一种高地应力软岩隧道监控量测方法技术

本发明专利技术提供了一种高地应力软岩隧道监控量测方法，根据隧道设计制定高地应力软岩隧道监控量测专项方案；此时隧道开始施工，隧道开挖并施作初期支护；采用测量仪器对施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；对监控量测数据进行回归分析，确定仰拱和二次衬砌的施做时机；根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析确定隧道变形等级；根据隧道变形等级确定隧道管理基准；再对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌；若不满足安全要求，则根据施工情况重复步骤。采用本方案，能正确的进行监控测量，有效反馈监控量测的真实数据，并利用监控量测数据调整支护参数和施工管理等级，提高了隧道施工的安全性，降低资金成本压力。

【技术实现步骤摘要】
一种高地应力软岩隧道监控量测方法
本专利技术涉及公路隧道领域，具体涉及一种高地应力软岩隧道监控量测方法。
技术介绍
近年来，越来越多的山区公路被规划、建设，也规划、建设了越来越多的隧道，特别是一些西南山区，高地震烈度、伴随断层破碎带，埋深大，地应力高，富水软岩地层的隧道给隧道建设带来了极大的困难，初期支护长期变形，软岩强度底，易风化，在建设过程中极易产生大变形，给隧道施工安全、结构安全带来了极大的隐患。长期监控量测观测数据不及时，不能有效判定，往往导致发生大变形，导致初期支护开裂、破坏、侵限等，给隧道的安全、质量带来了重大的隐患，同时也给建设工期、资金成本带来了严重的压力。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种高地应力软岩隧道监控量测方法，采用本方案，能正确的进行监控测量，有效反馈监控量测的真实数据，并利用监控量测数据调整支护参数和施工管理等级，提高了隧道施工的安全性，降低资金成本压力。本专利技术采用的技术方案为：一种高地应力软岩隧道监控量测方法，包括以下步骤：S1：根据隧道设计制定高地应力软岩隧道监控量测专项方案；S2：此时隧道开始施工，隧道开挖并施作初期支护；S3：初期支护过程中，采用测量仪器对施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；S4：对监控量测数据进行回归分析，确定仰拱和二次衬砌的施做时机；S5：根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析确定隧道变形等级；S6：根据隧道变形等级确定隧道管理基准；S7：根据以往的经验类比、结合理论分析和项目的特殊要求建立评价基准，评价基准结合隧道管理基准对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌，该段隧道施工完成；若不满足安全要求，则需要根据变形情况进行动态设计和施工，再根据施工情况重复S2～S7步骤。本方案具体运作时，为提前预警在施工过程中软岩的变形量，增加隧道施工过程的安全性，在隧道施工前，先根据隧道设计制定本方案的具体流程和使用的工具，然后再开始隧道施工，施工初期先对隧道开挖并进行初期支护，在此施工过程中，采用测量仪器进行监控量测，并得到监控量测数据，监控量测数据包括软岩形变速率、洞壁发生变形时的位移距离、隧道当量半径等数据，然后对监控量测数据进行回归分析，分析每日数据的变化，来确定仰拱和二次衬砌的施做时机，然后根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析相结合来确定隧道变形等级，不同的隧道变形等级反映的隧道变形情况不同，再根据隧道变形等级的总变形量来确定隧道管理基准，最后根据以往的经验类比、结合理论分析和项目的特殊要求建立评价基准，评价基准结合隧道管理基准对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌，该段隧道施工完成；若不满足安全要求，则需要根据变形情况进行动态设计和施工，再根据施工情况重复S2～S7步骤。进一步的，所述隧道设计需根据隧道详勘资料、现场调查资料、收集相关隧道资料和规范要求进行设计。进一步的，所述测量仪器采用三维激光扫描和全站仪结合测量。进一步的，对监控量测数据进行回归分析应根据变形效果评估和变形速率判断相结合来确定确定仰拱和二次衬砌的施做时机。进一步的，对监控量测数据进行回归分析，若变形控制效果满足要求，变形趋于稳定，则施做二次衬砌和仰拱；若变形控制效果不满足要求，变形速率过大、变形没有收敛，则采取处治措施。进一步的，所述隧道变形等级可分为轻度、中度和严重三个等级；轻度：Ua为20cm～35cm，Ua/a为3％～6％；表示对初期支护的破坏情况为：喷混凝土层龟裂，钢架局部与喷层脱离中度：Ua为35cm～60cm，Ua/a为6％～10％；表示对初期支护的破坏情况为：喷混凝土层严重开裂，掉块，局部钢架变形，锚杆垫板凹陷。严重：Ua＞60cm，Ua/a＞10％；表示对初期支护的破坏情况为：喷混凝土层严重开裂，掉块，局部钢架变形，锚杆垫板凹陷，但大面积发生，且产生锚杆拉断及钢架变形扭曲现象。Ua为洞壁位移，a为隧道当量半径。进一步的，所述隧道管理基准包括根据累计变形量分为三个区间变形量等级：U＜30％U0、30％U0≤U＜70U0和70％U0≤U＜100U0，变形速率分为四个区间变形速率等级：2～10mm/d、10～30mm/d、30～50mm/d和大于50mm/d；所述累计变形量在每个区间变形量等级，会根据4个不同区间变形速率等级来确定隧道管理等级；U为变形总量，U0为设计预留变形量。进一步的，所述隧道管理等级分为四个管理等级，每个管理等级对应采取施工处治措施；第一级：正常施工；第二级：警戒，加强检测，准备预案；第三级：预警，分析原因，实施预案；第四级：报警，检查预案实施情况，分析原因，完善并加强措施，进行安全性评估，必要时考虑暂停施工。本专利技术具有以下有益效果：本方案提供了一种高地应力软岩隧道监控量测方法，根据隧道位移将隧道变形划分为三个等级，并根据变形速率将隧道变形管理划分为四个等级，并针对这四个等级分别给出了施工措施，实施过程中可根据掌子面素描和已施作段落初期支护变形等级合理选择掌子面前方围岩的支护参数。并根据变形管理等级对已开挖段落采取合理的施工措施。由此可见，本专利技术高地应力软岩隧道监控量测可广泛指导高地应力软岩隧道开挖，其流程条理清晰、大变形等级划分合理，管理等级明确，各个管理等级对应的施工措施明确，便于指导施工。本专利技术不仅适用于高地应力软岩隧道、也适用于断层破碎带。附图说明图1为本专利技术提供的一种高地应力软岩隧道监控量测方法的流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例：图1为本专利技术提供的一种高地应力软岩隧道监控量测方法的流程图。一种高地应力软岩隧道监控量测方法，包括以下步骤：S1：根据隧道设计制定高地应力软岩隧道监控量测专项方案；S2：此时隧道开始施工，隧道开挖并施作初期支护；S3：初期支护过程中，采用测量仪器对施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；S4：对监控量测数据进行回归分析，确定仰拱和二次衬砌的施做时机；S5：根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析确定隧道变形等级；S6：根据隧道变形等级确定隧道管理基准；S7：根据以往的经验类比、结合理论分析和项目的特殊要求建立评价基准，评价基准结合隧道管理基准对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌，该段隧道施工完成；若不满足安全要求，则需要根据变形情况进行动态设计和施工，再根据施工情况重复S2～S7步骤。本实施例中，为提前预警在施工过程中软岩的变形量，增加隧道施工过程的安全性，在隧道施工前，先根据隧道设计制定本方案的具体流程和使用的工具，然后再开始隧道施工，施工初期先对隧道开挖并进行初期支护，在此施工过程中，采用测量仪器进行监控量测，并得到监控量测数据，监控量测数据包括软岩形变速率、洞壁发生变形时的位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：根据隧道设计制定高地应力软岩隧道监控量测专项方案；/nS2：此时隧道开始施工，隧道开挖并施作初期支护；/nS3：初期支护过程中，采用测量仪器对施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；/nS4：对监控量测数据进行回归分析，确定仰拱和二次衬砌的施做时机；/nS5：根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析确定隧道变形等级；/nS6：根据隧道变形等级确定隧道管理基准；/nS7：根据以往的经验类比、结合理论分析和项目的特殊要求建立评价基准，评价基准结合隧道管理基准对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌，该段隧道施工完成；若不满足安全要求，则需要根据变形情况进行动态设计和施工，再根据施工情况重复S2～S7步骤。/n

