硕士论文-理工科类-围岩量测技能在老鸦峡2#隧道中的应用

硕士论文-理工科类-围岩量测技能在老鸦峡2#隧道中的应用 摘要：以现实工程为例，体系地叙述了隧道工程中围岩量测技能的量测要 领、注意事项、量测数据的处理，以及围岩稳固性的鉴别要领；议决施工现场 监测，掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳固水平。 关键词：隧道工程；围岩量测；要领；数据处理 1 工程外貌 马平高速公路老鸦峡2#隧道是疏散式双洞(左右线)单向行驶隧道。隧道出口段地质围岩分为三类：洞口段为?类围岩，地质情况为卵石，砂土添补，无 胶结，同时存在采空区(在隧道进洞之前已对采空区举行了回填封堵灌浆处 理)，易孕育发生大的塌方；紧接?类围岩为?类围岩，地质情况为石英闪长 岩，小节理裂隙发育，局部受风化影响节理裂隙发育；然后是?类围岩段，地 质情况为石英闪长岩，小节理裂隙发育。整条隧道地下水位于计划高程以下， 不发育，隧道开挖最大跨度为，最小为13 m，开挖高度为11 m。 2 量测项目 凭据现场现真相况，举行了以下几项量测：洞内视察，地表下沉量测，拱 顶下沉量测，周边收敛量测。 3 量测 3.1 洞内视察 隧道在开挖后要举行地质视察，在支护完成后对已支护地段要举行视察。 对开挖的围岩视察包括以下几项： (1)节理裂隙发育水平及偏向； (2)开挖事情面的稳固状态，顶板有无坍塌征象； (3)涌水情况：涌水的位置、涌水量、水压等； (4)是否有底板隆起征象。 对初期支护段围岩视察重要有以下几项： (1)是否孕育发生锚杆被拉断或垫板脱离围岩征象； (2)喷混凝土是否孕育发生裂隙和剥离或剪切破坏； (3)钢拱架有无被压变形情况。 3.2 地表下沉量测 地表下沉量测布置在4 B～6 B(B主洞室宽)领域，中线相近密些，外侧渐稀。 (1)测点埋设：在埋设点挖长、宽、高均为20 mm 的坑，然后放入沉陷测点，测点一样平常采用25 mm 长、350 mm半圆头钢筋制成。测点周围用混凝土填实。在开挖影响领域以外设置水平基点2个 ～3个。水平基点埋设要领同上。 (2)量测——沉陷量盘算：使用平凡水准仪和水准尺，测出各沉陷量测点的 标高，然后按下式盘算沉陷量。 un=A0-（A基-R后 R前)（1） 式中un——第n次量测下沉量，mm； A０——测点初始标高，mm； Ａ基——水准基点标高，mm； R后——第n次量测后视读数，mm； R前——第n次量测前视读数，mm。 3.3 拱顶下沉 在拱顶部位布设一个测点，中线两侧2 m处拱腰部位布置两对称测点，三个点位于一个断面，布设时采用全站仪测放，量测断面的间距为?类围岩段10 m，?类围岩段15 m，?类围岩段20 m，量测阻遏时间：1d～15d1次/d；16 d～1个月1次/2d；1个月～3个月1次/周。 下沉量盘算： un=A０-（Ａ基-R后 R前)(2) 式中un——第n次量测下沉量，mm； A０——测点初始标高，mm； Ａ基——水准基点标高，mm； R后——第n次量测后视读数，mm； R前——第n次量测前视读数，mm。 华东公路2002年第4期2002年第4期娄奕红，王秉勇：围岩量测技能在老鸦峡2#隧道中的应用 3.4 周边位移 周边位移量测重要量测两侧边墙收敛值。 布设测点如下：在?类围岩中，每隔50 m布置一个断面；?类、?类围岩每隔20 m布设一个断面。每个断面布置3对测点，在楔形体领域内大略布置于上中下，每组两个测点连结在水平位置。 4 量测数据的处理 采用隧道净空厘革值(收敛值)作为信息反馈值。收敛值指隧道周边两测点 连线偏向上相对位移值，所以必须把它换算成两测点的绝对位移值，换算的要 领按几多关连有： (ui-uj)cosAij (vi-vj)sinAij=Dij(3) 式中ui、uj、vi、vj——i、j两测点绝对位移的水温和垂直分量； A——ij连线与水平偏向夹角，按逆时针偏向为正； D——基线ij偏向的收敛值。 