隧道测量毕业论文 - 图文

毕 业 设 计

隧道监控量测技术应用

系 部 测绘工程系 专业名称 工程测量

摘 要

随着我国改革开放不断深化，国民经济蓬勃发展，在山区公路建设中突破过去传统的修路思想，不采取盘山绕行，不破坏沿线生态环境，不增长公路里程用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害，确保了行车的安全可靠，亦缩短了行车时间，同时又适应了建设与自然的和谐发展。

由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论。

此论文是本生于2010年十月～2011年四月于中铁十一局四公司京福闽赣Ⅰ标第一项目部从事监控量测工作时所写。

关键词：隧道施工，监控量测，地表沉降，数据处理

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目 录

第一章 工程概况......................................................................................................................... 4

1.1 工程概况......................................................................................................................... 4 1.2工程地质及水文特征...................................................................................................... 5 1.3 地震动参数..................................................................................................................... 5 第二章 人员仪器配置................................................................................................................. 6

2.1监控量测人员配备.......................................................................................................... 6 2.2监控量测仪器配备.......................................................................................................... 6 第三章 监控量测基本规定......................................................................................................... 7

3.1监控量测设计内容.......................................................................................................... 7 3.2对施工单位要求.............................................................................................................. 7 3.3现场监控量测工作主要内容.......................................................................................... 7 3.4 注意事项......................................................................................................................... 7 第四章 监控量测技术要求......................................................................................................... 9

4. 1一般规定......................................................................................................................... 9 4. 2监控量测项目............................................................................................................... 10 4. 3监控量测断面及测点布置原则................................................................................... 10 4. 4监控量测频率............................................................................................................... 12 4. 5监控量测控制基准....................................................................................................... 13 4. 6监控量测系统及元器件的技术要求........................................................................... 16 第五章 监控量测方法............................................................................................................... 17

5. 1一般规定....................................................................................................................... 17 5. 2洞内、外观察............................................................................................................... 17 5. 3变形监控量测............................................................................................................... 17 5.4控制点的保护................................................................................................................ 20 第六章 监控量测的具体实施过程........................................................................................... 21

1.隧道内的数据采集........................................................................................................... 21 2.对采集的数据进行的处理............................................................................................... 23 致 谢..................................................................................................................................... 37 参 考 文 献............................................................................................................................... 38

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第一章 工程概况

1.1 工程概况

1.1.1工程概况

合肥至福州铁路客运专线（闽赣段）Ⅰ标第一项目部施工范围: DK343+180～DK357+463,线路长14.283正线公里，位于江西省婺源县溪头乡镜内，线路最大纵坡2%，最小纵坡0.4% 。主要包括五城隧道(出口段)、方思山隧道、桃源隧道、金山顶隧道（进口段）、东溪中桥、桃源中桥、龙尾大桥。

1.1.2主要工程数量 主要工程内容包括：

（1）隧道工程

本段包括四座隧道，分别五城隧道(出口段)3094延米、方思山隧道2802延米、桃源隧道4471延米、金山顶隧道（进口段）2756延米，合计13131延米。其中Ⅴ级围岩928延米（含明洞），Ⅳ级围岩1335延米，Ⅲ级围岩8597延米，Ⅱ级围岩2145延米。

（2）桥梁工程

本段含桥三座，分别为东溪中桥2（2-24）m、桃源中桥2(2-32)m、龙尾大桥2(1-24+3-32+1-(32+48+32)m连续梁+1-32+3-24m),合计448延米。 1.1.3沿线地形地貌

本工区施工段为闽赣两省交界处，山势延绵，起伏较大，植被发育，相对高差150～300m。

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1.2工程地质及水文特征

1.2.1工程地质

线路所经地区地层岩性复杂，出露下元古界～第三系沉积岩及变质岩、各时期的岩浆岩和第四系松散地层。主要沉积岩系有石英砂岩、灰岩等，及火山—沉积岩系凝灰岩、凝灰熔岩和凝灰质砂岩等等。第四系地层主要为全新统粘性土、粉土、砂类土及碎石类土等。 1.2.2水文地质条件

1）概隧道位于剥蚀中丘陵区，地下水主要为第四系空隙潜水盒基岩裂隙水。其中孔隙潜水埋藏浅，赋存于上部第四系坡残积土层中，含水量少，受大气降水补给及坳沟中季节性地表水，其动态变化大。

基岩风化裂隙水埋藏于石英片岩风化带裂隙中，属潜水，呈带状分布。 2）地下水的补给、径流盒排泄

测区内的地下水补给来源为大气降水及坳沟中季节地表水。

测区大气降水部分通过地表沿丘坡径流排出，部分通过岩层裂隙及下渗于岩体中。岩体中的地下水，大部分沿裂隙运移倒山体两侧坡脚，小部分存于岩体中。

1.3 地震动参数

根据1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），沿线地震动参数划分如下：

（1）地震动峰值加速度

闽赣段DK343+180～DK357+463段<0.05g。 （2）地震动反应谱特征周期

闽赣段DK343+180～DK357+463段为0.35s。

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第二章 人员仪器配置

为确保施工监测质量，真正做到信息化指导施工，确保隧道施工安全、顺利进行，特成立监测管理小组，实行监测质量专人负责制。

2.1监控量测人员配备

测量小组总共十人，其中监控量测小组四人，总共三对洞口，组员每人负责一对，小组长和各洞口负责人负责采集洞内数据，三个组员负责各自洞口的资料处理，组长负责资料的打印，汇总。

