隧道與洞室工程盾構施工監(jiān)測.pptVIP

一、監(jiān)測的作用 1.監(jiān)測和判斷各種施工因素對地表變形的影響，提供改進施工的方法和減少地面沉降的重要依據(jù)； 2.根據(jù)前一段的觀測結果，預測下一段的地表沉降和對周圍建筑物及其它設施的影響；,3.檢驗施工方法是否達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系，作為將來設計的參考依據(jù)； 5.通過施工監(jiān)測可取得減少沉降、減少保護工程費的效果； 6.保證工程安全，減少總造價。,二、監(jiān)測項目的選擇依據(jù) 1.一定情況下的具體監(jiān)測要求； 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、各種構筑物的形狀、尺寸、與隧道軸線的相對位置；,4.隧道埋深； 5.雙線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.設計中的安全儲備系數(shù)。,三、監(jiān)測內(nèi)容和儀器 1.地表的沉降和水平位移 在測量區(qū)域埋設地表樁，用精密水準儀和經(jīng)緯儀來測量。 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斜儀測量。 3.土體回彈 在盾構前方埋設回彈樁，觀察施工中底部一下土體的回彈量，估計下臥土層可能的回彈沉陷。,4.土中應力和孔隙水壓力 土應力盒和空隙水壓力探頭采取鉆孔埋設法，測點埋設在隧道周圍。 5.鄰近構筑物的保護監(jiān)測 沉降測點設在基礎上或墻體上，在構筑物外的地表上和底板上也設一些測點，用水準儀測量；傾斜監(jiān)測可用經(jīng)緯儀測量，也可在墻體上設置傾斜儀，連續(xù)監(jiān)測墻體的傾斜；裂縫監(jiān)測可用裂縫觀測儀。,6.隧道應變. 采用應變計測量，其測量結果計算結構構件的軸力和彎矩。 7.隧道收斂位移 采用收斂計測量。 8.預制管片凹凸接縫處法向應力 采用應力計測量。 9.接縫處張開量,變形分析,地面變形階段 分五個階段,變形分析,地面變形機理,變形分析,地面變形計算 Peck公式 數(shù)值計算 有限元法、有限差分法進行隧道開挖施工過程模擬分析 應用于盾構施工對周邊構筑物影響分析。,變形分析,施工對周邊構筑物影響 橋梁、民建樁基礎 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 地下車行、人行通道 變形控制：-20+10mm 敏感構筑物 相關規(guī)范的允許范圍 地下管線 相關規(guī)范的允許范圍,地鐵8號線穿越竹葉山高架立交橋樁,地鐵8號線下穿友誼大道通道,地鐵8號線下穿徐東平價人行通道,變形分析,變形控制 盾構施工控制 嚴格控制開挖面的出土量 提高施工的速度和連續(xù)性 及時同步注漿,縮短襯砌脫出盾尾的暴露時間 地層改良 高壓旋噴樁、攪拌樁、灌漿 隔離樁,四、盾構施工過程的環(huán)境保護 1）積極保護法的概念 所謂積極保護法，是指對盾構推進的施工過程進行優(yōu)化設計，盡量減少對現(xiàn)有工程進行事先拆遷或加固的工程量，以及在施工過程中依據(jù)監(jiān)測結果隨時調(diào)整，以使在工程施工結束后用于修復受影響的建筑物和設施的費用盡量減少。,2）積極保護法的主要內(nèi)容 （1）.對隧道沿線建筑物和公用設施較多的地段進行詳細勘探，力求確切了解土質(zhì)特性、地下水情況和建筑設施的特點，明確對地面沉降的控制要求，并通過綜合分析確定合理的盾構選型及施工工藝。一般說來，合理的盾構選型是滿足環(huán)境保護要求的關鍵。,（2）.制定施工組織設計和操作規(guī)程，并在施工工程中嚴格地予以執(zhí)行。重點內(nèi)容為： a.根據(jù)地質(zhì)材料、盾構選型及覆土條件等提出施工總體安排、施工細節(jié)規(guī)定和風險段的施工設計； b.進行地表沉降預測和提出減少沉降量的技術措施； c.制定明確的施工管理、施工記錄和實施施工監(jiān)測的制度。,（3）.進行施工監(jiān)測 先依據(jù)設定的施工參數(shù)提出監(jiān)測方案，然后在經(jīng)過初始試驗段的監(jiān)測實踐后加以修改和完善。 監(jiān)測結果出現(xiàn)異常情況時，隨時提出可供采用的施工方法改進措施或應變措施。,在隧道盾構推進期間，對盾構推進軸線上方受其施工影響的地面道路、地下管線、建（構）筑物進行變形監(jiān)測，為隧道盾構推進提供信息，指導施工，采取必要的措施，確保施工安全和減少對環(huán)境的影響。 根據(jù)工程監(jiān)測技術要求和現(xiàn)場具體情況，監(jiān)測方案對監(jiān)測點（孔）的布置遵循合理、可靠、經(jīng)濟的原則進行。