隧道断面【隧道无接触量测技术在大断面黄土隧道中的应用】

时间:2019-10-09 07:31:31 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

隧道无接触量测技术在大断面黄土隧道中的应用

隧道无接触量测技术在大断面黄土隧道中的应用 传统利用悬挂钢尺进行变形量测的方法,在大断面黄土 隧道施工中,存在施工干扰大、人为因素导致误差大等缺点, 已不能满足现在隧道安全、大跨、快速的施工要求。本文重 点介绍采用高精度全站仪无接触量测功能进行隧道变形量 测的方法及应用效果。

摘 要:
大断面 , 黄土隧道 , 无接触 , 量测技术 1. 工程概况:墩梁隧道属于陕西省“三纵四横五辐射” 规划之榆商线(榆林至商州)中神木至府谷高速公路,是一 条六车道分离式纯黄土隧道。设计为分离式双向六车道公路 隧道,开挖跨度17.3m,开挖高度12m,扁平率为0.703,开 挖面积为170m2,,是目前开挖跨度最大的黄土隧道,墩梁 大断面黄土公路隧道处于具有代表性质的黄土梁卯沟壑区, 隧道设计位置部分段落存在偏压.浅埋和湿陷性黄土地段 (Ⅱ-Ⅳ湿陷性);
施工过程中穿越来了粉砂性黄土.马兰组 风成黄土和中更新统离石组风成黄土,地形.地质构造情况 具有极强的代表性;
施工过程中围岩含水量在不同段落变化 较大,且隧道节理发育也存在较大变化。

2. 量测方法选择与实施 2.1 量测方法选择 围岩净空位移量测是新奥法施工的重要组成环节,是判 断围岩稳定指导施工的重要依据。由于墩梁隧道地质构造差别较大,施工中分别采用双侧壁导坑.单侧壁导坑和三台阶 七步流水法进行开挖,施工中存在多导坑位置同时施工的情 况,若采用传统的变形量测方法对施工干扰较大,人为因素 对量测精度影响较大,测量速度慢,影响工程进度和各工序 之间紧密配合,难以满足现代隧道施工快速.安全.大跨度的 施工要求。

鉴于以上原因计划采用高精度全站仪和塑料反光膜片 (代替传统的反光棱镜)进行隧道变形量测,主要采用全站 仪对边测量程序进行,三维坐标测量辅助判断位移的方向, 在按设计布设完成变形监测点后,设置测站位置,按设计要 求测量周期进行观测.记录和分析。

2.2 量测项目及周期 在进行墩梁隧道施工过程中,按照设计要求每隔10~ 50m断面(根据围岩情况决定断面间距离),并在开挖24小 时内取得第一组数据。用莱卡TCR-802精密全站仪观测下沉 和收敛变形,最前端的一个断面紧跟掌子面,以便及时观察 围岩稳定情况。观测频率为:前15天每天观测1次或2次,16 ~30天每两天观测1次,30~90天每周观测1~2次,90天以 上每月观测1~3次。因黄土隧道对二次衬砌至掌子面间距离 有严格要求控制在50米,但在实际施工中二次衬砌至掌子面 距离控制在75米左右。

2.3 仪器准备 拱顶下沉及周边收敛均采用徕卡TCR 802型全站仪,精度2″;
反光膜片采用苏光4*4反光贴膜;
薄钢板和钢筋焊接 的量测预埋件。

实施重点及要求 ①反光贴膜安装 将5*5cm钢板与长15cm钢筋焊接成球拍型,将反光膜片 粘贴在钢板上形成测点预埋件。

②测点预埋件安装 将测点预埋件钢筋焊接在设计的点位处,并用废纸将测 点预埋件钢板包裹,防止喷射混凝土将反光膜片污染,在喷 射混凝土施工完毕后将包裹拆除。

③仪器架设 因为量测内容主要是各量测点间相对距离,全站仪可以 自由安置(对中整平就可以,不需要建站及大地坐标输入), 但为了消除贴片倾斜对测距的影响,每次量测时测站位置应 相对固定,同时为了加强反射片对仪器激光反射效果和量测 准确性,应把仪器设置在量测断面前后5m内较为合适。

3. 量测数据收集及分析处理 ①数据量测方法 完成仪器设置工作后,用仪器激光导向功对各目标点进 行仪器确认,打开仪器程序选项,进入对边测量项目,选择 射线法测量;
再照准后视点并输入后视信息后,即可按照编 号顺序开始测量。以三台阶开挖变形量测为例:在进行沉降观测时,全站 仪可以测量出待测点A.B.C.D.E与后视点Q之间的高差H,在 后视点Q不做变化情况下,分析待测点与后视点之间高差即 可判断断面沉降变化;
在进行收敛测量时,考虑到同组观测 点不一定会在同一水平线上,观测记录待测断面上每组测点 的斜距Lde.Lbc即可。

②数据分析方法 在量测完成后,确保量测数据准确.可靠,就可以对量 测数据进行分析。施工中主要利用EXCEL的图形列表功能, 以量测时间为X轴,量测点的数据变化为Y轴,采用图表结合 的方法直观显示量测断面变形情况,主要以分析日变形量 (本次测量围岩变形值减去上次测量围岩变形值).日变形 速率(本次测量围岩变形值减去上次测量围岩变形值除两次 观测之间时间差)和累计变形量(开始观测至观测结束且围 岩达到稳定状态的变形量)的变化情况来指导施工。

4.无接触量测实施效果评价 无接触隧道变形量测在墩梁隧道应用以来,其测量精度 完全能满足规范要求,能实时客观的反应隧道变形情况,正 确指导施工;
同时具有量测速度快,操作简单,对隧道作业 相互干扰小,数据准确可靠,分析方便便于纠错等优点。

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