采用一元非线性回归方程。 指数方程： u=a(1-e-bt)(4) 当量测时间t１=t2时，则解得回归系数 a=u２１/(2u1-u2) b=1/tln［u１／（u２-u１)］(5) 当量测时间t2=2t1，则用拉格朗日插值方程求解2t1时的量测值u，然后 再用两倍时差求解a、b值， u=［(t3-2t1)u2 (2t1-t2)u3］/(t３ 得出回归方程后，可以绘出位移时间曲线，得出某暂时间位移速率，从位 移时间形态、位移速率与某临界值相比力，确定采用何种支护结构及支护结构 施作时间。 施工范例中划定隧道周边容许相对位移值(%)如表1。 5 围岩稳固性鉴别尺度 位移——时间曲线的形态，凭据岩体的流变特性，岩体破坏前的变形曲线 分成三个区段。分别如下。 (1)基本稳固区：变形速率不停降落，d2u/dt＜0时，评释围岩趋于稳固，支护是清静的。 (2)过渡区：变形速率永劫间连结稳固，d2u/dt=0，评释支护要增强同时实时调解施工步伐。 (3)破坏区：变形速率逐渐增长，d2u/dt＞0时，曲线出现反弯点，评释围岩已到达伤害状态，必须立刻歇工加固。 表1范例划定隧道周边容许相对位移值 围岩种别〖〗笼罩层厚度(m)小于50〖〗50～300〖〗大于300容许相对位移值?〖〗～30〖〗～〖〗～〖〗～ 〖〗～〖〗～〖〗～〖〗～ 〖〗～ 注：?相对位移值指实测位移值与两测点间间隔之比，或拱顶位移实测值 与隧道宽度之比； ?脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 6 工程实例 凭据表2数据盘算如下： 第1组数据： a=332/(2×33- b=1/10ln［33/(39-33)］ (1-e- du/dt=--- 当t=22 d时， ＜ 说明地表到达基本稳固。 第2组数据： a=272/(2×27- b=1/10ln［27/（32-27)］ （１-e- du/dt=--- 当t=20 d时， ＜ 说明地表到达基本稳固。 第3组数据： a=21２／（２×21- b=1/10ln［21/(28-21)］ （１-e- du/dt=--- 当t=26 d时， ＜ 说明地表到达基本稳固。 第4组数据： a=12２／（２×12- b=1/10ln［12/(13-12)］ （１-e-) du/dt=--- 当t=12 d时， ＜ 说明地表到达基本稳固。 由以上四组数据可知，当开挖到26 d时，该断面地表到达稳固。 工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道左线 视察项目：地表下沉 设点里程： 表2马平高速公路老鸦峡2#隧道左线地表下沉视察情况 视察日期〖〗测点编号1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉 陷量〖〗高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-11〖〗〖〗0〖〗1 〖〗0〖〗1 876.758〖〗0〖〗〖〗02001-06-12〖〗1 〖〗3〖〗〖〗2〖〗〖〗2〖〗〖〗12001-06-13〖〗〖〗6〖〗〖〗4〖〗〖〗5〖〗〖〗22001-06-14〖〗1 8〖〗11〖〗〖〗5〖〗〖〗7〖〗〖〗52001-06-15〖〗〖〗13〖〗〖〗8〖〗〖〗8〖〗〖〗62001-06.16〖〗〖〗15〖〗〖〗9〖〗〖〗10〖〗1 〖〗82001-06-17〖〗〖〗20〖〗〖〗14〖〗1 〖〗15〖〗〖〗92001-06-18〖〗〖〗23〖〗1 〖〗18〖〗〖〗17〖〗〖〗112001-06-19〖〗1 〖〗27〖〗〖〗21〖〗〖〗19〖〗 〖〗122001-06-20〖〗〖〗33〖〗〖〗27〖〗1 