隧道與洞室工程盾構(gòu)施工監(jiān)測(cè).ppt

一、監(jiān)測(cè)的作用 1.監(jiān)測(cè)和判斷各種施工因素對(duì)地表變形的影響，提供改進(jìn)施工的方法和減少地面沉降的重要依據(jù)； 2.根據(jù)前一段的觀測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)下一段的地表沉降和對(duì)周?chē)ㄖ锛捌渌O(shè)施的影響；,3.檢驗(yàn)施工方法是否達(dá)到控制地面沉降和隧道沉降的要求； 4.研究土壤特性、地下水條件、施工方法與地表沉降的關(guān)系，作為將來(lái)設(shè)計(jì)的參考依據(jù)； 5.通過(guò)施工監(jiān)測(cè)可取得減少沉降、減少保護(hù)工程費(fèi)的效果； 6.保證工程安全，減少總造價(jià)。,二、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇依據(jù) 1.一定情況下的具體監(jiān)測(cè)要求； 2.土壤及地下水情況； 3.隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑、各種構(gòu)筑物的形狀、尺寸、與隧道軸線(xiàn)的相對(duì)位置；,4.隧道埋深； 5.雙線(xiàn)隧道的間距或施工隧道與近旁大型、重要公用管道的間距； 6.設(shè)計(jì)中的安全儲(chǔ)備系數(shù)。,三、監(jiān)測(cè)內(nèi)容和儀器 1.地表的沉降和水平位移 在測(cè)量區(qū)域埋設(shè)地表樁，用精密水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀來(lái)測(cè)量。 2.土中沉降和水平位移 土體沉降量采用分層沉降儀，土體深層水平位移采用測(cè)斜儀測(cè)量。 3.土體回彈 在盾構(gòu)前方埋設(shè)回彈樁，觀察施工中底部一下土體的回彈量，估計(jì)下臥土層可能的回彈沉陷。,4.土中應(yīng)力和孔隙水壓力 土應(yīng)力盒和空隙水壓力探頭采取鉆孔埋設(shè)法，測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在隧道周?chē)?5.鄰近構(gòu)筑物的保護(hù)監(jiān)測(cè) 沉降測(cè)點(diǎn)設(shè)在基礎(chǔ)上或墻體上，在構(gòu)筑物外的地表上和底板上也設(shè)一些測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測(cè)量；傾斜監(jiān)測(cè)可用經(jīng)緯儀測(cè)量，也可在墻體上設(shè)置傾斜儀，連續(xù)監(jiān)測(cè)墻體的傾斜；裂縫監(jiān)測(cè)可用裂縫觀測(cè)儀。,6.隧道應(yīng)變. 采用應(yīng)變計(jì)測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力和彎矩。 7.隧道收斂位移 采用收斂計(jì)測(cè)量。 8.預(yù)制管片凹凸接縫處法向應(yīng)力 采用應(yīng)力計(jì)測(cè)量。 9.接縫處張開(kāi)量,變形分析,地面變形階段 分五個(gè)階段,變形分析,地面變形機(jī)理,變形分析,地面變形計(jì)算 Peck公式 數(shù)值計(jì)算 有限元法、有限差分法進(jìn)行隧道開(kāi)挖施工過(guò)程模擬分析 應(yīng)用于盾構(gòu)施工對(duì)周邊構(gòu)筑物影響分析。,變形分析,施工對(duì)周邊構(gòu)筑物影響 橋梁、民建樁基礎(chǔ) 樁頂位移小于6mm 鐵路 任意10m范圍內(nèi)的最大沉降差5mm。 鐵路兩條鋼軌間的橫向高差4mm 地下車(chē)行、人行通道 變形控制：-20+10mm 敏感構(gòu)筑物 相關(guān)規(guī)范的允許范圍 地下管線(xiàn) 相關(guān)規(guī)范的允許范圍,地鐵8號(hào)線(xiàn)穿越竹葉山高架立交橋樁,地鐵8號(hào)線(xiàn)下穿友誼大道通道,地鐵8號(hào)線(xiàn)下穿徐東平價(jià)人行通道,變形分析,變形控制 盾構(gòu)施工控制 嚴(yán)格控制開(kāi)挖面的出土量 提高施工的速度和連續(xù)性 及時(shí)同步注漿,縮短襯砌脫出盾尾的暴露時(shí)間 地層改良 高壓旋噴樁、攪拌樁、灌漿 隔離樁,四、盾構(gòu)施工過(guò)程的環(huán)境保護(hù) 1）積極保護(hù)法的概念 所謂積極保護(hù)法，是指對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)的施工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量減少對(duì)現(xiàn)有工程進(jìn)行事先拆遷或加固的工程量，以及在施工過(guò)程中依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果隨時(shí)調(diào)整，以使在工程施工結(jié)束后用于修復(fù)受影響的建筑物和設(shè)施的費(fèi)用盡量減少。,2）積極保護(hù)法的主要內(nèi)容 （1）.對(duì)隧道沿線(xiàn)建筑物和公用設(shè)施較多的地段進(jìn)行詳細(xì)勘探，力求確切了解土質(zhì)特性、地下水情況和建筑設(shè)施的特點(diǎn)，明確對(duì)地面沉降的控制要求，并通過(guò)綜合分析確定合理的盾構(gòu)選型及施工工藝。