关角隧道开挖围岩变形监测及分析

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隧道施工常见问题原因分析及处理措施

隧道施工常见问题原因分析及处理措施

隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施问题一:二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞和不密实㈠原因分析:1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差,造成隧道开挖轮廓凹凸不平,有棱角⑴光爆设计不合理(孔网参数、装药结构、起爆网络等)。

⑵火工品的性能不稳定(炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的精确性、火工品的可靠性)。

⑶钻爆时施工班组存在偷工行为,未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。

⑷在开挖断面的下部位置,由于作业空间的限制和操作人员的操作水平的问题。

在钻眼时,未能较好的控制钻杆的角度和周边眼的间距。

⑸在周边眼施工放样时,放样精度不满足要求。

2、人为原因:⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度不足,喷射砼时未把凹凸面喷平,平整未达到规范要求。

⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数,导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。

⑶在砼浇筑到拱顶位置时,未及时的调整砼的坍落度,导致拱顶未被砼充填密实。

⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象,现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满,停止砼泵送造成二衬厚度不足,出现脱空现象。

⑸在浇筑二衬砼时,施工作业班组主观上存在偷工减料行为,表现为衬砌厚度不足,注浆不满、不实等现象;现场管理人员在砼最后补方时,向拌合站提供的补方数量不准确,造成拌合站停止砼搅拌,实际二衬砼在未注满的情况下停止,造成二衬脱空。

⑹在二衬砼未初凝前急于拆管,造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗,造成二衬脱空。

3、技术原因:⑴砼的收缩徐变,导致空隙。

⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实,砼自重下沉。

⑶用输送泵输送砼时,拱顶的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小空间内无法排出,造成空隙。

㈡处理措施1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制,提高光爆效果和基岩面平整度。

⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进行光爆设计,其设计参数见(表1~表5及附图):⑵提高轮廓线放样精度,周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。

浅谈小净距隧道洞口施工监控量测技术

浅谈小净距隧道洞口施工监控量测技术

浅谈小净距隧道洞口施工监控量测技术发布时间:2021-12-24T03:22:25.343Z 来源:《城镇建设》2021年25期作者:魏成杨成盛永锋[导读] 短距离隧道入口段施工过程中,由于多种因素的影响,魏成杨成盛永锋中建八局第三建设有限公司 210046摘要:短距离隧道入口段施工过程中,由于多种因素的影响,围岩动力变化十分复杂。

通过分别分析影响因素,很难获得围岩的受影响程度和变化结果,但每个影响因素的结果都是围岩具有直观的性能变形。

此外,由于应力引起的变形在一定程度上演变,有时会导致围岩塌陷和支撑系统破坏。

因此,我们可以通过变形测量,即拱缩和间隙收敛来监测设计和分析围岩稳定状态信息,并结合某些施工方法控制围岩的不利变形,以提高围岩应力状态,从而通过测量结果来实现控制隧道安全施工的目的。

关键词:小净距隧道洞口;施工;监控量测;技术引言从低间隙公路隧道入口安全研究背景出发,通过现场监测和数值模拟,全面系统地研究了低间隙隧道入口围岩和结构的应力、应变和位移特性及变化规律,并对现阶段的施工安全进行了评价。

1施工监测项目及方法隧道洞口盖挖段下穿环山路,地质条件差、埋深浅、净距小,隧道暗挖难度大、施工风险高,施工期间应重点加强下穿段的监测测量工作,监控量测项目详见下表,暗挖隧道进洞施工前需编制《监控量测专项施工方案》并组织论证,施工监测按照专家评审通过后的方案实施。

2小净距隧道洞口施工监控量测技术2.1洞内外观察1)观测内容(1)对开挖后没有支护的围岩:(1)岩石种类分布状况及界面近距状态;(2)岩性特征:岩石的颜色、结构和结构;(3)地层年龄分配和发生情况;(4)填缝特性、组数、间距、填缝和裂缝发育程度和方向特性、横截面状态特征、填缝类型和发生次数等,以及是否存在不利事件;(5)断裂带的类型、发生情况和水体特征;(6)水文地质观测,如地下水类型、水流、水流压力、湿度等。

(7)所有土地所有者都帮助滑坡,如屋顶截流现象;(8)现场压力状况及其他相关内容。

浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施

浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施

浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析及控制措施一、引言近年来,随着城市化进程的加快,地下空间的需求不断增加,浅埋暗挖隧道的施工也越来越普遍。

隧道的稳定性和安全性是施工中亟待解决的问题,其中沉降变形是一项关键问题。

本文将从隧道施工沉降变形的原因和控制措施两个方面进行分析和探讨。

二、浅埋暗挖隧道施工中沉降变形原因分析浅埋暗挖隧道施工中沉降变形的主要原因可以归纳为以下四点:1. 地质和水文条件地质条件和水文条件的不同会直接影响隧道的沉降变形。

例如,土层中的含水量、地下水位的高低、土层结构的稳定性等都会导致隧道的沉降变形。

2. 施工方式和技术隧道的施工方式和技术也是造成沉降变形的重要原因。

挖掘工序、注浆和加固工序、打洞工序等都会影响隧道的沉降变形。

3. 荷载条件荷载条件也是导致隧道沉降变形的因素之一。

例如,地铁列车、行人、车辆等会对隧道的沉降变形产生影响,甚至会加剧沉降程度。

4. 工期和施工方法施工方法和工期也会影响隧道沉降变形。

例如,在复杂地质条件下采用快进法施工会加速围岩的破坏并导致隧道沉降变形。

三、浅埋暗挖隧道施工中沉降变形控制措施为了控制和减小隧道施工中的沉降变形,以下控制措施应被采取:1. 地质条件分析在施工前一定要进行地质条件分析,如土层的性质、水文条件、地震灾害等。

