黄土段长大隧道监控量测机械湿喷技术.pptx
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1、黄土段长大隧道监控量测、机械湿喷技术主讲人:赵迎春主讲人:赵迎春前言介绍PrefaceIntroduction随着铁路施工技术的发展,长大隧道在新建铁路线路中所占的比例也日趋增大,为保证长大隧道快速安全施工,对隧道初期支护提出更高的要求,传统的量测方法、施工工艺难以满足隧道施工需要。随着隧道施工新工艺、新工装的不断出现,隧道施工向着更快、更好、更便捷的方向不断发展。如意隧道施工采用的监控量测信息管理平台、机械湿喷等正是应势而生,在隧道施工中发挥重要的作用。Contents目录0102工程概况监控量测信息化03机械湿喷施工工艺一、概述01工程概况u工程简介u隧道围岩分布u施工组织安排工程概况如意
2、隧道位于陕西省延安市宜川县境内,进口位于宜川县寿峰乡桌里村东侧斜坡上,出口位于宜川县集义镇北东侧陡坡上,进口小里程侧为薛寿公路,出口大里程侧为宜韩公路,隧址区交通条件较差。全长11920.08m,为单洞双线隧道,最大埋深691.3m。DK477+332.24隧道出口(478+500)段位于R=1200m的左偏曲线上,其余段位于直线上。隧道线间距变化范围4.05.07m。隧道设进口、出口、1#斜井、2#斜井(业主文件2016年1月20日取消此斜井,开累开挖284m)、3#斜井共四个作业工区,采用无轨运输方式。全隧主要以级围岩为主,占隧道总长87.45%。隧道设计喷射混凝土66581.39m。工程
3、简介隧道围岩分布情况隧隧隧隧道道道道围围岩岩岩岩类别类别分布分布分布分布位置位置进进出口里出口里程程长长度度(mm)围围岩分岩分级级计计算算长长度(度(mm)级级级级级级正洞正洞DK466+580DK466+580DK478+500DK478+50011920.0811920.081042510425880880590.08590.081#1#斜井斜井DK470+400DK470+4001 1斜斜21+6021+60216021601630163049049040403#3#斜井斜井DK474+800DK474+8003 3斜斜11+9011+9011901190180180945945656
4、5隧隧隧隧道道道道喷喷射混凝土射混凝土射混凝土射混凝土统统计计计计位置位置进进出口里出口里程程长长度(度(mm)设计设计喷喷射混凝土量(射混凝土量(mm3 3)级级级级级级正洞正洞DK466+580DK466+580DK478+500DK478+50011920.0811920.0843194.3643194.366294.466294.466420.176420.171#1#斜井斜井DK470+400DK470+4001 1斜斜21+6021+60216021603895.543895.542179.462179.46145.07145.073#3#斜井斜井DK474+800DK474+80
5、03 3斜斜11+9011+9011901190375.51375.513753.043753.04323.78323.78123 砂质新黄土段,具有湿陷性,稳定性不强,施工难度大。4隧道穿越区存在游离态有害气体逸出可能,施工安全风险大。隧道以级围岩为主,水平砂岩层,光爆效果不佳。斜井长,坡度陡、富水、工期短,施工组织要求高。工程特点施工组织安排进进口口口口工工工工区区区区2266.08m2266.08m斜井小里斜井小里斜井小里斜井小里程程程程 大里大里大里大里程程程程方向方向方向方向2418m 2418m 方向方向方向方向1321m1321m出口出口出口出口工工工工区区区区2379m2379
6、m斜井小里斜井小里斜井小里斜井小里程程程程 大里大里大里大里程程程程方向方向方向方向1554m 1554m 方向方向方向方向1982m1982m1 1号号号号斜斜斜斜井井井井348m348m砂砂砂砂质质质质新黄土新黄土新黄土新黄土2160m2160m陡坡富陡坡富陡坡富陡坡富水水水水斜井斜井斜井斜井1200m1200m陡坡富陡坡富陡坡富陡坡富水水水水斜井斜井斜井斜井3 3号斜井号斜井号斜井号斜井断面多断面多断面多断面多变变井泉分布井泉分布井泉分布井泉分布曲曲曲曲线线隧隧隧隧道道道道2018年2月18日2018年7月20日2017年8月16日一、概述02监控量测信息化管理技术u监控量测信息管理平台
