隧道地质超前预报及监控量测和无损检测

隧道地质超前预报及监控量测和无损检测超前地质预报及监控量测的目的几个方面。1依据监测准时觉察险情并进展预报，为马上制定和实施加固措施供给信息；2分析围岩变形规律，为正确指导施工供给效劳；3量测结果修改设计，提高施工的安全牢靠性及经济合理性；4用量测数据验证构筑物的稳定性，为工程运行、治理供给保障。隧道施工超前地质预报超前地质预报目的和方法状况或成灾可能性做出预报。目前常见的地质超前预报方法可归为两类，一类属破坏法，另一类属非破坏法。破坏法是指用破坏的方法凿开隧道直接取样，它包括地质法、超前平行导坑法和超前水平钻孔法；非破坏法也就是物理方法，利用岩石的物理性质来判别，它包括有声测法、电测法和波反射法。波反射法也可以分为电磁波反射法和地震波反射法。受各种条件的限制，不同的隧道施工地质超前预报方法有各自的优点，也存在各自的缺点。地质法是指用地质锤、放大镜和地质罗盘等野外地质工具直接观看岩石的岩性，并推断四周的岩性。地质法有牢靠预报范围很有限，特别是在地层岩性变化极为简单〔如猛烈褶皱地层〕的隧道中预报的难度很大。波反射法常见的有地质雷达法。地质雷达是利用无线电波检测地下介质分布和对不行见目标或地下界面进展扫描，以确定其内部形态和位置的电磁技术。其区分率高、无内进展全方位探测，能预报掌子面前方30～50m处的工程地质、水文地质条件。测试设备承受美国劳雷公司〔GSSI〕研制生产的SIR-20型地质雷达。地质雷达检测超前预报工作原理间位置和构造状态。超前地质预报目标自然气、硫化氢赋存条件，采空区状况，岩溶、空洞、裂隙及其规模和充填状况，地下水赋存状态及可能突水、涌水的位置以及水量的大小和脆弱围岩及不同类别围岩的界面等。30～50消灭的地层、岩性状况，推断掌子面的各种不良地质体向掌子面前方延长的状况；通过对30～5030～50别，提出准确的超前支护建议，并对施工支护提出初步建议。超前地质预报总目标是为隧道施工供给较为准确的掌子面前方30～50米范围内的具体地质状况〔如溶洞、积水、脆弱裂开带、暗河等状况。在隧道施工中准时核实隧道围岩类别这项工作是伴随隧道掘进中进展的，它的任务是通过隧道中围岩工程地质特征(包括软硬岩划分、受地质构造影响程度、节理发育状况、有无脆弱夹层和夹层的地质状态)、测整理综合分析，依据隧道围岩类别划分标准，准确厘定围岩类别。隧道施工监测量测监测内容及工程确实定计参数，以指导施工。设。此外所选择的被测物理量要概念明确，量值显著，数据易于分析，易于实现反响。点；②地应力的大小和方向；③工程地质条件；④施工工序和方法；⑤在尽量削减施工力(依据现场状况及甲方要求可进展监测,报价中不含此项费用)、钢支撑(依据现场状况及甲方要求可进展监测,报价中不含此项费用)，对于洞口浅埋偏压段或软岩大变形地段及特别构造洞身材，进展围岩内部位移量及围岩压力测量，监测布点状况见表1，监测工程的断面布置见各隧道的断面布置图。监测手段及仪器、仪表确实定件。对于脆弱围岩由于围岩变形量值大，可以承受精度稍低的仪器和装置，而在硬岩中则在地下水发育的地层中进展电测就较为困难。钢丝式收敛计进展收敛的量测。选择位移计时，在人工测读便利的部位可选用机械式位移计，在顶拱、高边墙的中、上部，宜选用电测式位移计，可引出导线或遥测。对于特别深的孔，要求精度较高时，应对于内部压力承受埋设压力盒，用振弦式应力计进展监测。形测量。监测部位确实定和测点的布设测点的布置形式收敛位移监测，断面布设间距依据围岩类别分别定为：II5-20m5个测点；III20-40m，每个断面布设3个测点；IV40-100m，每个断面布设1-2个测点；共布设约214个断面。