無尺監(jiān)控量測技術(shù)在下山口隧道中的應(yīng)用.ppt

1、無尺監(jiān)控量測技術(shù)在下山口隧道施工中的應(yīng)用,匯報人：馬啟華 中鐵一局大麗高速公路12-2合同段 項目經(jīng)理部,一、工程概況,二、地質(zhì)概況,三、監(jiān)控量測實施方案 3.1監(jiān)控量測的目的 3.2圍巖監(jiān)控的意義 3.3監(jiān)控量測必測項目的選定 3.4測量人員安排 3.5測量儀器選定 3.6測點布置及量測方法,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用 4.1指導現(xiàn)場施工實例 4.2指導變更設(shè)計情況 4.3自貼式反射片的應(yīng)用 4.4徠卡TPS隧道測量軟件的應(yīng)用,五、結(jié) 語,目 錄,一、工程概況,大理至麗江高速公路是國家高速公路網(wǎng)橫12杭州至瑞麗高速公路聯(lián)絡(luò)線，也是國道214線西寧至景洪公路云南境內(nèi)的重要組成部分。本工程位

2、于云南西北部的大理白族自治州和麗江市境內(nèi)，主線起于大理鳳儀鎮(zhèn)小豐樂村，接已建成的楚雄至大理高速公路，經(jīng)華營、鄧川、洱源、劍川，止于麗江黃山埡口西，接麗江市?；勐泛鸵?guī)劃的麗江西城區(qū)過境公路，主線全長191.770Km。 本項目為第122合同段，起訖里程為K82+997K85+370，全長2.373km，主要工程為1隧1橋4涵其余均為路基工程，下山口隧道為分離式隧道，左線里程為ZK81+570ZK84+410,長度2840m，右線里程為K81+560K84+418,長度2858m，是大麗高速公路控制性工程。我單位承擔出口端左線1413m，右線1421m的施工任務(wù)。,二、地質(zhì)概況,隧道區(qū)域地層自上而

3、下主要由第四系全新統(tǒng)殘積層與泥石流堆積層（ ）成因角礫石、粉質(zhì)粘土；殘坡積（ ）角礫土、粉質(zhì)粘土和二疊系（ ）全風化玄武巖及其風化層組成。下山口隧道主要經(jīng)過F1、F2斷層，隧道級圍巖長1167m，級圍巖長1649m。下山口隧道出口位置位于坡度45陡坡上，淺埋段有4050m，地面植被稀疏，主要由殘坡積成因的角礫土，及含碎石黏性土組成，含少量角礫，拱部及側(cè)壁自穩(wěn)性差，易坍塌。在洞頂原地表有此前形成的明顯的地層滑動痕跡，呈扇形布置，范圍覆蓋整個左右線洞頂，裂縫寬度約1020cm，長度約70多米，最大滑動錯臺達到80cm。,地層滑動痕跡,二、地質(zhì)概況,三、監(jiān)控量測實施方案,3.1監(jiān)控量測的目的 現(xiàn)場監(jiān)

4、控量測是隧道現(xiàn)代化施工管理的重要組成部分，它不僅能指導施工，預報險情，確保安全，而且通過現(xiàn)場監(jiān)測獲得圍巖動態(tài)和支護工作狀態(tài)的信息（數(shù)據(jù)），為修正和確定初期支護參數(shù)，混凝土襯砌支護時間提供信息依據(jù)。為今后的隧道設(shè)計和施工提供工程類似依據(jù)。,3.2圍巖監(jiān)控的意義 圍巖監(jiān)控是防止圍巖過大變形及塌方的重要措施，其監(jiān)控的主要項目有： 地質(zhì)監(jiān)控：即施工人員對各開挖斷面的地質(zhì)狀況應(yīng)詳細描述，如圍巖強度、巖性、層理、節(jié)理、裂隙、地下水大小等。對圍巖類別進行判斷，并與設(shè)計圍巖類別對比。如有變化，應(yīng)及時反映修改設(shè)計，并做地質(zhì)斷面圖存檔。 安全檢查監(jiān)控：即安全檢查人員每天對初期支護、鋼拱架等宏觀檢查變形、裂縫、掉皮

5、、掉塊、漏水等不良情況，要做好記錄并及時反饋情況，進行處理。 監(jiān)控量測：對測點拱頂下沉、周邊收斂及地表下沉及時量測，并分析圍巖穩(wěn)定情況，及時匯報。,三、監(jiān)控量測實施方案,3.3監(jiān)控量測必測項目的選定 本次監(jiān)控量測必測項目選定根據(jù)公路隧道技術(shù)施工規(guī)范和下山口隧道兩階段施工圖的相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合其他類似工程的監(jiān)控量測經(jīng)驗確定： 地表沉降觀測:測點橫向間距34m,縱向間距1050m； 地質(zhì)及支護狀態(tài)觀察：采用觀測的方法,對圍巖的巖性，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，地下水出露狀況，支護結(jié)構(gòu)可觀察到的變形情況，危石情況等進行觀察記錄，并繪制地質(zhì)剖面圖； 水平收斂及拱頂下沉量測或側(cè)墻頂下沉：根據(jù)變形值、變形速率、變形收斂情況