7、简介u监控量测技术要求u监控量测等级管理u监控量测测量方法u监控量测回归分析系统概述本系统包括网络平台、客户端、手机客户端三部分。网络平台,程序部署于西南院服务器,即浏览器与服务器之间的通讯。我们可以在任何能上网的地方打开IE浏览器即可查看监控量测数据、图线、预警、测点统计等信息。监控量测信息管理平台简介监控量测信息管理平台简介系统概述电脑客户端主要功能设置断面、设置测点、把断面、测点信息上传到服务器,待测量数据上传到服务器后即可下载数据进行数据分析、报表输出打印等操作。客户端软件需要安装到PC机(电脑)上,插上加密狗,在有网络的环境中输入账户、密码登录。客户端带有远程更新功能,接到通知后点击
8、“系统升级”即可更新客户端。监控量测信息管理平台简介手机客户端主要功能手机客户端可以下载测点信息、连接全站仪量测、上传监测数据、查看数据、预警信息、预警处理情况。在火车、汽车上,任何可以上网的地方都可以打开手机客户端程序浏览数据及预警信息,并可以收到预警短信,这使得隧道相关人员可以第一时间了解隧道围岩变形情况。监控量测信息管理平台简介手机客户端主要功能网络平台、客户端、手机客户端都是与服务器进行通信,所以服务器的压力比较大,再考虑到网络因素,所以我们把部分计算、分析、打印、统计等功能放到客户端中实现。网络平台容易维护和升级,客户端的加入使系统更稳定,大大减少服务器的负荷。手机版软件的应用使施工
9、监控量测信息化程度更高,随时随地都可以看到手机里面的监控量测信息。监控量测信息管理平台简介监控量测信息管理平台简介全部预警今日预警预警统计下载信息现场量测上传数据条件查询特别关注关于预警信息的查询,前两者区别:整个监测过程与当日监测实情;预警统计:按标段统计预警数量。只对监测人员应用。利用手机客户端进行数据采集与上传。根据用户选定的查询条件进行有效查询。如工程信息、里程、预警、数据等。对预警或特殊地质条件端添加特别关注。监控量测信息管理平台简介监控量测技术要求监测的目的1.掌握初支变形,指导现场处置,保障施工安全;2.为调整施工方法提供参考;3.为二衬施作时机提供指导为二衬施作时机提供指导为二
10、衬施作时机提供指导;4.为动态设计提供参考为动态设计提供参考为动态设计提供参考。监测的项目备注:“特殊情况的浅埋段”指隧道洞口段、黄土浅埋段等蒙华铁路隧道施工监测必测项目序号监测项目监测范围常用仪器1洞内、外观察全线隧道(正洞和辅助导坑)罗盘仪等2拱顶下沉全站仪3水平收敛全站仪4地表沉降特殊情况的浅埋段全站仪监控量测技术要求拱顶下沉和水平收敛监测断面间距围岩级别断面间距(m)单双线正洞单双车道辅助坑()5102030(软质岩)50在特殊地段布设监测断面1)级围岩级围岩,在不良地质段(主要指土体、水平层软质岩等)监测断面应适当加密。2)级软质岩主要指:砂岩、片岩、板岩、页岩、泥质砂岩、砂砾岩、泥
11、灰岩等。3)级围岩原则上不布设监测断面,特殊段根据现场情况布设监测断面。特殊地段指:掌子面施工时,有掉块、塌方等地段;喷射混凝土有开裂、剥落等的地段;需要进行设计调整的断面(进行一定的监测,为动态调整之后参数、施工方法等提供参考,验证调整效果)隧道斜井与正洞交叉口地段。监控量测测点布设原则1)测点布设应按施工方法区分。全断面、两台阶、三台阶按下图所示进行布置,收敛测线距台阶开挖线的高度,可根据各台阶的高度情况进行适当调整。其他特殊地段施工方法的测点布设根据现场实际情况进行布置。2)拱顶下沉和水平收敛测点应布置在同一断面上。3)初支应与围岩密贴,测点埋设在格栅等钢架上,无钢架时,埋设在围岩中。4