一般說(shuō)來(lái)，合理的盾構(gòu)選型是滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求的關(guān)鍵。,（2）.制定施工組織設(shè)計(jì)和操作規(guī)程，并在施工工程中嚴(yán)格地予以執(zhí)行。重點(diǎn)內(nèi)容為： a.根據(jù)地質(zhì)材料、盾構(gòu)選型及覆土條件等提出施工總體安排、施工細(xì)節(jié)規(guī)定和風(fēng)險(xiǎn)段的施工設(shè)計(jì)； b.進(jìn)行地表沉降預(yù)測(cè)和提出減少沉降量的技術(shù)措施； c.制定明確的施工管理、施工記錄和實(shí)施施工監(jiān)測(cè)的制度。,（3）.進(jìn)行施工監(jiān)測(cè) 先依據(jù)設(shè)定的施工參數(shù)提出監(jiān)測(cè)方案，然后在經(jīng)過(guò)初始試驗(yàn)段的監(jiān)測(cè)實(shí)踐后加以修改和完善。 監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常情況時(shí)，隨時(shí)提出可供采用的施工方法改進(jìn)措施或應(yīng)變措施。,在隧道盾構(gòu)推進(jìn)期間，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)軸線(xiàn)上方受其施工影響的地面道路、地下管線(xiàn)、建（構(gòu)）筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，為隧道盾構(gòu)推進(jìn)提供信息，指導(dǎo)施工，采取必要的措施，確保施工安全和減少對(duì)環(huán)境的影響。 根據(jù)工程監(jiān)測(cè)技術(shù)要求和現(xiàn)場(chǎng)具體情況，監(jiān)測(cè)方案對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（孔）的布置遵循合理、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行。,盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程反力架應(yīng)力監(jiān)測(cè)與安全評(píng)價(jià) 對(duì)盾構(gòu)始發(fā)過(guò)程中的反力架進(jìn)行了數(shù)值分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和受力分析 根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)反力架的功能和作用進(jìn)行了評(píng)價(jià),對(duì)反力架的拆除條件給出了建議。 反力架的設(shè)計(jì)須考慮偶然因素的影響,如約束情況的突然改變等; 可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析確定反力架的拆除時(shí)間。,盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 隧道工程，盾構(gòu)姿態(tài)，自動(dòng)測(cè)量，系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)實(shí)時(shí)正確測(cè)定，是隧道順利推進(jìn)和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。 在盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)化程度越來(lái)越高的今天，甚至日掘進(jìn)量超過(guò)二十米，可想而知，測(cè)量工作的壓力是相當(dāng)大的。 這不僅要求精度高，不出錯(cuò)；還必須速度快，對(duì)工作面交叉影響盡可能小。 因此，為了能夠在隧道施工過(guò)程中及時(shí)準(zhǔn)確給出方向偏差，并予以指導(dǎo)糾偏，國(guó)內(nèi)外均有研制的精密自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)用于隧道工程中，對(duì)工程起到了很好的保證作用。,盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)將許多參數(shù)回傳給系統(tǒng)，工作人員通過(guò)這些參數(shù)來(lái)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行狀況。 特征變量監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)繪制模塊通過(guò)將一段時(shí)間內(nèi)的變量狀況繪制成曲線(xiàn)，能直觀地反映出該特征變量的變化情況，有助于工作人員對(duì)盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行狀況和趨勢(shì)做出更為準(zhǔn)確的判斷，以達(dá)到有效監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行的目的。 開(kāi)發(fā)出來(lái)的曲線(xiàn)監(jiān)測(cè)界面直觀地顯示幾個(gè)特征變量的變化情況，方便監(jiān)測(cè)人員分析比較這些變量的發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行是否有異常情況，并可以打印出來(lái)進(jìn)行資料保存。