【技术特征摘要】
1.一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据隧道设计制定高地应力软岩隧道监控量测专项方案；
S2：此时隧道开始施工，隧道开挖并施作初期支护；
S3：初期支护过程中，采用测量仪器对施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；
S4：对监控量测数据进行回归分析，确定仰拱和二次衬砌的施做时机；
S5：根据掌子面素描情况和监控量测数据回归分析确定隧道变形等级；
S6：根据隧道变形等级确定隧道管理基准；
S7：根据以往的经验类比、结合理论分析和项目的特殊要求建立评价基准，评价基准结合隧道管理基准对隧道稳定性进行评价，若满足安全要求，则施做二次衬砌，该段隧道施工完成；若不满足安全要求，则需要根据变形情况进行动态设计和施工，再根据施工情况重复S2～S7步骤。


2.根据权利要求1所述的一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，所述隧道设计需根据隧道详勘资料、现场调查资料、收集相关隧道资料和规范要求进行设计。


3.根据权利要求1所述的一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，所述测量仪器采用三维激光扫描和全站仪结合测量。


4.根据权利要求1所述的一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，对监控量测数据进行回归分析应根据变形效果评估和变形速率判断。


5.根据权利要求4所述的一种高地应力软岩隧道监控量测方法，其特征在于，对监控量测数据进行回归分析，若变形控制效...

【专利技术属性】
技术研发人员：张生，袁松，王元，王希宝，许白杨，韩根，
申请(专利权)人：四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川交投建设工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51