CN111561902A - 一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于基础设施工程技术的施工领域，涉及一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法。包括如下步骤：隧洞开挖→变形点布置→变形观测→数据记录计算→成果分析：为了保障在施工期间隧洞的安全，顺利开展变形监测，要求操作简单，既能减少传统监测方式对施工的干扰，又能减少监测设备和监测人员的投入，降低成本，提高监测效率，确保工程快速安全施工。

Description

一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法

技术领域

本发明属于基础设施工程技术的施工领域，涉及一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法。

背景技术

传统的隧道变形监测,一般采用钢尺式收敛计和挂钢尺抄平等接触方式进行,该方法具有成本低、操作简单和适应恶劣施工环境的优点。西部山区将有越来越多的大跨度隧道的修建,跨度的不断增加使传统的监测方法具有明显的局限性,如挂尺困难,测量精度下降等问题。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法。为了保障在施工期间隧洞的安全，顺利开展变形监测，要求操作简单，既能减少传统监测方式对施工的干扰，又能减少监测设备和监测人员的投入，降低成本，提高监测效率，确保工程快速安全施工。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法，包括如下步骤：

(1)进行隧洞开挖，隧洞开挖完成后，在选好的位置布设三根锚杆，锚杆入岩牢固，端头朝向洞口方向，变形点布置，变形监测点用反射片代替，牢固粘贴在锚杆上；

(2)全站仪架设在距变形点适当距离不受施工影响的任意位置，能和变形点A、B、C和工作基点通视，进行数据记录计算，观测A、B、C的三维坐标，计算出AB、AC、BC的距离，或者用对边测量程序直接测量出AB、AC、BC的距离；

(3)按照变形观测频率要求，持续观测获得AB、AC、BC的距离，与初次数值和上一次数值对比，获得每次AB、AC、BC的位移值和累计位移值；

(4)根据变形点的位移值和累计位移值，判断围岩的变形速率和变形大小，为支护和施工参数提供参考。

与现有技术相比，发明的有益效果是：本方法能满足隧洞在施工期安全监测的要求，与传统收敛监测、顶拱水准高程测量相比，采用全站仪任意位置设站进行观测，具有极大的灵活性，同时避免了监测断面距掌子面太近，受洞内施工、机械材料摆放的影响。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明中变形监测点布置示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

本发明施工工艺流程：

隧洞开挖→变形点布置→变形观测→数据记录计算→成果分析：

请参阅图1所示的一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法，包括如下步骤：

(1)进行隧洞开挖，隧洞开挖完成后，在选好的位置布设三根锚杆，锚杆入岩牢固，端头朝向洞口方向，变形点布置，变形监测点用反射片代替，牢固粘贴在锚杆上；

(2)全站仪架设在距变形点适当距离不受施工影响的任意位置，能和变形点A、B、C和工作基点通视，进行数据记录计算，观测A、B、C的三维坐标，计算出AB、AC、BC的距离，或者用对边测量程序直接测量出AB、AC、BC的距离；

(3)按照变形观测频率要求，持续观测获得AB、AC、BC的距离，与初次数值和上一次数值对比，获得每次AB、AC、BC的位移值和累计位移值；

(4)根据变形点的位移值和累计位移值，判断围岩的变形速率和变形大小，为支护和施工参数提供参考。

相对位移观测：在距离监测断面适当距离位置安置全站仪(任意设站，无需设站和方向定位)，变形监测点用反射片代替牢固粘贴在锚杆上。以上次全站仪内存定义的坐标系为假定坐标系，用坐标测量法测量出假定坐标系下变形点的三维坐标A(Xa,Ya,Za),B (Xb,Yb,Zb),C(Xc,Yc,Zc)。最后进行计算AB、AC、BC各测线的距离如下：

S_AB＝[(Xb-Xa)2+(Yb-Ya)2+(Zb-Za)2]1/2

S_AC＝[(Xc-Xa)2+(Yc-Ya)2+(Zc-Za)2]1/2

S_BC＝[(Xc-Xb)2+(Yc-Yb)2+(Zc-Zb)2]1/2

S_AB、S_AC、S_BC计算可以用卡西欧fx-5800编程计算器，输入三维坐标，利用坐标反算直接得出。也可利用仪器自带的对边测量程序，可分别观测测点AB、AC、BC，能直接读出 S_AB、S_AC、S_BC的数值。

拱顶沉降观测：采用中间法三角高程测量，在相对位移观测完成后，保持仪器在原位置不动，后视棱镜的对中杆立在工作基点上。该方法按三角高程原理测出了前后视与全站仪轴心的高差，可以算出变形点与工作基点的相对高差，进而计算出变形点的绝对高程。该方法在反射片的反射距离范围内的任何测站，均可实施测量工作。

施工期围岩收敛变形和拱顶沉降首次测量断面距掌子面不大于1m。IV级围岩不宜大于 40m；Ⅴ级围岩不宜大于30m；断层破碎带宜为5～10m。对于洞口、浅埋段、软弱地层或地质条件较差洞段，监测断面应适当加密。收敛变形监测每个断面应布置3个测点。测点布设时，先在监测断面上预先埋设锚杆A，B，C等，并把锚杆端部做成平面，贴上反射片，用红油漆或者反光条在测点旁标注提醒。每个监测断面变形监测点点位布置示意图(参阅图1)

变形测量的首次观测应连续进行两次独立观测，并取观测结果的中数作为变形测量初始值。一个周期的观测应在较短时间内完成。不同周期观测时宜采用相同的观测方法，固定观测人员，选择最佳时段。当观测受温度、气压、湿度等环境影响时，应对观测数据进行改正参见表2 (变形观测频率表)。

表2

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种泥质粉砂岩隧洞开挖变形监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)进行隧洞开挖，隧洞开挖完成后，在选好的位置布设三根锚杆，锚杆入岩牢固，端头朝向洞口方向，变形点布置，变形监测点用反射片代替，牢固粘贴在锚杆上；

(2)全站仪架设在距变形点适当距离不受施工影响的任意位置，能和变形点A、B、C和工作基点通视，进行数据记录计算，观测A、B、C的三维坐标，计算出AB、AC、BC的距离，或者用对边测量程序直接测量出AB、AC、BC的距离；

(3)按照变形观测频率要求，持续观测获得AB、AC、BC的距离，与初次数值和上一次数值对比，获得每次AB、AC、BC的位移值和累计位移值；

(4)根据变形点的位移值和累计位移值，判断围岩的变形速率和变形大小，为支护和施工参数提供参考。

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