一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法技术

本申请涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法。测量方法包括以下步骤：S1、根据隧道的结构尺寸，在隧道横截面区域确定小导洞开挖位置；S2、在上一步中确定小导洞开挖位置沿隧道延伸方向进行开挖，以挖出小导洞；S3、在小导洞内进行钻孔，钻孔的深度需超过隧道设计边界；S4、在钻孔中安装传感器，传感器用于监测围岩发生位移的数据；S5、对隧道进行开挖，同时获取传感器监测数据。该超前测量方法可以较为精确的掌握隧道全截面开挖完成时，隧道围岩的瞬时变形规律和瞬时能量释放特征，可以为隧道后期的支护设计和监测方案的动态优化提供科学的依据。和监测方案的动态优化提供科学的依据。和监测方案的动态优化提供科学的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法


[0001]本申请涉及隧道工程
，特别涉及一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法。

技术介绍

[0002]随着国家基础设施建设的不断发展，越来越多的公路隧道开始修建。在隧道工程施工中，尤其是开挖施工时会打破隧道围岩的原有应力状态，如开挖隧道的临空面，由于开挖卸荷作用，会产生大变形和岩爆等地质灾害。例如，中国川藏铁路全线隧道共计198座，占线路总长的70.2%，而且在建设过程中面临高烈度、高地应力、软岩和活动断裂带等特殊地质条件，在隧道开挖过程中不可避免会产生隧道围岩的变形破坏，给隧道的建设造成极大的威胁，并存在施工安全隐患。
[0003]为了有效的控制隧道在开挖过程中围岩的变形状态，工程现场在隧道开挖完成后会尽快对隧道进行初支，同时对隧道围岩的变形进行监测，虽然能够较好的掌握边坡的变形状态，但是仍然发生了很多不可预知的隧道围岩大变形破坏的灾害，尤其是对于大跨度隧道而言，在构造应力作用下，边坡极易发生变形破坏。究其原因，主要是由于目前的隧道围岩变形监控具有滞后性，没有掌握隧道开挖完成时隧道围岩的瞬时变形特征，所以很难对隧道的围岩状态进行科学预判和提出精准的控制对策。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供了一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，所述测量方法包括以下步骤：S1、根据隧道的结构尺寸，在隧道横截面区域确定小导洞开挖位置；S2、在上一步中确定小导洞开挖位置沿隧道延伸方向进行开挖，以挖出小导洞；S3、在所述小导洞内进行钻孔，钻孔的深度需超过隧道设计边界；S4、在所述钻孔中安装传感器，所述传感器用于监测围岩发生位移的数据；S5、对所述隧道进行开挖，同时获取传感器监测数据。
[0006]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，在步骤S3中，在小导洞延伸方向上设置多个监测面，每个监测面上均设置有多个钻孔；所述钻孔垂直于小导洞的轴线方向。
[0007]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，多个所述监测面均匀布置在小导洞延伸方向。
[0008]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述监测面上布
置有多个钻孔，任意相邻的两钻孔间隔角度相同；每个钻孔与水平方向的夹角大于等于零。
[0009]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，在同一监测面内，任意相邻的两个所述钻孔的间隔角度范围为20
°‑
60
°
，相邻钻孔之间的间隔角度与隧道围岩岩性呈正相关。
[0010]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述钻孔穿过设计的隧道边界后继续向隧道边界外的围岩延伸，所述钻孔超出隧道边界深入隧道围岩内的深度D的范围为0.3 L ~1L，所述L为隧道横截面的最大宽度，所述钻孔深入隧道围岩的深度与隧道围岩岩性呈负相关。
[0011]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述S4具体包括：S41、在安装前对传感器进行测试，确保设备运行正常；S42、在所述钻孔中及时布置传感器；S43、对布置好的传感器进行固定以保证其运作稳定且位置确定；S44、对固定好的传感器再次进行测试，确保后期监测数据准确。
[0012]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述传感器需布置在钻孔中隧道边界之外到钻孔孔底之间；所述传感器为多点位移计，多点位移计包括多个并列排布的位移传感器。
[0013]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述S5具体包括：S51、按照隧道开挖设计步骤进行隧道开挖；S52、实施获取传感器的监测数据；S53、根据监测数据，分析隧道围岩瞬时变形规律；S54、根据变形规律，对隧道的初期支护和后期的监测措施进行动态调整和优化。
[0014]如上所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，优选地，所述小导洞开挖位置为隧道横截面中心区域。
[0015]有益效果：本申请中的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，可以较为精确的掌握隧道全截面开挖完成时，隧道围岩的瞬时变形规律和瞬时能量释放特征，可以为隧道后期的支护设计和监测方案的动态优化提供科学的依据。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1是本专利技术实施例的超前测量方法的整体示意图；图2是本专利技术实施例的超前测量方法的小导洞位置示意图；图3是本专利技术实施例的超前测量方法的钻孔示意图；图4是本专利技术实施例的超前测量方法的多点位移计示意图。
[0017]附图标记说明：1
‑
小导洞、2
‑
隧道、3
‑
隧道边界、4
‑
钻孔、5
‑
传感器。
具体实施方式
[0018]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
[0019]在本申请的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0020]根据本专利技术的具体实施例，如图1
‑
4所示，本专利技术涉及一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，具体包括以下步骤：S1、根据隧道2的结构尺寸，在隧道2横截面区域确定小导洞1开挖位置。在本实施例中，小导洞1开挖位置确定为隧道2横截面中心区域。为保证因小导洞1施工对围岩变形监测数据造成的系统影响的一致，方便后续对于监测数据的分析，同时也为便于后续钻孔4施工。本申请的小导洞1大小满足钻孔4需求即可，也即小导洞1尺寸较小，能有效减少开挖工作对隧道围岩造成的影响，确保监测数据的准确，同时也可提前释放部分地应力，减小围岩后期的收敛变形，保证施工安全。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：S1、根据隧道的结构尺寸，在隧道横截面区域确定小导洞开挖位置；S2、在上一步中确定小导洞开挖位置沿隧道延伸方向进行开挖，以挖出小导洞；S3、在小导洞内进行钻孔，钻孔的深度需超过隧道设计边界；S4、在钻孔中安装传感器，传感器用于监测围岩发生位移的数据；S5、对隧道进行开挖，同时获取传感器监测数据。2.根据权利要求1所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特征在于，在步骤S3中，在小导洞延伸方向上设置多个监测面，每个监测面上均设置有多个钻孔；所述钻孔垂直于小导洞的轴线方向。3.根据权利要求2所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特征在于，多个所述监测面均匀布置在小导洞延伸方向。4.根据权利要求2所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特征在于，所述监测面上布置有多个钻孔，任意相邻的两钻孔间隔角度相同；每个钻孔与水平方向的夹角大于等于零。5.根据权利要求4所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特征在于，在同一监测面内，任意相邻的两个所述钻孔的间隔角度范围为20
°‑
60
°
，相邻钻孔之间的间隔角度与隧道围岩岩性呈正相关。6.根据权利要求1所述的大跨度隧道围岩瞬时变形的超前测量方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何满潮，陶志刚，史广诚，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：