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1,GaoSuGongLu,第 六 章 地下隧洞信息化施工監(jiān)測,SACE,2,6-1 概述 6-2 地下隧洞工程信息化施工 6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法 6-4 現(xiàn)場量測方案設計,本章內(nèi)容,3,掌握信息化施工的概念; 了解隧洞信息化施工中的主要監(jiān)測內(nèi)容及相應的監(jiān)測方法; 掌握隧洞信息化施工現(xiàn)場監(jiān)測方案設計內(nèi)容和量測項目確定原則;,學習要求,4,第三節(jié) 單層單跨拱形結(jié)構內(nèi)力計算,一、地下隧洞施工簡介,6-1 概述,主要工序:開挖 支護,為保證施工安全,需要解決如下問題: 如何開挖,才能更有利于洞室的穩(wěn)定和便于支護; 若需支護時,又如何支護才能更有效地保證洞室穩(wěn)定和便于開挖。,5,(一)概述,第三節(jié) 單層單,二、地下隧洞設計理論 1)荷載-結(jié)構模型:普氏理論(結(jié)果控制) 2)地層結(jié)構模型: 共同變形 2)收斂限制模型:巖承理論(過程控制) 新奧法 信息化施工:監(jiān)測 反饋 通過監(jiān)測手段,獲得圍巖的穩(wěn)定性和支護設施的工作狀態(tài)信息,反饋與施工決策和支持系統(tǒng),修正和確定新的開挖和支護參數(shù)。,6-1 概述,設計參數(shù)、施工方案,傳統(tǒng)設計,信息化施工,6,6-2 地下隧洞工程信息化施工,施工監(jiān)測和信息化設計流程:監(jiān)測、力學計算、經(jīng)驗相結(jié)合,7,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,隧洞監(jiān)測內(nèi)容 監(jiān)測的對象:圍巖;支護結(jié)構如襯砌(初襯和二襯);錨 桿;鋼拱架及其它支撐 監(jiān)監(jiān)測的部位:地表;圍巖內(nèi);洞壁;襯砌內(nèi);襯砌內(nèi)壁等。 監(jiān)測的類型 位移:洞周表面和圍巖不同深度位移; 收斂位移:隧洞周邊或結(jié)構物內(nèi)部凈空尺寸變化; 壓力(應力):支護結(jié)構內(nèi)部、圍巖和支護的接觸壓力; 其它物理量(圍巖松動圈和聲發(fā)射)。,8,巖石隧道監(jiān)測的項目和所用儀器,9,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,1 位移監(jiān)測 (1)單點位移計:洞壁與錨桿固定點之間相對位移。,優(yōu)點:結(jié)構簡單,受外界因素影響小,可緊跟爆破開挖面安裝。,10,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,1 位移監(jiān)測 (2)機械式并聯(lián)多點位移計,11,并聯(lián)式多點位移計,12,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,1 位移監(jiān)測 (3)電感式串聯(lián)多點位移計,13,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,2 收斂位移測量 (1)收斂計,穿孔鋼卷尺式收斂計 銦鋼絲彈簧式收斂計 光電測距儀,14,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,3 壓力測量 (1)液壓枕:結(jié)構簡單 防潮防震 穩(wěn)定性好,15,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,3 壓力測量 (1)液壓枕埋設,16,6-3 地下隧洞監(jiān)測類型和方法,3 壓力測量 (2)錨桿應力,17,1 現(xiàn)場量測方案設計的內(nèi)容(重點):,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,測什么? 怎么測? 測哪里?何時測?怎么辦?,(1)量程項目確定; (2)量測手段儀表和工具選擇; (3)施測部位和測點布置; (4)實施計劃制訂,包括監(jiān)測期限和頻度; (5)提出預警值及報警制度等。,18,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,2 量測項目確定 原則(重點):,(1)量測簡單、結(jié)果可靠、成本低; (2)便于施工單位采用,,(3)能及時安設,盡量靠近工作面,但少干擾施工; (4)被測物理量要概念明確,量值顯著,數(shù)據(jù)易于分析,易于實現(xiàn)反饋。,19,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,2量測項目的確定:工程規(guī)模、重要性程度,地質(zhì)條件 地層基本參數(shù)試驗 巖體強度 巖體應力 巖體彈模、變形模量 巖體分類、完整性 結(jié)構基本參數(shù)試驗 襯砌厚度、混凝土強度 噴混凝土與巖體的粘結(jié)力 錨固力 砂漿灌滿性,20,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,2 量測項目的確定 地層結(jié)構性態(tài)監(jiān)測 混凝土、鋼筋的內(nèi)應力或內(nèi)應變 隧洞、支護結(jié)構的收斂位移 圍巖松弛帶 支護結(jié)構與圍巖的接觸應力 外界影響因素 淺埋地下隧洞地表沉降 爆破震動,21,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,3 測試手段和儀表選擇: 由圍巖工程地質(zhì)條件、力學性質(zhì)及測量的環(huán)境條件決定。,4 量測部位的確定和測點的布置 (1) 量測部位的確定 圍巖質(zhì)量差和不穩(wěn)定塊體;代表性地段;特殊部位。 洞周收斂位移、拱頂下沉、多點位移計和地表沉降測點應盡量在同一斷面上。 一般的鐵路和公路隧道中,根據(jù)圍巖分類位移量測斷面間距為:類520m;類2040m;類40m以上。,22,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,3 量測部位的確定和測點的布置 (2)測點的布置形式-收斂位移測點布置,23,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,3 量測部位的確定和測點的布置 (2)測點的布置形式-位移計測點布置,24,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,4 觀測及其頻度,觀測頻度視具體的施工進展、觀測項目、觀測情況確定。,25,6-4 現(xiàn)場量測方案設計,5 量測數(shù)據(jù)的警戒值及圍巖穩(wěn)定性判斷標準 (1)容許位移量 保證隧洞不產(chǎn)生有害松動和保證地表不產(chǎn)生有害下沉量的條件下,自隧洞開挖起到變形穩(wěn)定為止,在起拱線位置的隧洞壁面間水平位移總量的最大容許值,或拱頂?shù)淖畲笕菰S下沉量。 (2)容許位移速率 在保證圍巖不產(chǎn)生
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