〖〗21〖〗〖〗122001-06-21〖〗〖〗35〖〗1 〖〗28〖〗1 87〖〗22〖〗〖〗122001-06-22〖〗1 〖〗36〖〗〖〗28〖〗〖〗23〖〗 〖〗122001-06-23〖〗〖〗36〖〗〖〗28〖〗1 〖〗24〖〗〖〗122001-06-24〖〗〖〗36〖〗1 〖〗29〖〗〖〗25〖〗〖〗122001-06-25〖〗1 〖〗37〖〗〖〗29〖〗〖〗25〖〗 〖〗122001-06-26〖〗〖〗37〖〗〖〗30〖〗1 〖〗26〖〗〖〗122001-06-27〖〗〖〗37〖〗1 〖〗30〖〗〖〗26〖〗〖〗132001-06-28〖〗1 〖〗38〖〗〖〗31〖〗〖〗27〖〗 〖〗132001-06-29〖〗〖〗38〖〗〖〗31〖〗1 〖〗27〖〗〖〗132001-06-30〖〗〖〗39〖〗1 〖〗32〖〗〖〗28〖〗〖〗132001-07-01〖〗1 〖〗39〖〗〖〗32〖〗〖〗28〖〗〖〗132001-07-02〖〗〖〗39〖〗〖〗32〖〗1 〖〗29〖〗〖〗132001-07-03〖〗〖〗40〖〗1 〖〗32〖〗〖〗29〖〗〖〗13凭据表3数据盘 算如下： 数据处理： a=122/(2×12-16)=18 b=1/10ln［12/(16-12)］ u=18×(1-e-） du/dt=-18×(-- 当t=21 d时， ＜ 说明围岩到达基本稳固，此时可以举行二衬施工。 凭据表4数据盘算如下： 数据处理： - b=1/10ln［-］ -e- du/dt=-（-）e- d2u/d2 t＜0评释围岩趋于稳固，支护是清静的。 当t=11 d时，＜说明围岩到达基本稳固，此时可以举行二衬施工。 工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道右线 视察项目：拱顶下沉 设点里程：Rk 27 538 表3马平高速公路老鸦峡2#隧道右线视察情况 视察日期〖〗测点编号1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下 沉量〖〗高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-18〖〗〖〗02001-06-19〖〗〖〗32001-06-20〖〗〖〗62001-06-21〖〗1 865〖〗82001-06-22〖〗〖〗92001-06-23〖〗〖〗92001-06-24〖〗〖〗102001-06-25〖〗〖〗112001-06-26〖〗〖〗112001-06-27〖〗〖〗122001-06-28〖〗〖〗122001-06-29〖〗〖〗132001-06-30〖〗 〖〗132001-07-01〖〗〖〗142001-07-02〖〗1 〖〗142001-07-03〖〗〖〗142001-07-04〖〗〖〗152001-07-05〖〗〖〗162001-07-06〖〗〖〗162001-07-07〖〗〖〗162001-07-08〖〗〖〗162001-07-09〖〗〖〗162001-07-010〖〗〖〗16工程名称：马平高速公路老鸦峡2#隧道右线 视察项目：周边收敛 设点里程： 视察时间：-07～ 表4马平高速公路老鸦峡2#隧道右线周边收敛视察情况 量测时间〖〗第1 d〖〗第5 d〖〗第10 d〖〗第15 d〖〗第20 d〖〗第25 d〖〗第30 d径向位移(mm)〖〗0〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗结论 围岩量测技能在老鸦峡2#隧道的应用，量测反馈的信息准确地引导了隧道 施工，使工程顺遂议决洞口采空区段及大卵石砂土添补且无胶结的?类围岩 段，保证了在施工历程中没有孕育发生一起塌方事故，对隧道的清静质量进度 提供了牢固的基础和有力的保障。 参考文献 ［1］刘玉珠主编土木匠程丈量广州：华南理工大学出书社，2001