具体监测方案视隧道跨度和施工状况而定，监测方向可按十字形、三角形和穿插形等布置。拱顶沉降监测布设在每个断面上。位移计布置在地下洞室的拱顶、边墙和拱脚部位。监测围岩内位移的位移计测孔在隧洞内孔口处布设收敛位移点，浅埋隧道在拱顶布设拱顶沉降点，在地表对应部位布设地表沉降和水平位移监测点，在这两者间再布设多点位移计测孔，在隧洞壁上对应部位布设收多点位移、拱顶沉降和收敛位移各监测工程的正确性及其相互关系。压力盒布设，在典型区段选择应力变化最大或地质最不利的部位，并依据位移变化梯断面，每个断面三个钻孔，每个孔布设6个测点，每个断面布设18个测点。此工程依据甲方要求可增加监测，报价中不含此项。21个点，以观测洞口的位移变化状况。观测及其频率确实定施工部位，施工工艺流程状况，气候环境，及人工对隧洞的观看状况，喷射混凝土和衬砌上裂缝开展状况等。1-2次；半个月后到一个月内，或掌子面推动到距观测断面大于2倍洞径的距离后，每2天观测一次；1-21-3次。假设设计有特别要求，按设计要求进展，遇突发大事则加强观测。各监测工程原则上应依据其变化的大小来确定观测的频2。的各基线或测点应承受一样的监测频度。表2 位移速度与监测频度(mm/d)151-150.5-10.2-0.5<0.2频度1-2次/d1次/d1次/2d1次/7d1次/15d监测工程的实施洞内观看：洞内观测是不借助于任何量测仪器，而用肉眼凭阅历推断围岩、锚杆、衬砌和隧道安全性的最直观方法，对于个别现象和特别状况的觉察尤其重要。其目的是核对地质资料，监测人员在用仪器监测前，首先是细致地观看隧道内地质条件的变化状况，裂隙的发育和进展状况，渗漏水状况，观看隧道两边及顶部有无松动岩石，锚杆有无松动，喷层有无开裂。每循环爆破后进展岩性、构造面产状、节理裂隙、断层和地下水状况的描绘和记录。隧道内观看应与施工单位的工程技术人员协作进展，并准时沟通信息和资料。此项工作贯穿于隧道施工的全过程，以为施工供给直观的信息。洞口地表变形观测边仰坡开裂或者变形速度无稳定趋势时要加密观测频率并准时反响处理。地表沉降监测当隧洞的埋深小于3倍洞径时，地表沉降动态是推断四周地层稳定性的一个重要标60m范围内，隧洞的埋深小于40m，每个洞口布置三个地表沉降测试断面，分别距洞口约为10m、30m、60m6个测点，具体间距依据断面所在埋深而定。地表沉降0.05mm。拱顶沉降监测据。还可以作为用收敛监测结果计算各点位移确定量的验证之用。共在101个断面布置10.05mm洞周收敛断面，每个断面布置两个三角形闭合测线。收敛监测承受Geokom公司的1600型钢带式16m0.01mm。围岩内位移监测压力盒的方法进展测试。钢支撑压力监测信息。钢支撑压力测试承受振弦式应变计，经标定后用数字式频率仪测读。54对测力计。此项监测依据现场状况及甲方要求可进展观测，报价中不含此项。2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初读数。埋设测点的砂浆均需用速凝强的双快水2倍隧道直径前布设。实施。隧道施工质量无损检测隧道施工质量无损检测技术总述隧道施工质量无损检测主要是对隧道支护构造进展检测，特别是在建设施工中进展实要意义。依据招标书的要求，检测内容有：隧道初期支护〔占隧道工程总长度的30％～40％IllIVV〕厚度、钢拱架数量〔含仰拱、间距、初期支护背后空隙及回填状况道施工质量无损检测的实践阅历，制定的质量无损检测方案包括以下要点：使用声波与地质雷达两种方法进展隧道支护构造检测。围岩富含水带的分布范围，为施工期修补措施供给准确数据；同时给出钢架数量及初喷厚度图，按设计要求评定其施工质量。