仅仅采取一般的地质勘察方式是不够的,站在工程全局的角度,可以采用先进的地质探测技术,并结合实测资料等多种方式进行综合分析。

2. 施工技术与措施在施工过程中,应采用先进的技术,并调整施工顺序,以最大限度地减小地下沉降变形。

例如,在挖孔过程中,应试图减少挖孔造成的运动量,以改善工作现场的环境条件,使土地的变形得以最小化。

3. 进行沉降预测通过对施工工艺和设备的模拟、试验和分析,可以较为准确地预测隧道沉降变形的范围和程度。

可以及时调整施工工艺和方法,以最大限度地减少隧道沉降变形。

4. 注浆工程注浆技术在地下工程中起着关键作用,它可以加固岩石,提高坚硬程度,从而减少地下沉降的风险。

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究赵勇【摘要】基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明:隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】隧道工程;围岩变形;控制要点;控制技术【作者】赵勇【作者单位】北京交通大学,隧道及地下工程教育部工程研究中心,北京,100044;铁道部工程设计鉴定中心,北京,100844【正文语种】中文【中图分类】U451.2隧道的结构体系是由周围地质体和人工修筑的支护构件组成的,并且周围地质体起着主导作用,这是与地面结构体系完全不同的.从工程结构的角度看,这种结构体系的形成是通过一定的施工过程或者说一定的力学过程来实现的,这个过程状态的变化如图1所示[1].可以看出,隧道施工就是一个开挖与支护的过程,施工过程就是应力释放与应力控制、利用和控制围岩动态变形的过程.图1 施工过程与围岩力学状态变化过程示意图Fig.1 Construction and surrounding rock mechanical state change process chart对于隧道围岩变形规律及控制技术的研究,国内外学者做了大量工作,并取得了丰富的研究成果[2-5].本文作者基于前人的研究,结合日本龟浦隧道围岩变形试验和郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,根据实测数据总结隧道围岩变形动态规律,并提出具体的控制措施.1 隧道围岩变形动态规律大量的数值计算和现场监测资料均表明,隧道围岩变形是在开挖工作面的前方开始,而在开挖工作面后方距离d=1.5~2.0D(洞径)处的变形才与最大径向变形基本相等,这是隧道开挖引起围岩变形的一般规律.日本龟浦隧道施工时,在隧道拱顶上方2 m 的位置设一个长50 m的水平铝管,实测的弯曲应变计算变形如图2所示.图2 龟浦隧道掌子面变形监测实例Fig.2 The heading face displacement monitoring example of GuiPu Tunnel我国郑西客运专线大断面黄土隧道开挖监测数据分析的规律也大致相同.图3为2006-11—2007-09的实测数据,其中1#~8#分别对应隧道左右导洞及主洞断面上的8个测点.各分步施工引起隧道拱顶沉降占总沉降的比例分别为:超前沉降,5%~14%;导洞开挖,35%~50%;导洞开挖至全断面封闭前,40%~50%;全断面封闭后,3%~9%.可以看出,反映在掌子面前方到后方一定范围内的拱顶下沉分布规律为:隧道开挖后在掌子面前方一定范围(2~5倍洞径)产生下沉,称之为“先行变形”;在掌子面处,产生一定量的“初始变形”,此值与地质条件关系密切,约为最终变形值的20%~30%,这个变形是开挖后瞬间发生的;在掌子面后方,随掌子面的推进,产生不断增大的变形,其特点是初期的变形速度很大,而后增长的速度逐渐减缓,并趋于稳定.其变形过程如图4所示[2].图3 大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工拱顶沉降曲线Fig.3 Vault crown settlement curve of both-side head excavating method construction in large section loess tunnel因此,隧道开挖后隧道的变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种,且这3种变形是同时发生的.图4 隧道开挖围岩变形三维示意图Fig.4 Surrounding rock deformation during tunnel excavation three-dimensional chart2 隧道围岩变形控制要点隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面的失稳、坍塌,拱顶的失稳、坍塌,台阶法中拱脚下沉、失稳和围岩大变形等.2.1 控制掌子面失稳、坍塌1)倾斜掌子面.采用倾斜形状的掌子面开挖,配合掌子面喷混凝土封闭措施,可以抑制掌子面的变形,减少作业人员的风险,控制地表的下沉,大幅度改善进度和封闭时间,提高喷混凝土的品质和耐久性.2)掌子面锚杆.设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖后的先行变形和掌子面变形,也是为全断面和半断面开挖创造条件.掌子面锚杆的长度一般在12~24 m之间,为开挖方便,通常采用玻璃纤维锚杆.采用掌子面锚杆技术的关键是长锚杆的快速施工工艺和配套施工机具.3)留核心土.在台阶法施工中,为了掌子面的稳定,经常采用弧形开挖法,即留核心土法.日本进行的一项研究表明:不留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分可达到掌子面前方1.3 m;而留核心土时,掌子面挤出量超过70 mm的部分只达到掌子面前方0.6 m 处.可见核心土对掌子面起到控制挤出的效果.2.2 控制拱顶失稳、坍塌控制拱顶失稳坍塌的技术要点是采用超前支护和加强初期支护.1)超前支护.根据构筑方法,超前支护通常分为短超前支护、中超前支护和长超前支护3种情况.①短超前支护:一般支护长度为2~5 m,通常采用超前小导管、插板法和预衬砌技术;②中超前支护:一般支护长度为5~10 m,通常采用中管棚(直径89 mm,长度10 m)或水平喷射注浆方式;③长钢管超前支护:一般采用长度在15~20 m、直径大于108 mm的长钢管,即大管棚超前支护,以有效控制拱顶失稳、坍塌.2)加强初期支护.加强初期支护通常有两种做法,其一是加大喷混凝土的厚度,加密钢架间距或缩小锚杆间距;其二是改变喷混凝土的性能,提高钢架的规格和采用抗拔力大的锚杆.实践证明,第二种方法更有利于控制拱顶下沉.采用初期高强度喷混凝土技术能减薄喷层厚度,有效加快施工进度,符合技术发展的趋势.2.3 控制拱脚下沉、失稳在台阶法施工中,控制拱脚下沉的方法通常有扩大拱脚、设置锁脚锚杆、临时仰拱封闭和设置横撑等方法.日本近期开发出了利用弯曲钻机,设置弯曲形脚部钢管桩或采用高承载力的脚部支撑钢管来控制钢架的下沉,效果较好,如图5所示.另外,也可用喷射混凝土来加固拱脚,如图6所示.图5 控制隧道拱脚下沉失稳的曲线形钢管桩工法Fig.5 Shaped form pipe pile method for controlling tunnel arch springing subsidence instability图6 控制隧道拱脚下沉失稳的拱脚喷射混凝土工法Fig.6 Shotcrete method for controlling tunnel arch springing subsidence instability2.4 控制软岩大变形通常认为初期变形速率快、变形值大、长时间无收敛趋势,且超过预计变形值的变形,可以称为“大变形”.这种围岩一般为软弱围岩,这种变形也通常被称作“软岩大变形”.控制软岩大变形的方法有:①在喷混凝土中设置伸缩缝来吸收一部分变形;②采用长锚杆(8~15 m)来控制围岩的后期变形;③采用掌子面锚杆控制围岩的先行变形等.这些方法对解决大变形问题起到一定的作用,特别是长锚杆和掌子面锚杆.