了隧道激光断面仪检测方法和地质雷达检测方法,并根据检测成果指导施工,预测险情,控制施工进程,确保施工安全。关键词:隧道断面初期支护激光断面仪地质雷达中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:1.概述近20年来,随着隧道新奥法施工的推广,在软弱围岩中现场检测成为施工中一个重要内容,其中检测开挖后围岩的稳定及初期支护的变形最为关键。开挖是控制隧道施工工期和造价的关键工序,因为超挖过多,不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价,而且由于局部挖掉围岩会产生应力集中问题,影响围岩稳定性;欠挖则直接影响到衬

2、砌厚度,对工程质量和安全产生隐患,处理起来费时费物,根据各种资料显示,超欠挖对隧道的经济效益和隧道结构的可靠度有重要影响。所以必须保证开挖质量,为围岩的稳定和安全支护创造良好条件。随着隧道施工技术的不断进步,在采用新奥法修建的隧道中,国内外专家认为初期支护为主要受力结构,如果初期支护质量不过关,则会给隧道带来一系列的安全隐患。92.工程概况舒家湾隧道左线进出口里程为ZK27+530-ZK29+165,全长1635米,右线进出口里程为YK27+545-YK29+125,全长1580米,设计为三心圆曲边墙断面,建筑限界净高为5.0米,行车道宽7.0米,建筑净宽8.5米,净高6.7米,开挖断面

3、83.2-101.5平方米。隧道围岩主要为寒武系白云岩、断层破碎带等,区域性断层F4与隧道平行,多条分支断层与隧道相交,溶洞极其发育,为典型的喀斯特岩溶隧道。支护形式为锚喷初次支护,模筑砼二次衬砌。3.隧道断面检测3.1隧道净空断面检测主要内容(1)对开挖内轮廓的检测:可以通过隧道净空断面检测,了解隧道开挖是否超出或侵入设计的开挖轮廓,超欠挖的部位及超欠量,可以检查出掘进方向是否偏移;如果是钻爆法开挖,可以确认爆破方案是否需要凋整。(2)对支护内轮廓的检测:在支护施作后进行净空断面检测,可以及时发现隧道内是否有足够的衬砌空间。(3)对衬砌内轮廓的检测:在衬砌施作后进行净空断面检测,可以检

4、测到衬砌是否侵入相应的设计轮廓、立模方向是否正确、模板是否变形、或混凝土浇筑时是否跑模。3.2隧道超欠挖评介标准9(1)超挖检测评价标准:采用支架式风钻和浅眼(不超过3米)爆破允许超挖量规定见下表1,采用特殊方法支护允许超挖量适当降低。表1超挖检测评价允许值注:①本表适用于炮眼深度不大于3.Om的隧道。炮眼深度大于3.Om时,可根据实际情况另行规定。②③最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。④表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时,不应再计超挖值。(2)欠挖检测评价标准:岩层完整、岩石抗压强度大于30MPa,确认不影响衬砌稳定和强度时允许个别岩石凸出

5、,个别岩石凸出范围每1m2内不大于0.1m2,其隆起量不大于5cm;拱脚、墙脚以上1m范围内禁止欠挖。3.3隧道断面轮廓检测量测断面的方法包括直接观测法和非直接观测法。直接观测法是指直接量测开挖面断面的方法;非直接观测法主要包括三维近景摄影法、直角坐标法和极坐标法。舒家湾隧道的断面检测是采用隧道激光断面仪的测量方法。3.4隧道激光断面仪检测原理9隧道激光断面仪法的测量原理。以水平方向为起算方向,按一定间距依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢径(距离)及该矢径与水平方向的夹角,将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。通过全站仪或其它方法测量获得断面仪的定点定向数据,在

6、计算软件的帮助下自动完成实际开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的空间三维匹配,可输出各测点与相应设计开挖轮廓之间的超、欠挖值(距离面积)。如果沿隧道轴向按一定间隔测量数个断面,还可算得实际开挖方量、超挖方量、欠挖方量。该方法测试速度快,每个断面测试的点数可以设定,处理数据方便简单,最终的图形成果形象易懂,而且可以方便的给出必须采取补救的地方。3.5隧道激光断面仪检测方法和目标现场检测时,激光断面检测仪检测的方法是:在隧道临时支护和初次衬砌完成后,将隧道激光断面仪放在隧道设计轴线选定里程的中心桩处,按照与隧道轴线垂直的方向进行测量,得到一组初期支护的断面轮廓数据资料。当隧道二次衬砌完成后,在同一里

7、程处再次进行检测,就能得到隧道二次衬砌的断面轮廓数据资料。通过现场检测,隧道激光断面仪检测目标是:9(1)对初次衬砌的检测:通过隧道净空断面检测,了解隧道开挖是否超出或侵入设计的开挖轮廓,超欠挖的部位及超欠量。在支护施作后进行净空断面检测,可以及时发现隧道内是否有足够的衬砌空间。(2)对二次衬砌内轮廓的检测:在二次衬砌施作后进行净空断面检测,可以检测到衬砌是否侵入相应的设计轮廓。通过比较初次衬砌和二次衬砌,可以得到二次衬砌厚度。3.

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