6、等用以判斷巖層的穩(wěn)定性、初期支護設(shè)計和施工方法的合理性及施作二次襯砌時間； 超前地質(zhì)預報； 二次襯砌凈空變化。,三、監(jiān)控量測實施方案,3.4測量人員安排 項目部成立專門監(jiān)控量測小組，配備3名專職人員負責，助工1名，技術(shù)員2名。監(jiān)測組在隧道施工中承擔監(jiān)控量測任務(wù)，負責量測斷面選擇，測點布置埋設(shè)、日常量測和數(shù)據(jù)處理及儀器保養(yǎng)維修工作，應(yīng)及時進行量測值的計算和繪制圖表，并及時進行信息反饋，向施工技術(shù)主管部門和設(shè)計單位報告量測結(jié)果。現(xiàn)場監(jiān)控量測，應(yīng)按量測計劃認真組織實施，并與其他施工環(huán)節(jié)緊密配合，不得中斷工作。,三、監(jiān)控量測實施方案,監(jiān)控量測儀器設(shè)備對比表,3.5測量儀器選定 隧道測量儀器一般選擇常用

7、的水準儀、數(shù)顯收斂計等，但是隨著全站儀精度的提高，功能越來越強大，逐步開始采用全站儀進行監(jiān)控測量，我們對常用監(jiān)控量測儀器和現(xiàn)場使用監(jiān)控量測儀器做了詳細的對比。,三、監(jiān)控量測實施方案,水平收斂測量,洞頂位移觀測,三、監(jiān)控量測實施方案,現(xiàn)場使用監(jiān)控量測儀器設(shè)備清單,全站儀測量拱頂下沉 地質(zhì)超前預報,襯砌凈空測量 自貼式反射片,三、監(jiān)控量測實施方案,監(jiān)測儀器使用對比表,經(jīng)過現(xiàn)場使用和分析，由于公路隧道跨度達到12.5m，高度達到8.04m，數(shù)顯收斂計和水準儀受高度、跨度和外界環(huán)境影響，使用極不方便，跨度越大精度越難保證，而且必須使用機械和大量人工進行配合，與施工相互干擾比較大，最后經(jīng)過使用過程中的不

8、斷總結(jié)，數(shù)據(jù)的對比采用全站儀和反射片配合進行坐標和高程的量測，為了精度能達到指導施工的要求現(xiàn)場采用6測回觀測。,三、監(jiān)控量測實施方案,3.6測點布置及量測方法 3.6.1量測斷面布置示意圖（見下圖）,三、監(jiān)控量測實施方案,3.6.2洞內(nèi)測點布置注意事項 量測點的安設(shè)應(yīng)能保證初讀數(shù)在開挖24小時內(nèi)和下一循環(huán)開挖前往完成，并測取出讀數(shù)。 測點應(yīng)安設(shè)在距離開挖工作面2m范圍內(nèi)，且不大于一個循環(huán)進尺，并應(yīng)細心保護，不受下一循環(huán)開挖的破壞。 各項位移的測點，一般布置在同一斷面內(nèi)，測點統(tǒng)一在一起，以便測設(shè)結(jié)果能互相印證，協(xié)同分析與應(yīng)用。 3.6.3現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及方法 （見下表）,三、監(jiān)控量測實施方案,

9、隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及方法,三、監(jiān)控量測實施方案,3.6.4量測頻率 凈空位移和拱頂下沉的量測頻率除按上表執(zhí)行外，還應(yīng)參照下表的量測頻率執(zhí)行。,凈空位移和拱頂下沉的量測頻率,三、監(jiān)控量測實施方案,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,4.1指導現(xiàn)場施工實例 以下主要通過現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)后將量測記錄數(shù)據(jù)及時輸入計算機系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制各測點的位移u與時間t的關(guān)系曲線，對量測數(shù)據(jù)進行回歸分析： 當位移-時間關(guān)系曲線出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強支護，必要時暫停開挖并進行施工處理； 當位移-時間關(guān)系曲線趨于平緩時，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律； 各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定

10、后，進行二次襯砌的施作。,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,2010年6月26日下山口隧道右洞正式進行上臺階開挖施工，上臺階高度3.5m，嚴格按工藝要求預留核心土，每循環(huán)進尺按設(shè)計60cm控制，支護參數(shù)按設(shè)計施工。右洞測量數(shù)據(jù)整理后見下表：,下山口隧道拱頂下沉記錄表,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,下山口隧道洞頂?shù)乇砦灰朴^測記錄表,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,施工下臺階及仰拱,地 表 開 裂,施工臨時仰拱,明洞襯砌施工,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時正確指導了現(xiàn)場施工，合理調(diào)

