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圍巖量測(cè)技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用

2008-09-17 15:49    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:以現(xiàn)實(shí)工程為例,體系地?cái)⑹隽怂淼拦こ讨袊鷰r量測(cè)技能的量測(cè)要領(lǐng)、注意事項(xiàng)、量測(cè)數(shù)據(jù)的處理,以及圍巖穩(wěn)固性的鑒別要領(lǐng);議決施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),掌握圍巖和支護(hù)在施工中的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)固水平。

  關(guān)鍵詞:隧道工程;圍巖量測(cè);要領(lǐng);數(shù)據(jù)處理

  1、工程外貌

  馬平高速公路老鴉峽2#隧道是疏散式雙洞(左右線)單向行駛隧道。隧道出口段地質(zhì)圍巖分為三類(lèi):洞口段為Ⅰ類(lèi)圍巖,地質(zhì)情況為卵石,砂土添補(bǔ),無(wú)膠結(jié),同時(shí)存在采空區(qū)(在隧道進(jìn)洞之前已對(duì)采空區(qū)舉行了回填封堵灌漿處理),易孕育發(fā)生大的塌方;緊接Ⅰ類(lèi)圍巖為Ⅲ類(lèi)圍巖,地質(zhì)情況為石英閃長(zhǎng)巖,小節(jié)理裂隙發(fā)育,局部受風(fēng)化影響節(jié)理裂隙發(fā)育;然后是Ⅳ類(lèi)圍巖段,地質(zhì)情況為石英閃長(zhǎng)巖,小節(jié)理裂隙發(fā)育。整條隧道地下水位于計(jì)劃高程以下,不發(fā)育,隧道開(kāi)挖最大跨度為15m,最小為13m,開(kāi)挖高度為11m.

  2、量測(cè)項(xiàng)目憑據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)真相況,舉行了以下幾項(xiàng)量測(cè):洞內(nèi)視察,地表下沉量測(cè),拱頂下沉量測(cè),周邊收斂量測(cè)。

  3、量測(cè)

  3.1 洞內(nèi)視察隧道在開(kāi)挖后要舉行地質(zhì)視察,在支護(hù)完成后對(duì)已支護(hù)地段要舉行視察。

  對(duì)開(kāi)挖的圍巖視察包括以下幾項(xiàng):

 。1)節(jié)理裂隙發(fā)育水平及偏向;

 。2)開(kāi)挖事情面的穩(wěn)固狀態(tài),頂板有無(wú)坍塌征象;

 。3)涌水情況:涌水的位置、涌水量、水壓等;

  (4)是否有底板隆起征象。

  對(duì)初期支護(hù)段圍巖視察重要有以下幾項(xiàng):

  (1)是否孕育發(fā)生錨桿被拉斷或墊板脫離圍巖征象;

  (2)噴混凝土是否孕育發(fā)生裂隙和剝離或剪切破壞;

 。3)鋼拱架有無(wú)被壓變形情況。

  3.2 地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)布置在4B~6B(B主洞室寬)領(lǐng)域,中線相近密些,外側(cè)漸稀。

 。1)測(cè)點(diǎn)埋設(shè):在埋設(shè)點(diǎn)挖長(zhǎng)、寬、高均為20mm 的坑,然后放入沉陷測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)一樣平常采用25mm 長(zhǎng)、350mm半圓頭鋼筋制成。測(cè)點(diǎn)周?chē)没炷撂顚?shí)。在開(kāi)挖影響領(lǐng)域以外設(shè)置水平基點(diǎn)2個(gè)~3個(gè)。水平基點(diǎn)埋設(shè)要領(lǐng)同上。

  (2)量測(cè)——沉陷量盤(pán)算:使用平凡水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺,測(cè)出各沉陷量測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高,然后按下式盤(pán)算沉陷量。

  un=A0-(A基-R后 R前)(1)

  式中un—第n次量測(cè)下沉量,mm;

  A0—測(cè)點(diǎn)初始標(biāo)高,mm;

  A基—水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高,mm;

  R后—第n次量測(cè)后視讀數(shù),mm;

  R前—第n次量測(cè)前視讀數(shù),mm.