日本在东海道新干线的饭山隧道(长22.2 km)的大变形地段试验,采用多重支护方法取得了成功.多重支护方法的特点是:不需要进行反复扩挖和反复支护,即没有拆除顶替已经承载的支护构件和对围岩的多次扰动的问题,留出充分的变形富裕值,先释放一部分变形进行第一次支护,然后继续释放变形.第一次支护达到极限状态后,再继续第二次支护,必要时可继续第三次支护,将变形控制在容许范围之内.多重支护的基本观点是:容许一次支护变形,以减轻作用在二次支护的土压,并在最内侧形成健全的壳体,使整个支护稳定.因此,二次支护的设置最好在围岩内应力释放到某一程度后实施.3 隧道围岩变形控制技术3.1 开挖过程控制隧道开挖后,随着时间的推移,变形也在发展.一般说,开挖过后,变形发展很快,即初期变形速度很快,而且变形值也比较大,如果能够控制住初期的变形速度,就可以控制隧道围岩的松弛.因此通常强调开挖后要迅速喷射混凝土,迅速架设钢支撑,其目的就是要求初期支护及时闭合.另外需要关注的是从开挖到初期支护全断面闭合的时间.在复杂地形、地质条件下,从开挖到全断面初期支护的闭合时间,要求越短越好.闭合距离也是越短越好.因为,初期支护全断面闭合的过程,就意味着隧道围岩变形逐渐趋于稳定的过程.而闭合距离,基本上要求在距掌子面2~3倍隧道开挖跨度之内,甚至更短一些.因此,有效控制隧道围岩变形的开挖方法,应该是首选全断面法,其次是短台阶法.总之,开挖分部越少,封闭时间越短,变形就越小.3.2 辅助工法控制以改善围岩条件为目的而采用的辅助或特殊工法称为辅助工法,如图7所示.隧道开挖中最危险的应力释放面是掌子面和一次开挖长度的无支护区间.为了控制其危险度,了解地下水分布状况和掌子面前方围岩的动态是非常重要的.图7 辅助工法概念示意图Fig.7 Assistant construction method concept chart 在隧道围岩变形及控制技术措施中,辅助工法占据重要地位.常用稳定掌子面的辅助工法有:超前锚杆、超前长钢管、掌子面喷混凝土、掌子面锚杆、脚部补强锚杆、临时仰拱等.在地下水处理中常用排水钻孔等工法.在控制地表下沉对策中有:长超前钢管、管棚等.在地下水对策中有:排水钻孔、降低地下水位、排水坑道等工法.4 隧道围岩变形控制建议隧道施工主要分为开挖和支护两大工序,变形控制是开挖和支护中的技术关键点.开挖是应力释放的过程,不同的开挖方法,应力释放的过程及程度也是不同的.支护则是应力控制的过程,不同的支护方法应力控制的过程和程度也是不同的.除开挖、支护作业外,其他作业都是辅助性的,如运输、排水、通风、量测、地质超前预报等.但这些作业也是左右开挖、支护成败的关键,不能忽视.因此,控制隧道围岩变形的关键措施主要指开挖、支护过程中控制围岩变形的措施及必要的辅助作业工法.在隧道施工过程中,开挖和支护是密切相关的,根据围岩地质情况,其关系可大致分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况.1)只挖不支,适用于坚硬、自支护能力比较高,应力释放后能够自行控制稳定的围岩,围岩级别为Ⅰ级、Ⅱ级.关键技术:减少爆破振动和少扰动的开挖技术.基本措施建议:控制开挖进尺,控制一次起爆炸药量,采用电子雷管,采用机械开挖或机械与爆破并用的开挖方法.2)先挖后支,适用于一般地质条件,围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级.关键技术:加强初期支护控制围岩的松弛、坍塌,确保开挖工作面的稳定.基本措施建议:采用全断面法或超短台阶法,提高初期支护的支护效果,控制隧道围岩变形的发展和收敛;严格控制各开挖工作面的步距,尽快闭合;提高机械化程度,缩短各单项作业的时间.3)先支后挖,适用于特殊地质、地形条件,一般用于软岩大变形、掌子面或拱脚易失稳、底部鼓起等情况,围岩级别为Ⅴ级、Ⅵ级.关键技术:加强超前预支护,确保开挖工作面稳定,控制围岩松弛、坍塌,提高围岩的自支护能力.基本措施建议:采用掌子面超前锚杆、喷混凝土封闭掌子面、倾斜掌子面或留核心土的施工方法;超前管棚、管幕、插板等超前支护;加强初期支护,采用高强度、高刚度喷混凝土技术;采用锁脚锚杆等控制拱脚下沉.只挖不支的场合主要是控制爆破振动,采取减少围岩扰动的施工方法;先挖后支的场合主要是控制掌子面后方的变形,采取加强初期支护和快速封闭的施工方法;先支后挖的场合重点是控制掌子面前方的变形和掌子面变形,采取超前预支护、掌子面支护和掌子面后方支护,及时封闭的措施和工法.5 结语1)隧道围岩变形包括掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方的变形,其中掌子面变形是隧道开挖过程围岩变形发展的重要阶段,是隧道围岩变形控制的重点.2)隧道围岩变形控制是隧道围岩稳定性控制的核心,要采取系统的控制措施.既要控制掌子面前方的先行变形,又要控制掌子面和掌子面后方的变形.3)隧道围岩变形控制的要点在于控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和失稳及围岩大变形等几种形式.4)隧道围岩变形控制重在开挖过程控制和辅助工法控制,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是控制隧道围岩变形的关键.5)隧道开挖和支护相互作用关系可分为只挖不支、先挖后支和先支后挖3种情况,且每种情况有其关键技术和建议的基本措施,在隧道施工过程中,应根据围岩条件和工程特点选定合理的工序.参考文献:[1]关宝树.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出版社,1993.GUAN Baoshu.Generality of Tunnel Mechanics[M].Chengdu:Southwest Jiaotong University Press,1993.(in Chinese)[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社,2004.WANG Mengshu.Technology of Shallow Tunnel Excavation[M].Hefei:Anhui Education Press,2004.(inChinese)[3]张顶立,王梦恕,高军,等.复杂围岩条件下大跨隧道修建技术研究[J].岩石力学与工程学报,2003,22(2):290-296.ZHANG Dingli,WANG Mengshu,GAO Jun,et al.Research on Construction Technology of Large Span Tunnel in Complex Rock[J].Chinese Journal of Rock Mechanics andEngineering,2003,22(2):290-296.(in Chinese)[4]吕勤,张顶立,黄俊.城市地铁暗挖施工地层变形机理及控制实践[J].中国安全科学学报,2003,13(7):29-34.LU Qin,ZHANG Dingli,HUANG Jun.Mechanism of Stratum Deformation and Its Control Practice in Tunneling Urban SubwayAt Shallow Depth[J].China Safety Science Journal,2003,13(7):29-34.(in Chinese)[5]岳广学,何平,蔡炜.隧道开挖过程中地层变形的统计分析[J].岩石力学与工程学报,2007,26(增2):3793-3803.YUE Guangxue,HE Ping,CAI Wei.Statistic Analysis of Stratum Deformation During Tunnel Excavation[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2007,26(S2):3793-3803.(in Chinese)。