11、整了施工工序，確保了隧道安全進洞。6月30日對掌子面進行了封閉，停止了掌子面施工，7月1日立即施工了上臺階臨時仰拱， 7月14日施工下臺階，7月21日施工明洞仰拱及基礎(chǔ)，7月31澆注明洞襯砌混凝土，經(jīng)過一個月的努力8月2日隧道恢復開挖，截止現(xiàn)在隧道開挖已有61m。,洞 內(nèi) 施 工,隧道口全景,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,4.2指導變更設(shè)計情況： 項目部6月30上午，根據(jù)監(jiān)控量測資料和現(xiàn)場實際情況分別向駐地監(jiān)理和分指工程科進行了匯報，隨后駐地監(jiān)理、總指、設(shè)計院專家到達施工現(xiàn)場對山體和洞內(nèi)進行了勘察，要求設(shè)計單位對地質(zhì)情況進行復查，為保證安全和穩(wěn)妥進洞，掌子面停止開挖進行封閉，然后對山體加固和

12、進洞方案進行討論確定。 2010年7月2日召開了下山口隧道現(xiàn)場辦公會，經(jīng)過四方現(xiàn)場勘察決定：暫停掌子面施工，隧道洞頂?shù)乇砹芽p灌注水泥漿填塞，用水泥砂漿封閉，并用塑料布等防水設(shè)備進行臨時覆蓋防止雨水滲漏，盡快施作明洞襯砌；山體處理采用注漿鋼管進行加固，加固原理為水泥漿對松散坡體進行固結(jié)，注漿鋼管作為鋼管抗滑樁阻止山體位移。隧道左右線導向墻后3.5m范圍內(nèi)注漿,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,采用42x4mm鋼管，注漿孔間距11m，其余位置為1086mm鋼管，注漿孔間距22m，梅花形布置，鋼管深度至隧道頂開挖輪廓外100cm，注漿采用1:1水泥漿，注漿壓力為1Mpa；洞內(nèi)鋼拱架間距由60cm調(diào)整為

13、50cm,徑向注漿小導管間距由6080cm調(diào)整為6060cm梅花形布置。這些措施很大程度上保證了隧道的進洞安全。,施工鋼管樁 加固后的山體,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,4.3自貼式反射片的應(yīng)用 使用自貼式反射片在短距離內(nèi)能達到棱鏡測量同等精度，它小巧、安置方便，應(yīng)用廣泛。自貼式反射片有多種規(guī)格，測量中選用40mm 40mm徠卡反射片，1片價格為20元，自貼式反射片的后面帶有不干膠，可直接粘貼到需要觀測的物體上。在夜晚或隧道光線弱的工作環(huán)境中，在站點只要用手電往目標方向一照，就會發(fā)現(xiàn)很亮的亮點。一般自貼式反射片只能使用一次，為了解決反復利用，降低成本，經(jīng)過大家集思廣益，方案比選，決定將反射片

14、緊貼在帶柄鋼板上，采用沖擊鉆在初期支護上打孔，然后將鋼板固定在初支上，同時也解決了初支表面貼不牢固的問題，做襯砌前將鋼板取出后繼續(xù)可以重復利用。,改造后的反射片,自貼式反射片,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,同時在施工總結(jié)中對數(shù)顯收斂計與全站儀+反射片測量數(shù)據(jù)進行了對比，數(shù)據(jù)詳見下表：,數(shù)顯收斂測量數(shù)據(jù),四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,全站儀+反射片測量數(shù)據(jù),四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,根據(jù)上圖不難得出：數(shù)顯收斂計測量精度較高，只能反映凈空大小變化，看不出位移，而全站儀+反射片可以反應(yīng)出左右點的下沉、相對位移及凈空變化情況。,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,

15、4.4徠卡TPS隧道測量軟件的應(yīng)用 徠卡TPS隧道測量軟件完全取代了以前通常使用的PDA斷面儀，徠卡機載測量軟件是由徠卡測量系統(tǒng)（上海）有限公司為中國用戶度身定制，由機載軟件和數(shù)據(jù)處理軟件兩部分組成，機載功能直接在全站儀操作，無需其他繁雜的輔助設(shè)備，操作如極坐標放樣般簡單，軟件特點：功能強大操作簡單經(jīng)濟高效 機載軟件可快速實現(xiàn)隧道三維斷面測量及檢測，隧道超欠挖檢查，炮孔放樣，隧道中線及邊線放樣，輸入里程及偏差可實現(xiàn)任意隧道、路基及橋梁等附屬設(shè)施的放樣，里程及坐標正反算，隧道開挖質(zhì)量檢查，斷面監(jiān)測等。 該系統(tǒng)完全考慮和解決了各種平曲線、豎曲線、輪廓形狀，全站儀只需在隧道內(nèi)任意位置設(shè)站、定向完畢后,方可完成以下功能操作：,四、監(jiān)控量測技術(shù)在施工中的應(yīng)用,超欠挖隨機檢測： 可檢測隧道內(nèi)壁任意點的超欠挖情況，檢測結(jié)果實時顯示； 開挖輪廓放樣：不受掌子面凹凸不平影響，可快速、準確地在掌子面放樣出開挖輪廓線； 隧道橫斷面測量：可快速采集斷面數(shù)據(jù)，一次設(shè)站可以測量多個斷面； 隧道中線放樣：只需輸入待放樣里程，其他計算均有程序完成，實時顯示放樣偏差，使繁瑣的放樣工作變得輕松、快捷； 數(shù)據(jù)