  3.3 拱頂下沉在拱頂部位布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn),中線兩側(cè)2m處拱腰部位布置兩對(duì)稱(chēng)測(cè)點(diǎn),三個(gè)點(diǎn)位于一個(gè)斷面,布設(shè)時(shí)采用全站儀測(cè)放,量測(cè)斷面的間距為Ⅰ類(lèi)圍巖段10m,Ⅲ類(lèi)圍巖段15m,Ⅳ類(lèi)圍巖段20m,量測(cè)阻遏時(shí)間:1d~15d1次/d;16d~1個(gè)月1次/2d;1個(gè)月~3個(gè)月1次/周。

  下沉量盤(pán)算:un=A0-(A基-R后 R前)(2)

  式中un—第n次量測(cè)下沉量,mm;

  A0—測(cè)點(diǎn)初始標(biāo)高,mm;

  A基—水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高,mm;

  R后—第n次量測(cè)后視讀數(shù),mm;

  R前—第n次量測(cè)前視讀數(shù),mm.華東公路2002年第4期2002年第4期婁奕紅,王秉勇:圍巖量測(cè)技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用。

  3.4 周邊位移周邊位移量測(cè)重要量測(cè)兩側(cè)邊墻收斂值。

  布設(shè)測(cè)點(diǎn)如下:在Ⅳ類(lèi)圍巖中,每隔50m布置一個(gè)斷面;Ⅰ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)圍巖每隔20m布設(shè)一個(gè)斷面。每個(gè)斷面布置3對(duì)測(cè)點(diǎn),在楔形體領(lǐng)域內(nèi)大略布置于上中下,每組兩個(gè)測(cè)點(diǎn)連結(jié)在水平位置。

  4、量測(cè)數(shù)據(jù)的處理采用隧道凈空厘革值(收斂值)作為信息反饋值。

  收斂值指隧道周邊兩測(cè)點(diǎn)連線偏向上相對(duì)位移值,所以必須把它換算成兩測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)位移值,換算的要領(lǐng)按幾多關(guān)連有:(ui-uj)cosAij (vi-vj)sinAij=Dij(3)

  式中ui、uj、vi、vj—i、j兩測(cè)點(diǎn)絕對(duì)位移的水溫和垂直分量;

  A—ij連線與水平偏向夾角,按逆時(shí)針偏向?yàn)檎?/p>

  D—基線ij偏向的收斂值。

  采用一元非線性回歸方程。

  指數(shù)方程:u=a(1-e-bt)(4)

  當(dāng)量測(cè)時(shí)間t1=t2時(shí),則解得回歸系數(shù)a=u21/(2u1-u2)

  b=1/tln[u1/(u2-u1)](5)

  當(dāng)量測(cè)時(shí)間t2=2t1,則用拉格朗日插值方程求解2t1時(shí)的量測(cè)值u,然后再用兩倍時(shí)差求解a、b值,u=[(t3-2t1)u2 (2t1-t2)u3]/(t3t2)(6)

  得出回歸方程后,可以繪出位移時(shí)間曲線,得出某暫時(shí)間位移速率,從位移時(shí)間形態(tài)、位移速率與某臨界值相比力,確定采用何種支護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)施作時(shí)間。

  5、圍巖穩(wěn)固性鑒別尺度位移——時(shí)間曲線的形態(tài),憑據(jù)巖體的流變特性,巖體破壞前的變形曲線分成三個(gè)區(qū)段。

  分別如下:

 。1)基本穩(wěn)固區(qū):變形速率不停降落,d2u/dt<0時(shí),評(píng)釋圍巖趨于穩(wěn)固,支護(hù)是清靜的。

 。2)過(guò)渡區(qū):變形速率永劫間連結(jié)穩(wěn)固,d2u/dt=0,評(píng)釋支護(hù)要增強(qiáng)同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)解施工步伐。

  (3)破壞區(qū):變形速率逐漸增長(zhǎng),d2u/dt>0時(shí),曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn),評(píng)釋圍巖已到達(dá)傷害狀態(tài),必須立刻歇工加固。

延伸閱讀:圍巖 量測(cè) 技能
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