隧道工程围岩大变形类型与机制研究

隧道工程围岩大变形类型与机制研究

1 引言交通隧道、水工隧道及其它地下工程穿越高地应力区以及遇到软弱围岩体,常导致软岩大变形等相关地质灾害。

根据大量文献检索结果显示,隧道工程围岩大变形已困扰地下工程界的一个重大问题。

19世纪中叶,铁路隧道底鼓、仰拱破坏就已经出现并引起人们的关注(Pressel 和Kauffmann,1860),但首例严重的交通隧道软弱围岩大变形应该是1906年竣工的长19.8km 的辛普伦Ⅰ线隧道[1]。

此后,国外如日本的惠那山(Enasan)公路隧道、奥地利的陶恩(Tauern)隧道、阿尔贝格(Arlberg)隧道等都是典型的隧道围岩大变形灾害工程事例。

我国国内如青藏线4.0km长的关角隧道、宝中线3.136km长的大寨岭隧道及1.904km长的堡子梁隧道、南昆线上的穿越煤系地层的家竹箐铁路隧道、在建的国道317线鹧鸪山公路隧道(4.442km),以及铁山隧道(2.099km)等工程均出现了不同形式和程度的围岩大变形情况,给工程建设造成极大的困难[2]。

随着我国公路隧道工程以及地下工程的迅猛发展,其长大、深埋的特点日趋明显,而在一定的围岩地质和环境地质条件下等则往往易于发生围岩大变形等地质灾害[3]。

围岩大变形是一类危害程度大、整治费用高的地质灾害。

如南昆线上家竹箐铁路隧道390m长的大变形洞段,大变形延误工期达四个半月之久,据计算,整治消耗自进式锚杆10万余米,其费用就已接近正常情况下的成洞造价,如果将所有整治费用加在一起,损失可能就更惊人了[4]。

目前正在施工的国道317线鹧鸪山公路隧道也因围岩大变形不得不加强初期支护,增加工程的投入。

2 围岩大变形研究现状地下工程围岩大变形作为一种严重的地质灾害,对隧道工程建设产生严重的影响,国内外学者已经做过不少的探索工作,但由于大变形理论的研究不尽成熟,加之现场地质岩体状况复杂性,目前的研究工作主要表现在以下方面。

(1)大变形的定义关于围岩大变形,目前还没有形成一致的和明确的定义。

隧道围岩的变形监测技术解析

隧道围岩的变形监测技术解析

隧道围岩的变形监测技术解析隧道工程在现代交通建设中起着至关重要的作用。

然而,由于复杂的地质条件和外力因素,隧道围岩在使用过程中往往会发生变形。

为了及时发现并解决这些变形问题,隧道围岩的变形监测技术应运而生。

本文将从多个角度对隧道围岩的变形监测技术进行解析。

一、传统监测方法传统的隧道围岩变形监测方法主要包括测量筛孔法、钢尺法和测量轮法。

测量筛孔法是通过在围岩表面钻孔并安装固定目镜进行测量的。

钢尺法则是以钢尺为工具,在围岩表面进行直接测量。

测量轮法则是在围岩表面进行直接测量,并根据测得的数据计算围岩变形量。

尽管这些方法成本低,但是由于操作复杂且容易受到人为因素的影响,其准确度和可靠性相对较低。

二、现代监测技术随着科技的进步,现代技术在隧道围岩的变形监测方面得到了广泛应用。

其中,常用的技术包括激光扫描测量、岩体控制点法和微插值方法。

激光扫描测量技术可以快速、准确地获取隧道围岩表面的几何形态变化。

该技术是通过激光器和高速获取系统进行测量,然后通过数据分析和处理,得到围岩的变形情况。

激光扫描测量技术具有高精度、无接触和全局测量的优点,可以大大提高变形监测的准确性。

岩体控制点法是通过在隧道围岩表面设置一系列控制点,通过测量这些控制点的坐标变化来反映围岩的变形情况。

该方法可以全方位地监测围岩的变形情况,并且对于不同类型的隧道具有较好的适应性。

微插值方法是一种基于数学模型的变形监测方法。

通过将围岩的变形信息建模,并利用插值算法进行数据处理,可以实现对围岩变形的精细化监测。

该方法具有较高的计算效率和准确性,适用于复杂地质条件下的隧道工程。

三、影响因素在实际监测过程中,影响隧道围岩变形监测的因素有很多。

其中,地质条件、围岩材料和施工技术是影响围岩变形的主要因素。

地质条件包括地下水位、地下应力、地层变形等。

围岩材料的性质也会对围岩变形产生重要影响,如围岩的岩性、裂隙度、岩层之间的接触性等。

此外,施工技术也是影响围岩变形的关键因素,包括掘进方法、支护方式以及施工质量等。

隧道围岩的力学参数计算与分析

隧道围岩的力学参数计算与分析

隧道围岩的力学参数计算与分析隧道是人类在地下开挖的通道,为了确保隧道的稳定和安全运行,围岩的力学参数计算和分析是至关重要的。

本文将从理论与实际应用的角度,探讨隧道围岩的力学参数计算与分析的方法与意义。

一、力学参数的概念和分类力学参数是指描述围岩在受力作用下的性质和响应的参数,通常包括弹性模量、切线模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。

力学参数的大小和变化规律直接影响着围岩的稳定性和变形性能。

根据围岩的力学性质,力学参数可以分为弹性力学参数和强度力学参数。

弹性力学参数是指围岩在小变形范围内的响应特性,常用的有弹性模量和泊松比;强度力学参数是指围岩在承受较大变形过程中的抗力特性,常用的有抗压强度、抗拉强度和剪切强度等。