2.2监控量测仪器配备

拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.5-1mm ,围岩内部位移测试精度为0.1mm，爆破振动速度测试精度为1mm/s,根据以上精度对仪器进行配备。 名称 徕卡DNA03数字 水准仪 JSS30A数显收敛计 技术指标 每公里双次观测标准偏差0.3mm 水准仪圆水器灵敏度8ˊ/2mm 居中精度0.3 相当于DS05级水准仪” 测量范围:0.5m～20m 分辨率：0.01mm 测量精度：0.06mm 数显示稳定度：24h不大于0.01mm 状态 鉴定合格 鉴定合格 鉴定合格 用途 用于布置垂直位移监测网，测量沉降监测桩、墩台检测桩和沉降板 隧道净空 变形量测 测量沉降监测桩 DSZ2自动安平 每公里往返测量高差标准偏差±0.5mm 水准仪 圆水准器，灵敏度：8ˊ/2mm 6

第三章 监控量测基本规定

监控量测的管理必须科学合理，设计单位应进行监控量测设计，施工单位应编制监控量测实施细则，施工中应按细则实施，工程竣工后应将监控量测资料整理归档并纳人竣工文件中。

3.1监控量测设计内容

1.确定监控量测项目；

2.确定测点布置原则、监控量测断面及监控量测频率； 3.确定监控量测控制基准。

3.2对施工单位要求

1.施工单位应拥有专业的监控量测人员和设备，掌握成熟、可靠的测试数据处理与分析技术。

2.施工单位应成立现场监控量测小组，建立相应的质量保证体系，负责及时将监控量测信息反馈于施工和设计。

监控量测人员要求相对稳定，以确保监控量测工作的连续性。

3.3现场监控量测工作主要内容

1.现场情况的初始调查； 2.编制实施细则；

3.布设测点并取得初始监测值； 4.现场监控量测及分析； 5.提交监控量测成果。

3.4 注意事项

1.监控量测实施细则应报监理、业主，经批准后实施，并作为现场作业、检查验收的依据。监控量测变更必须经项目技术负责人审核，报监理工程师批准。

2.监控量测系统应可靠、稳定、耐久，在服务期内运转正常。仪器设备

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应按规定进行检查、校对和率定，并出具相关证明。

3.测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防损坏。

4.施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理，由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细做出记录。

5.根据监控量测精度要求，应减小系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。应经常采用相关方法对误差进行检验分析。

6.施工与监控量测应密切配合，监控量测元件的埋设与监控量测应列人工程施工进度控制计划中，监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。

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第四章 监控量测技术要求

4.1一般规定

4.1.1监控量测应达到下列目的

1．确保施工安全及结构的长期稳定性；

2．验证支护结构效果，确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据；

3．确定二次衬砌施做时间； 4．监控工程对周围环境影响；

5．积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。 4.1.2 监控量测设计因素

监控量测设计应根据围岩条件、支护参数、施工方法、周围环境及监控量测目的进行。 4. 1.3监控量测实施细则

1.监控量测项目； 2.人员组织； 3.元器件及设备

4.监控量测断面、测点布置、监控量测频率及监控量测基准； 5.数据记录格式； 6.数据处理及预测方法； 7.信息反馈及对策等。

监控量测工作必须随施工工序及时进行，尽快读取初始读数，并根据现场情况及时调整监控量测的项目和内容。

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4.2 监控量测项目

1.监控量测项目分为必测项目和选测项目。

2.必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。具体监控量测项 目见表4-1。

序号 1 2 3 4 监控量测项目 洞内、外观察 拱顶下沉 净空变化 地表沉降 常用量测仪器 现场观察、数码相机、罗盘仪 水准仪、钢挂尺或全站仪 收敛计、全站仪 水准仪、铟钢尺或全站仪 备注 隧道浅埋段 表4-1隧道监控量测目

3.选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项 目，具体监控量测项目按表4-2选择。

序号 1 2 监控量测项目仪器 隧底隆起 纵向位移 常用量测 水准仪、锢钢尺或全站仪 多点位移计、全站仪 表4-2隧道特殊监控量测目

3.隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学试验。

4.初期支护完成后应进行喷层表面裂缝及其发展、渗水、变形观察和记录。

4.3 监控量测断面及测点布置原则

1.浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内

测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按表 4-3的要求布置，隧道内测点应按图4-1布设。

隧道埋深与开挖宽度 2B

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