12、)测点应在开挖后及时埋设并读取初始读数,测点埋设须在开挖后12h内完成,初始读数须在测点埋设后8h内完成。5)拱顶下沉测点应埋设在拱顶轴线上,数值采用绝对高程,周期性复核后视点,保证其数据可靠性。监控量测监测频率1、洞内、外观察每个施工循环记录1次,必要时加大观察频率。2、拱顶下沉和水平收敛监测1)一般为1次/天,出现异常情况时,适当加大监测频率。2)当变形趋于稳定时,监测频率按下表进行。变形趋于稳定时的监测频率支护状态平均变形速率持续时间监测频率初支全环封闭3天1次/3天初支全环封闭3天1次/7天初支全环封闭3天1次/18天停测条件在初期支护稳定后,可停止该断面的监测。初期支护稳定须满足以下
13、条件:初期支护表观现象正常;变形时态曲线已经收敛;拱顶下沉和水平收敛平均变形速率小于0.5mm/d,且持续1个月以上。监测管理值采用变形总量、变形速率、初期支护表观现象和变形时态曲线等四项对隧道施工安全进行综合等级管理。变形总量与变形速率应控制在管理等级范围内,及时巡察初支表观有无异常,同时结合变形时态曲线形态进行综合分析处理。管理等级及应对措施管理等级应对措施正常(绿色)正常施工预警二级(黄色)加强监测,密切关注发展情况,分析原因,调整施工,使隧道变形趋稳,并制定应急方案和对策预警一级(红色)暂停施工,加强监测,启动应急预案,采取相应工程措施变形总量管理等级一般地段变形总量管理等级变形总量/
14、(mm)管理等级正常(绿色)预警二级(黄色)预警一级(绿色)拱顶下沉双线正洞双车道辅助坑道25253535727296969090120120周边收敛双线正洞双车道辅助坑道101015153535505045456060地表沉降9090120120黄土地段变形总量管理等级变形总量/(mm)管理等级正常(绿色)预警二级(黄色)预警一级(绿色)拱顶下沉25253535周边收敛45456060地表沉降9090120120变形总量管理等级黄土地段变形速率管理等级变形速率/(mm/d)管理等级正常(绿色)预警二级(黄色)预警一级(绿色)拱顶下沉10.010.020.020.0周边收敛5.05.010.0
15、10.0地表沉降10.010.020.020.0一般地段变形速率管理等级变形速率/(mm/d)管理等级正常(绿色)预警二级(黄色)预警一级(绿色)拱顶下沉5.05.010.010.0周边收敛3.03.06.06.0地表沉降5.05.010.010.0回归分析变形时态曲线特征当变形处于初期匀速变形阶段和平稳发展阶段时,隧道处于相对安全的状态;围岩变形过程中,在围岩不失稳的正常情况下,在量测断面附近进行开挖施工时,受施工扰动,存在一定的变形加速现象,属于正常加速,其余变形加速属于异常加速。异常加速是围岩失稳的征兆,隧道施工安全存在威胁,应进行预警。变形时态曲线在管理等级中的体现序号管理等级体现1正
16、常(绿色)无变形异常加速,变形特征曲线趋于收敛。2预警二级(黄色)变形异常加速,变形特征曲线无收敛迹象,日均变形速率差值连续2天增大,且均大于2mm/d。3预警一级(红色)变形异常加速,变形特征曲线无收敛迹象,日均变形速率差值连续3天增大,且均大于2mm/d。监控量测方法洞内开挖面观察:开挖工作面观察应在每次开挖后进行,及时绘制开挖工作面地质素描图。填写开挖工作面地址状况记录表,并与勘查资料进行对比,此项工作由地质预报单位进行整理。洞内已施工地段观察:喷射混凝土、钢拱架或格栅钢架变形等工作状态。主要观察内容如下:初期支护完成后对喷层表面的观察一级裂缝状况的描述和记录,要特别注意喷射混凝土是否开
17、裂和剥落。钢拱架或格栅钢架有无扭曲变形、整体下沉等现象。拱架或围岩有无异响。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等。拱顶下沉和水平收敛监测拱顶下沉和水平收敛监测采用全站仪配合反射膜片进行。测点埋设:宜采用直径较大的螺纹钢,尾端(隧道洞内方向)进行45斜切形成斜切面或者端部焊接钢板,斜切面处或钢板上面粘贴测量专用反射膜片(不小于2cm2cm)。标识要求:测点布设以后,在测点位置做统一的醒目标识,每个断面左右侧各布设1个标示牌,及时记录展示相关信息,监测点上严禁悬挂物品。保护要求:测点及时进行布设,并做好保护,防止破坏。现场监测与施工必须紧
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