二、力学参数的计算方法力学参数的计算通常需要依据实验数据或者采用经验公式。

在实验数据上,可以通过室内试验、现场试验和岩石力学参数测定等方法来获取围岩的力学参数。

这些方法基于不同的试验条件和测量技术,可获得准确和可靠的力学参数数据,但也存在时间和资源成本较高的问题。

另一种计算方法是采用经验公式,根据经验公式中的数学函数和统计关系,通过岩石的物理性质和力学性质等参数来估算围岩的力学参数。

这种计算方法的优点是简便、快捷,适用于大量相似围岩的情况下,并能提供初步的工程设计参考。

三、力学参数的分析意义力学参数的计算和分析对于隧道工程具有重要的意义。

首先,力学参数的计算能够评估围岩的承载能力和变形特性,为隧道结构设计提供重要的参考依据。

通过力学参数的计算和分析,工程师可以判断围岩的破坏特征、变形模式以及可能出现的工程难点,有效地规避潜在的安全风险。

其次,力学参数的计算还可以指导围岩支护和加固方案的选择。

根据围岩的力学参数,可以选择适当的支护措施和施工工艺,提高施工效率和工程质量,并降低工程成本。

最后,力学参数的计算和分析还能够为隧道巡检和维护提供重要的技术依据。

通过监测围岩的力学参数变化,可以及时评估围岩的变形和破坏情况,采取相应的维护措施,保障隧道的安全运行。

公路隧道施工过程变形监测及控制

公路隧道施工过程变形监测及控制

公路隧道施工过程变形监测及控制经济的发展,城镇化进程的加快,促进公路建设项目的增多。

面对不断增加的隧道施工数量,社会各界人士对其施工质量又提出了更高的标准。

但是通过实际调查发现,在实际公路隧道施工过程中极易出现变形问题,一方面影响正常施工进度的基础上,另一方面不利于项目质量水平的提升。

本文就公路隧道施工过程变形监测及控制展开探讨。

标签:公路隧道;施工变形;监测引言在我国,国土面积非常广阔,而且拥有各种各样的地形地貌,具体建设公路期间,常常需要贯穿山区、丘陵等,这时就必须挖掘隧道。

想要将隧道的施工效果有效的提升,途径之一就是不断优化施工技术,除此之外,还需要不断对施工控制有效的增强。

1公路隧道施工特点公路的隧道施工中,很容易受到自然因素和周围环境的影响。

隧道工程本身非常复杂,施工时可能会发生不少无法预测的情况,比如遇到瓦斯或者溶洞等,使整个隧道工程难度加大,并且隧道工程还很容易受到不同工程作业间的影响。

由于隧道工程内部的空间有很大的局限性,因此整个工程施工的工序会存在交叉的现象,在这样狭小的内部空间范围内施工,增加了施工难度。

隧道工程还容易受到地质影响,隧道所在地的地质一般都很复杂,很容易出现塌方等状况,这也为工程施工带来很大威胁。

2高速公路隧道施工技术2.1隧道洞口施工技术对于隧道洞口的施工来说,展开施工前,一定要综合考量施工现场的实际情况,涵盖有水文情况、地质情况等,特别要注意的是勘测仰坡情况,之后通过得到的各项数据对其施工期间也许会出现的问题进行有效的预判,同时设计好相应的预防方案。

如果施工处在雨季,则要将有关的防护方案制定好,规避隧道周边的山坡由于雨水的侵蚀出现塌方的情况,还有,隧道洞口的周围必须科学的设置一些排水道。

展开隧道外墙作业时,一定要合理的选择挖掘方式,明挖法是最经常用到的,在内部展开作业,就需要运用暗挖法。

当隧道洞口施工完成后,想要将洞口的张力和韧性有效的提升,就必须将洞口利用钢筋进行绑扎,然后利用全断面形式进行混凝土浇筑作业。

隧道施工常见问题原因分析及处理措施

隧道施工常见问题原因分析及处理措施

隧道施工中常见问题原因分析及处理预防措施问题一:二衬拱顶、拱腰个别地方存在空洞与不密实㈠原因分析:1、Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆效果差,造成隧道开挖轮廓凹凸不平,有棱角⑴光爆设计不合理(孔网参数、装药结构、起爆网络等)。

⑵火工品的性能不稳定(炸药的爆速、非电毫秒雷管延期时间的精确性、火工品的可靠性)。

⑶钻爆时施工班组存在偷工行为,未按要求炮眼间距、数量布置炮眼。

⑷在开挖断面的下部位置,由于作业空间的限制与操作人员的操作水平的问题。

在钻眼时,未能较好的控制钻杆的角度与周边眼的间距。

⑸在周边眼施工放样时,放样精度不满足要求。

2、人为原因:⑴Ⅱ、Ⅲ级围岩初期支护砼厚度不足,喷射砼时未把凹凸面喷平,平整未达到规范要求。

⑵防水板铺设时未预留好足够的松铺系数,导致砼浇筑完毕后防水板未与初支面密贴。

⑶在砼浇筑到拱顶位置时,未及时的调整砼的坍落度,导致拱顶未被砼充填密实。

⑷在砼浇筑到拱顶位置时出现堵管现象,现场人员在未仔细分析原因的情况下就主观地认为已经管满,停止砼泵送造成二衬厚度不足,出现脱空现象。

⑸在浇筑二衬砼时,施工作业班组主观上存在偷工减料行为,表现为衬砌厚度不足,注浆不满、不实等现象;现场管理人员在砼最后补方时,向拌合站提供的补方数量不准确,造成拌合站停止砼搅拌,实际二衬砼在未注满的情况下停止,造成二衬脱空。

⑹在二衬砼未初凝前急于拆管,造成未自稳的砼掉在自重的作用下下落形成漏斗,造成二衬脱空。

3、技术原因:⑴砼的收缩徐变,导致空隙。

⑵砼施工配合比水灰比偏大、坍落度大、砼振捣不密实,砼自重下沉。

⑶用输送泵输送砼时,拱顶的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小空间内无法排出,造成空隙。

㈡处理措施1、加强Ⅱ、Ⅲ级围岩光爆控制,提高光爆效果与基岩面平整度。

⑴针对不同围岩、不同的开挖断面、有无仰拱三种情况重新进行光爆设计,其设计参数见(表1~表5及附图):⑵提高轮廓线放样精度,周边轮廓线的放样允许误差控制为±2cm。

浅析浅埋隧道施工围岩变形及衬砌内力监测

浅析浅埋隧道施工围岩变形及衬砌内力监测

浅析浅埋隧道施工围岩变形及衬砌内力监测摘要:针对目前进行浅埋隧道施工建设过程中存在的问题,文章以实际案例,分析了隧道施工围岩变形以及衬砌内力的监测过程和结果。

其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

关键词:浅埋隧道施工围岩;衬砌内力监测;拱顶沉降;隧道位移沉降随着道路工程的建设范围不断扩大,使得山区建设成为了当前行业建设者必须面临的问题。

其中隧道施工是保证山区建设使用安全稳定性的关键,相关建设人员应从浅埋隧道的施工围岩变形问题以及衬砌内力问题进行分析,以确定哪种施工工艺以及施工技术能够满足山区复杂建设条件的要求,从而达到工程建设的目标。

一、工程概况某铁路隧道全长约为370m且最大埋深为35m的浅埋隧道工程。

经勘察,该施工项目的所在地层结构是由:石炭系下统石灰岩、坡积粉质粘土、第四系全新统残、粗角粒土以及下伏白垩系上统粉砂岩及砂岩组成。

其中不良地质构造导致的断层破碎带影响宽度约为28m。

这里指的不良地质结构主要体现在:围岩风化强烈、部分泥质粉砂岩易崩解以及节理裂隙发育等。

此外,由于隧道施工的埋深较浅,这就严重影响了整个铁路隧道工程建设使用的安全稳定性。

因此,建设人员要对施工围岩变形以及衬砌内力进行监测控制,以提高实际施工的效果质量[1]。

二、浅埋隧道施工围岩变形监测分析1.测点布置在隧道施工过程中,首先是进行位移和变形监测以及应力监测。

其中位移和变形监测包括拱顶下沉测和周边收敛测。

应力监测包括喷射混凝土和二次衬砌间接触压力以及二次衬砌间力量测,如图1所示:图1收敛与拱顶沉降测点布置2.拱顶沉降对施工围岩的拱顶沉降值进行监测,不仅能得出浅埋隧道受到扰动的具体情况,还能得到初期支护作用的荷载变化。

这是判断铁路隧道工程拱顶结构是否处于稳定状态的方式方法,是控制施工围岩结构发生变化的关键。

如图2所示,为工程某测点断面拱顶的下沉时态曲线。

图中所示内容证实,该工程的拱顶沉降为台阶式的下降曲线,且沉降过程主要分为四个阶段。

隧道监控量测中曲线回归分析法的使用

隧道监控量测中曲线回归分析法的使用

隧道监控量测中曲线回归分析法的使用摘要:湘桂铁路大青茅双线隧道因围岩破碎、埋深浅及下穿高速公路及其E 匝道,安全风险高,为了确保隧道安全施工,期间全程对隧道进行了监控量测,并采用指数曲线回归模型对数据进行了回归分析,使数据分析更为科学、快速,能够及时的反馈,以指导设计及施工,保证了隧道施工安全。