,盾構始發(fā)過程反力架應力監(jiān)測與安全評價 對盾構始發(fā)過程中的反力架進行了數(shù)值分析、現(xiàn)場監(jiān)測和受力分析 根據(jù)監(jiān)測結果對反力架的功能和作用進行了評價,對反力架的拆除條件給出了建議。 反力架的設計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)場監(jiān)測分析確定反力架的拆除時間。,盾構姿態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與應用 隧道工程，盾構姿態(tài)，自動測量，系統(tǒng)開發(fā) 盾構機姿態(tài)實時正確測定，是隧道順利推進和確保工程質(zhì)量的前提，其重要性不言而喻。 在盾構機自動化程度越來越高的今天，甚至日掘進量超過二十米，可想而知，測量工作的壓力是相當大的。 這不僅要求精度高，不出錯；還必須速度快，對工作面交叉影響盡可能小。 因此，為了能夠在隧道施工過程中及時準確給出方向偏差，并予以指導糾偏，國內(nèi)外均有研制的精密自動導向系統(tǒng)用于隧道工程中，對工程起到了很好的保證作用。,盾構機掘進時將許多參數(shù)回傳給系統(tǒng)，工作人員通過這些參數(shù)來監(jiān)控盾構機的運行狀況。 特征變量監(jiān)測曲線繪制模塊通過將一段時間內(nèi)的變量狀況繪制成曲線，能直觀地反映出該特征變量的變化情況，有助于工作人員對盾構機的運行狀況和趨勢做出更為準確的判斷，以達到有效監(jiān)控盾構機運行的目的。 開發(fā)出來的曲線監(jiān)測界面直觀地顯示幾個特征變量的變化情況，方便監(jiān)測人員分析比較這些變量的發(fā)展趨勢，及時發(fā)現(xiàn)盾構機運行是否有異常情況，并可以打印出來進行資料保存。,通過工程實用運行，對多種困難條件適應性檢驗， 1) 實時性系統(tǒng)自動測量反映當前盾構機空間(六自由度)狀態(tài)； 2) 動態(tài)性系統(tǒng)自動跟蹤跟進，較好解決了彎道轉向問題； 3) 簡易性系統(tǒng)結構簡單合理，操作和維護方便，易于推廣使用； 4) 快速性系統(tǒng)測量一次僅需約兩分鐘； 5) 準確性結果準確精度高，滿足規(guī)范要求，在各種工況狀態(tài)都小于20毫米； 6) 穩(wěn)定性適應震動潮濕的地下隧道環(huán)境，系統(tǒng)可以長期連續(xù)運行。 上海市復興東路越江隧道?11.22米大型泥水平衡盾構推進中。 結構簡單，運行穩(wěn)定，精確度高，維護方便的盾構姿態(tài)自動監(jiān)測系統(tǒng)，在盾構施工中將發(fā)揮其應有作用。,油液分析在泥水盾構狀態(tài)監(jiān)測中的應用 三種鐵譜、光譜數(shù)據(jù)處理分析的方法，為設備保養(yǎng)和維修提供了科學的依據(jù)，對機器的正常運行具有重要的意義。 每一種監(jiān)測方法都會有他的優(yōu)越性，同時也存在一定的缺陷。 油液監(jiān)測的方法雖然能準確的跟蹤盾構機液壓系統(tǒng)及主驅動齒輪系統(tǒng)的磨損情況，判斷其狀態(tài)優(yōu)劣，但其監(jiān)測間隔周期相對較長，不能應對突發(fā)事件，因此需要與其他的監(jiān)測手段相結合，才能更有效的避免故障的發(fā)生，如每日的人工巡檢，相關部件的振動、溫度、推力、扭矩、轉速、噪聲等，發(fā)現(xiàn)異常及時取樣分析，做出科學的判斷。,軌道交通8號線二期7標上行線盾構進洞施工監(jiān)測 上海軌道交通8號線二期7標凌兆新村站蘆恒路站區(qū)間隧道，由4臺盾構分別從蘆恒路站和凌兆新村站向中間風井掘進。 中間風井結構施工時發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)墻接縫存在質(zhì)量問題，從而提出對盾構進洞進行監(jiān)測的要求。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，實時指導盾構進洞施工。 地鐵區(qū)間隧道 中間風井 土體加固 盾構進洞 監(jiān)測,從設備構成可知，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)所依賴的傳感設備或測傾儀設備，從而最大限度地簡化了系統(tǒng)構成，系統(tǒng)簡化提高了其健壯性，系統(tǒng)實現(xiàn)最簡和最優(yōu)。 上海市共和新路高架工程中山北路站延長路站區(qū)間盾構推進工程，本系統(tǒng)在該隧道的盾構掘進中成功應用，實現(xiàn)實時自動測量，通過了貫通檢驗。該工程包括上行線和下行線二條隧道，單線全長1267米。每條隧道包含15段平曲線（直線、緩和曲線、圓曲線）和17段豎曲線（坡度線、圓曲線