,通過(guò)工程實(shí)用運(yùn)行，對(duì)多種困難條件適應(yīng)性檢驗(yàn)， 1) 實(shí)時(shí)性系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量反映當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)空間(六自由度)狀態(tài)； 2) 動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤跟進(jìn)，較好解決了彎道轉(zhuǎn)向問(wèn)題； 3) 簡(jiǎn)易性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，操作和維護(hù)方便，易于推廣使用； 4) 快速性系統(tǒng)測(cè)量一次僅需約兩分鐘； 5) 準(zhǔn)確性結(jié)果準(zhǔn)確精度高，滿(mǎn)足規(guī)范要求，在各種工況狀態(tài)都小于20毫米； 6) 穩(wěn)定性適應(yīng)震動(dòng)潮濕的地下隧道環(huán)境，系統(tǒng)可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。 上海市復(fù)興東路越江隧道?11.22米大型泥水平衡盾構(gòu)推進(jìn)中。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，精確度高，維護(hù)方便的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在盾構(gòu)施工中將發(fā)揮其應(yīng)有作用。,油液分析在泥水盾構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 三種鐵譜、光譜數(shù)據(jù)處理分析的方法，為設(shè)備保養(yǎng)和維修提供了科學(xué)的依據(jù)，對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)行具有重要的意義。 每一種監(jiān)測(cè)方法都會(huì)有他的優(yōu)越性，同時(shí)也存在一定的缺陷。 油液監(jiān)測(cè)的方法雖然能準(zhǔn)確的跟蹤盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)及主驅(qū)動(dòng)齒輪系統(tǒng)的磨損情況，判斷其狀態(tài)優(yōu)劣，但其監(jiān)測(cè)間隔周期相對(duì)較長(zhǎng)，不能應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，因此需要與其他的監(jiān)測(cè)手段相結(jié)合，才能更有效的避免故障的發(fā)生，如每日的人工巡檢，相關(guān)部件的振動(dòng)、溫度、推力、扭矩、轉(zhuǎn)速、噪聲等，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)取樣分析，做出科學(xué)的判斷。,軌道交通8號(hào)線(xiàn)二期7標(biāo)上行線(xiàn)盾構(gòu)進(jìn)洞施工監(jiān)測(cè) 上海軌道交通8號(hào)線(xiàn)二期7標(biāo)凌兆新村站蘆恒路站區(qū)間隧道，由4臺(tái)盾構(gòu)分別從蘆恒路站和凌兆新村站向中間風(fēng)井掘進(jìn)。 中間風(fēng)井結(jié)構(gòu)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)墻接縫存在質(zhì)量問(wèn)題，從而提出對(duì)盾構(gòu)進(jìn)洞進(jìn)行監(jiān)測(cè)的要求。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)時(shí)指導(dǎo)盾構(gòu)進(jìn)洞施工。 地鐵區(qū)間隧道 中間風(fēng)井 土體加固 盾構(gòu)進(jìn)洞 監(jiān)測(cè),從設(shè)備構(gòu)成可知，系統(tǒng)不使用陀螺儀，也不必配裝激光發(fā)射接收裝置，并舍去其他許多系統(tǒng)所依賴(lài)的傳感設(shè)備或測(cè)傾儀設(shè)備，從而最大限度地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)簡(jiǎn)化提高了其健壯性，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)和最優(yōu)。 上海市共和新路高架工程中山北路站延長(zhǎng)路站區(qū)間盾構(gòu)推進(jìn)工程，本系統(tǒng)在該隧道的盾構(gòu)掘進(jìn)中成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)量，通過(guò)了貫通檢驗(yàn)。該工程包括上行線(xiàn)和下行線(xiàn)二條隧道，單線(xiàn)全長(zhǎng)1267米。每條隧道包含15段平曲線(xiàn)（直線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)、圓曲線(xiàn)）和17段豎曲線(xiàn)（坡度線(xiàn)、圓曲線(xiàn)