关键词:隧道监控量测回归分析指数模型0前言目前隧道掘进施工通常采用新奥法,在掘进中全程开展动态的监控量测是新奥法施工过程中不可缺少的内容,通过监测地表、初支结构体系、浅埋段围岩及既有建(构)筑物,获取周边收敛位移、拱顶下沉、地表下沉等数据。

通过对监测数据的整理和分析,掌握围岩动态和支护的工作状态及对数据的后期变化进行有效的预测,进行信息化反馈,为喷锚初期支护和二次衬砌的设计参数及施工方案的调整提供依据,确定二次衬砌和仰拱的施作时机,以确保围岩稳定、工程质量及施工安全。

积累量测数据资料,提高施工技术水平。

在获得监测数据的基础上,另一项重要的工作是进行数据的处理与分析,并反馈给设计和施工,优化设计参数和施工方案。

监控测量的结果为一系列的量测散点数据。

因隧道位移随时间变化的过程是一个时间系列,本文详述采用曲线回归法绘制拱顶沉降~时间关系曲线,以预测沉降发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况,并将结果反馈给设计、施工,从而实现动态设计、动态施工。

1工程简介湘桂铁路提速扩能工程(永州至柳州段)Ⅶ标大青茅双线隧道进口里程K497+970,出口里程DK498+310,隧道全长340m,铁路线路设计时速为200km/h。

全隧位于直线上,处于1.5‰下坡。

本隧于DK498+015~DK498+110段下穿柳州市北环高速公路及其E匝道,下穿高速公路段隧道拱顶以上埋深约4m,隧道与高速公路交角为56°。

隧区范围内坡面覆盖层厚度不一,山顶多位于基岩全、强风化层,隧道洞身范围内地层单斜,构造简单。

洞身段岩层页岩夹砂岩、炭质页岩、岩层全风化及强风化层浸水易软化崩解,隧道埋深较浅,工程地质条件较差,全线隧道围岩为Ⅳ、Ⅴ级。

考虑流变特性的隧道围岩变形效应分析

考虑流变特性的隧道围岩变形效应分析

考虑流变特性的隧道围岩变形效应分析王强【摘要】为了探讨考虑流变效应情况下隧道围岩和衬砌的变形情况,从而进一步确定隧道的合理衬砌时机。

首先,分析围岩的流变特性对隧道变形和衬砌抗力的影响,通过理论推导得到了同时考虑黏弹塑性的隧道围岩变形计算公式,该公式包含时间参数,可确定达到不同衬砌位移及围岩位移所需要的时间。

然后,以南龙铁路隧道工程为背景,针对隧道拱顶下沉、周边收敛、围岩压力和初衬内力,开展隧道二衬合理支护时机的监测分析,得到围岩变形计算公式中的待定系数,并确定隧道衬砌的合理支护时机。

将得到的结果与现场监测的结果进行对比,发现二者得到的二衬支护时机基本相同,从而验证计算结果的正确性。

%To study the deformation of surrounding rock mass and lining of tunnel under rheological effect and further determine proper lining time, the effect of rock rheological characteristic on the deformation and lining anti-force is analyzed, and the calculation formula of the deformation of tunnel surrounding rock mass is deduced with the analytical method. The formula consists of time factor to calculate the time needed to reach the certain value of lining resistant pressure, displacement and surrounding rock mass displacement. In view of the tunnel vault sink, the peripheral convergence, the pressure of surrounding rock and the internal force, the reasonable support time for second lining is monitored and analyzed to determine the specific coefficient of surrounding rock deformation formula, and ultimately determine the reasonable support time for tunnel lining. The results are compared with that from site monitoring and the support timesof the two are much the same, which validates the correctness of the proposed calculation method.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2016(060)011【总页数】4页(P100-103)【关键词】隧道;流变;衬砌;围岩【作者】王强【作者单位】中铁十一局集团第二工程有限公司,湖北十堰 442000【正文语种】中文【中图分类】U451+.2随着我国铁路隧道建设事业的发展,新奥法建设山岭隧道的理念已经越来越被隧道设计和施工技术人员所接受。

软岩隧道围岩变形分析及处理

软岩隧道围岩变形分析及处理

中圈分类号 : 4 7 TU 5
文献标 识码 : A
联合支护 理论 、 动圈支护理论 、 松 锚喷大孤 板支护理 近 年来 , 国家对 基础建 设 的投 入越来 越大 , 铁路 、 公路 、 市 新奥法理论 、 城 论, 都是软岩支护原理 的延伸与应用 , 定性的对围岩进行支护 。 地下工程 、 资源 开采 等工 程项 目随处 可见 , 些工 程很 多都是 在 这
软 岩 隧 道 围 岩 变 形 分 析 及 处 理




徐 国元
要: 从介 绍软岩 隧道 的基本 变形特征 出发 , 系统分析 了引起 软岩隧道变形的原 因, 面讨论 了软岩隧道的支护原理 、 全
原则与方法 , 并详 细介 绍 了底鼓问题的防治方法 , 软岩地 质条件下的施工具有重要 的现实意义。 对 关键词 : 软岩 , 隧道支护 , 变形 , 底鼓
维普资讯
第3 3卷 第 1 期
2 007年 1月
山 西 建 筑
S ANXI A H RCHl TEC J RE
V0 . 3No. 13 1
Jn 2 0 a. 0 7
・9 ・ 3
文章缩号 :0 9 8 5 2 0 } 1 0 3 2 1 . 2 {0 7 0 . 9 ・ 0 6 0 0
47k . m长 的华 蓥山公路隧道等u 。在 软岩工 程越来 越频繁 的情 】 1维护 和保 持 围岩 的采 用 强度 的原则 。软岩在 经水 或风化 ) 况下 , 对软岩工程 中的围岩变形 问题 进行 总结 研究具有 重要 的工 影响后 强度明显降低 , 开挖 后应 及 时用喷 射混凝 土封 闭岩 面 , 防 程实用价值和现实意义。文 中探讨 了软岩隧道 变形 的基本 特征 , 止围岩风化潮解 。另外 , 光面爆破 等技术 措施对保 持围岩 的强 度 分析 了变形原 因, 综述 了近年来软岩隧道防治 的研究成果L ̄ J 26。 有利 。

隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估

隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估

隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估隧道工程是近年来城市建设中不可或缺的一部分。

随着隧道工程的不断发展,工程中的围岩变形与应力监测技术的应用与评估也越来越受重视。

本文将从不同的角度探讨隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估。

1. 前言隧道工程中的围岩变形与应力监测技术对工程安全和经济效益的提升起着至关重要的作用。

围岩变形与应力监测技术主要是通过安装传感器在隧道内部或围岩上进行实时监测,以获取有关围岩变形和应力分布的数据,从而及时调整施工方式,确保工程质量和安全。

2. 隧道围岩变形监测技术的应用隧道围岩变形监测技术主要包括测量套管法、测量灌浆法和测量剖面法。

其中,测量套管法是较为常用的技术,它通过在隧道围岩周围安装套管,通过测量套管的变形和应力变化来确定围岩的状态。

测量灌浆法则是通过注入灌浆材料来填充隧道围岩的裂缝和空隙,同时监测灌浆材料的流动情况,来评估围岩变形情况。

测量剖面法是通过在隧道围岩上沿着剖面安装传感器,测量围岩的变形和应力分布。

3. 隧道围岩应力监测技术的应用隧道围岩应力监测技术主要有引挠式、锚杆式和应力计式。

引挠式监测技术是通过引入外部力的方式来监测隧道围岩的应力分布。

锚杆式监测技术是通过在围岩内部安装锚杆,根据锚杆的应变变化来推断围岩的应力分布。

应力计式监测技术则是通过安装应力计来直接测量围岩的应力大小。

这些技术能够准确地评估围岩承载能力,从而指导隧道的施工进程。

4. 隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用案例以某城市地铁隧道施工项目为例,工程师在施工过程中采用了围岩变形与应力监测技术。

通过定期对隧道内的传感器数据进行分析,工程师发现施工过程中围岩变形量较大,应力分布不均匀。

在得知这一情况后,工程师及时调整了施工方案,增设了加固措施,确保了隧道的稳定性。

5. 隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的优势与挑战隧道围岩变形与应力监测技术在施工中具有诸多优势,如能够提供实时监测数据,及时发现问题。

隧道围岩力学特性的敏感性分析

隧道围岩力学特性的敏感性分析

蠕变模型进行有限元分析。Bui T 等[5]针
[12]
特性,考虑掌子面推进因素,给出了深埋
长明等 考虑到传统西原模型难以描述
到计算的时效性,将地层进行简化处理,
圆形洞室应力和位移的时效解析公式。
蠕变第三阶段的缺点以及蠕变参数会随
数值计算模型中将地层视为各向同性地
Boukharov 等[7] 在采用有限元软件对采
程,针对西原模型求得时间与粘滞系数
2
之间的关系,并以此建立非线性蠕变模
2.1工程概况
数值模拟
型。朱合华等[10]考虑了隧道开挖后渗流
某隧道工程是位于中国湖南省的重
对岩石蠕变特性的影响,以凝灰岩作为
要隧道工程,全长 1552m,隧洞总体方
试验对象,分别进行干燥岩石蠕变试验
向呈东偏北弧形布置。隧洞穿越地段最
成正比,R 值越大代表参数敏感性越大,
究的深埋软岩隧洞各测点沉降值而言,
结果分析
土体的体积模量、G 为岩土体的剪切模
2.4试验方案
平均极差 R 值的大小与参数敏感性
平均极差计算结果可知,对于本文所研
泊松比、E S 为岩土体的压缩模量、K 为岩
所示。
岩土工程与地基基础
安徽建筑
方向向右,y 轴正方向为沿隧洞轴线方
隧道围岩力学特性的敏感性分析


(安庆市诚风工程质量检测有限责任公司,安徽

岩土工程与地基基础
安徽建筑
作者简介:
江勇(1974-),男,安徽东至人,毕业于安徽建
筑工程学院工业和民用建筑专业,大专,高级
工程师。专业方向:土木工程 、工程结构检
测。
246000)
要:在深埋软岩引水隧洞工程中,为掌握隧洞施工期围岩变形特征,开展对隧洞支

关角特长隧道施工地质问题及成因分析

关角特长隧道施工地质问题及成因分析

关角特长隧道施工地质问题及成因分析高红杰【摘要】关角隧道是我国目前已建成的最长铁路隧道,施工中遇到了岭脊灰岩突涌水、软弱破碎围岩变形等地质问题。

通过对主要地质问题进行成因分析,归纳总结特长隧道施工地质问题的类型和特点,寻找各类问题的内在本质与机理,提高处理隧道施工地质问题的能力,推广处理复杂施工地质问题的经验,提高复杂地质条件下长大隧道施工技术水平。

%GuanJiao tunnel is the longest railway tunnel built in our country at present. During the construction, such geological problems as water burst, soft and broken surrounding rock deformation are encountered. This article focuses on the main geological problems encountered in the construction of Guanjiao tunnel to conduct cause analysis, summarize the types and characteristics of super long tunnel construction geological problems, identify the mechanism of such problems so as to improve the ability to deal with the geological problems, promote the practices in copying with complex geological problems and improve technological levels.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】5页(P87-90,91)【关键词】铁路隧道;施工;突涌水;围岩变形;成因分析【作者】高红杰【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U452.1+1青藏铁路西宁至格尔木段增建二线关角隧道,位于青海省天峻县、乌兰县境内,地面高程3 400~4 500 m,地形、地质条件复杂,于2007年11月6日全面开工,2014年4月15日全隧贯通。

围岩变形弹塑性分析

围岩变形弹塑性分析

隧道围岩重分布应力的计算隧道开挖前,岩体中每个质点均受到天然应力的作用而处于相对平衡状态;隧洞开挖后,洞壁岩体因失去了原有岩体的支撑,破坏了原有的平衡状态,从而产生向洞内空间的膨胀变形,其结果又改变了相邻质点的相对平衡关系,引起应力、应变和能量的重新调整,达到新的平衡关系,形成新的应力状态。

2.1.1弹性围岩重分布应力对于那些坚硬致密的块状岩体,当天然应力大约等于或小于其单轴抗压强度的一般时,隧道开挖后的围岩将呈弹性变形状态。

这类围岩可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体,其围岩应力重分布可用弹性力学的基本理论来分析,隧洞半径相对于洞长很小时,可按平面应变问题考虑,围岩重分布应力可用柯西(Kirsh )课题求解。

图2-1是柯西课题的简化模型。

设无限大弹性薄板,在边界上受沿X 方向的外力P 作用,薄板中有一半径为R 0的圆形小孔。

取如图极坐标,薄板中任一点 ( , )的应力及方向如图所示,按平面问题考虑,不计体力,则 点的各应力分量,即径向应力 、环向应力 和剪应力 与应力函数 间的关系,根据弹性理论可表示为:22222221111r r r r r r r r r θθθθφφσθφσφφτ∂∂=+∂∂∂=∂∂∂⎫⎪⎪⎪⎪=⎬⎪⎪⎪⎪⎭-∂∂∂(2-1) 上式的边界条件为:()()()()000cos 222sin 22r r b r r b r r r br bppbR pb R b R σθτθστ====⎫=+⎪⎪⎪=-⎬⎪⎪==⎪⎭(2-2)设满足该方程的应力函数φ是:()222ln cos 2A r Br Cr Dr F φθ-=++++(2-3)带入上式并考虑边界条件,可求得应力函数为:22220022200ln 1cos 22222pR R r r r R R r φθ⎡⎤=-----⎢⎥⎢⎥⎣⎦(2-4) 代入可得各应力分量:000242240024420042(1)(1)cos 223(1)(1)cos 2232(1)sin 22rr r r r R R r r R R rprp θθσθσθτθ=-++-⎪⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎪⎡⎤⎪=+-+⎢⎥⎬⎢⎥⎪⎣⎦⎪⎪=--+⎪⎭(2-5) 式中,x σ,θσ,r θτ分别为M 点的径向应力、环向应力和剪应力,以压应力为正,拉应 力为负;θ为M 点的极角,自水平轴(x 轴)起始,反时针方向为正;r 为径向半径。