〔混凝土厚度〕的检测，对隧道整体施工质量做出评价，为隧道运营期进展维护供给根底数据资料。数据量缺乏的缺点。隧道施工质量无损检测技术方案(1)检测设备与方法原理检测使用的设备为美国GSSI公司生产的SIR-2023型探地雷达及其配套天线。该仪像，其配置的天线系列化，可应用于各类地下目的物及目的层的检测与探测。下介质放射高频电磁波，接收天线接收反射回来的电磁波，近而探测介质构造的方法。不同的介质，其电磁性质是有差异的，介电常数是不一样的，这种电磁性质的差异〔如裂缝、不密实区、空洞、材质不同等〕时，便发生反射，通过构造、电性特征及几何形态。初期支护的检测900MHz500MHz900MHz天线掌握测深1-2米，以检测隧道初支构造可能存在的缺陷隐患及规模状况；500MHz2-61-2二次衬砌检测5使用900MHz天线进展检测，掌握深度1-2米，以检测隧道二衬构造厚度和可能存在的缺陷及规模状况，在检测中，将随时依据实际状况适当增加测线密度以掌握特别位置，确保定混凝土的介电常数或电磁波速度；测量时窗和采样率应依据衬砌材料的相对介电常数、电磁波速度和检测深度要求确定；数据采集承受连续测量方式，不能连续测量时可承受点测，分段连续测量时，应有大于1砌外表密贴。隧道支护质量无损检测工作流程为确保施工质量符合设计要求，工程建设施工过程中，从隧道开挖完成初期支护开头质量动态监控检测流程如以下图：提交成果隧道支护〔特别是初期支护〕的质量检测工作与施工工序严密相关，为协作施工进全部完工后，检测工作完成后15天内提交最终检测报告。内容包括：①隧道无损检测报告说明书；②隧道支护构造缺陷检测结果图；③隧道衬砌厚度检测结果图；④隧道钢支撑分布图；⑤隧道支护构造缺陷处理检测成果图。超前地质预报和监测量测监测数据分析和整理处理：1将各种监测数据相互印证，以确认监测结果的牢靠性。2依据监测数据，绘制变的围岩稳定和变形特征，进展地质灾难预报与评价；3绘制变形速率与监测时间曲线，可45承受平面有限元方法分析不同围岩类性特征，以便供给反响，合理地设计支护系统。〔1〕0〔2〕过渡区，变形加速度长时间保0〔3〕0。在洞内测得的位移曲线，假设始终保持变形加速度小于0，则围岩是稳定的；假设位移曲00则表示已进入危急状态，须马上停工，进展加固。依据该方法推断围岩的稳定性，应区分在隧洞施工险情预报中，应同时考虑收敛或变形速度，相对收敛量或变形量及位移--时间曲线，结合观看到的洞四周岩喷射混凝土和衬砌的外表状况等综合因素作出预报。隧洞位移或变形速率的突然增加往往是围岩破坏、衬砌开裂的前兆，当位移或变形速率的突然牢靠的支护系统，应当是一切表征围岩与支护系统力学形态的物理量随时间而渐趋稳定，反之，假设测得表征围岩或支护系统力学形态特点的某几种或某一种物理量，其变化随时间而不是渐趋稳定，则可以断言围岩不稳定，支护必需加强，或需要修改设计参数。由于各种可预见或不行预见的缘由，现场监测所得的原始数据具有肯定的离散性，必需进展误差分析、回归分析和归纳整理等去粗存精的分析处理后，才能很好的解释监测结果的涵义，充分地利用监测分析的成果。如，要了解某一时刻某点位移的变化速率，简洁地将相邻时刻测得的数据相减后除以时间间隔，作为变化速率明显是不精准的，正确的做u=f(t)，tdu/dt数据数学处理的目的是验证、反响和预报。隧道施工中的关键技术问题隧道施工阶段围岩分级指标的猎取方法--地质画像系统的争论。隧道施工阶段围岩分级软件系统研制。隧道洞门景观设计方法争论。隧道位移非接触量测系统争论。光纤传感器在隧道中应用技术争论。隧道预加固设计方法争论。支护时机对隧道安全性影响的定量分析方