隧道施工检测信息平台(TGMIS)在隧道围岩变形监测中的应用

隧道施工检测信息平台(TGMIS)在隧道围岩变形监测中的应用

隧道施工检测信息平台(TGMIS)在隧道围岩变形监测中的应用王俊平【摘要】监控量测是隧道施工的重要组成部分,从施工角度来说,围岩量测最大的作用就是能够根据沉降量、沉降速率等数据的变化进行分析和判断,确定相应的施工方案,对隧道的塌方、大变形进行预警,保证施工安全。

%Monitoring and measurement is an important part of the tunnel construction. From the construction point of view, the biggest role of surrounding rock measuring is that it can conduct analysis and judgement according to changes in the settlement amount, the settlement rate and other data to determine the appropriate construction program, warning for collapse of the tunnel and large deformation and ensuring construction safety.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】3页(P138-139,140)【关键词】隧道施工;TGMIS;围岩变形;应用【作者】王俊平【作者单位】中铁十七局集团第二工程有限公司,西安710043【正文语种】中文【中图分类】U456.310 引言施工中的监控量测是施工安全的保障,在施工过程中必须按要求进行此项工作,并将结果做系统处理后及时反馈指导工作。

根据新奥法的基本原理,在隧道施工中对围岩实时监控量测其目的在于掌握围岩的动态,对围岩稳定性作出评价;为确定支护的形式、支护参数和支护时间提供依据;了解支护结构的受力大小和应力分布;评价支护结构的合理性和安全性,为施工提供指导,以确保施工运营的安全并防止地表下沉。

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p rn t c r i teQn h i ie ri a unj otn e,b dpigteJS 0 ii l o vr ot gs u t e n h iga- bt al yg a i u n l ya ot h S 3 A dgt n e— i r u T w a n ac
r c e h ni s c nd to o k m c a c o ii n, f r s e n n o f mi g t e s a l e t e Th s i f i p ra t me n n o o e e i g a d c n r n h t bi z i . i i m i s o m o t n a i g t
第 3 6卷 , 4期 第 2 0 1 年 8 月 1
公 路 工 程
H ih y En i e i g g wa g ne rn
Vo . 6,No 4 13 .
Aug . ,2 0 1 1
关 角 隧 道 开 挖 围岩 变 形 监 测 及 分 析
余 永 强 ,路耀 邦 仲 玮年 凌 文 昌’ , ,
t e s ft o sr t n. h a ey c n tuci o
[ ywod ]N T Ke r s A M; u n l okd f m t n T n e;R c e r ai ;Moi r g o o nt i on 目前 , 国铁路 大 断 面 隧道 的施 工 基本 上 采用 我 新奥 法 , 奥 法 的重要 原 理 之一 就是 “ 时支 护 ” 新 适 , 但是 要作 到施 工开挖 之前 就能 准确地 确定 各项 支护 参数 和最 优开 挖支 护方案并 非 易事 。采用 以新 奥法 为理 论基 础 的复合 式 衬砌 的隧 道 , 须 将 现 场监 控 必 量 测项 目列入施 工 组 织设 计 中 , 既是 施 工 安 全 的 它 保证 措施 , 又是 优 化 结 构 、 低 材 料 消 耗 的 重 要 手 降 段 , 时也 是 实 现 隧 道 信 息 化 施 工 不 可 缺 少 的环 同
(. 南理工大学 土木工程学院 , 南 焦作 1河 河 中铁 隧 道 集 团 第 -5 程 处 , 北 廊 坊 -1 2 河
[ 摘
4 4 0 ; 2 中 国 中 铁 隧 道 集 团科 研 所 ,河 南 洛 阳 5 00 .
4 10 ; 3 70 9
0 50 ) 60 0
要 】在 新 奥 法 的 隧道 设 计 理 念 中 , 工 中 的变 形 监 测 成 为 其 重 要 的组 成 部 分 。为 实 时 掌 握 青 藏 铁 路 关 施
g n e me e ,m o io i g t e p rp e a ip a e e ta d d me s b i e c ft o k,r s a c i g t e e c tr n t rn h e i h r ld s lc m n n o u sd n e o he r c ee rhn h
【 图分 类号 】U46 3 中 来自 . [ 献 标 识 码 ]A 文
[ 文章 编 号 ]17 - 6 0 2 1 )4 00 - 3 6 4 0 1 ( 0 1 0 - 0 1 0
Th o io i g a d An l ss o u r u d n c h e M n t rn n a y i f S r o n i g Ro k On t e Gua n
S in ii s a c n t u e o i a Ral y Tu ne o p Co c e t c Re e r h I si t fCh n iwa n lGr u .,L d., L o a g,H e a f t t u yn n n471 0 0 9, Ch - i
n ; 3 C iaT n e Go p2 dA e c ,L nfn ,H n n0 5 0 ,C ia a . hn u n l ru n gn y a g g ea 6 0 0 hn ) a
[ b tat ntetn e N T eincn e t Mo i r ga dS re f u n l A M bc m s A s c]I n l A M ds o cp, n oi n uvyo T n e N T eo e r h u g t n
Ja u n lE c v t n i o T n e x a a i o
YU Yon i ng gq a ,LU oba ,ZHONG eni ,LI Ya ng W i an NG e ha W nc ng
( . c o lo vlE gn e ig 1 S h o fCii n ie r ,He a oye h i nv ri ,Ja z o,He a 5 0 0,C ia 2 n n n P ltc nc U ies y iou t nn4 4 0 hn ; .
角 隧 道 的 围岩 变 形 和 支 护 结 构 的 受 力 特 点 , 过采 用 J S 0 型 数 显 收 敛 计 对 围岩 进 行 周 边 位 移 量 和 拱 顶 下 沉 量 通 S 3A 的监 测 , 研究 其 围岩 动 态 变 化 , 测 和 确 认 其 最 终 稳 定 时 间。 对 隧 道 安 全 施 工 和 二 次 衬 砌 的施 工 时 间 具 有 重 要 的 预 指导意义 。 [ 键 词 ]新 奥法 ; 道 ;围岩 变 形 ; 测 关 隧 监
a m p ra tp r , F rc n r lig t e ltm e c a a trsis o u r u d n o k d fr ai n a up n i ot n a t o o to l he r a -i h r ce itc fs ro n i g r c eom to nd s — n
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