隧道监控量测方法及控制标准研究.ppt

隧道监控量测方法与控制标准研究
福建省交通科学技术研究所
FUJIAN RESEARCH INSTITUTE MUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY
科研为本,创新为魂,服务为策,奉献交通
研究内容
文本
概论
隧道监控量测方法研究
隧道监控量测控制标准研究
隧道监控量测方法与控制标准研究
结论
概论--新奥法隧道施工
隧道及其发展过程
隧道工程的核心问题,归结到开挖和支护两个关键工序上
松弛荷载理论:稳定的岩体有自稳能力,不产生荷载;不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要支护结构予以支撑。这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力
概论--新奥法隧道施工
岩承理论:围岩稳定是因为岩体自身有承载自稳能力;不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的,如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能够进入稳定状态。-----新奥法工法
“松弛荷载理论”注意结果和对结果的处理;“岩承理论”更注意过程和对过程的控制,即对围岩自承能力的充分利用
新奥法隧道施工
奥地利学者拉布西维兹(L. V. RABCEW ICZ)教授于二十世纪50年代提出, 60年代取得专利权并正式命名。
我国从60年代初开始推广喷锚支护新技术,到1981年底,采用喷锚支护的地下工程和井巷的总长度已接近7500公里。
1991年,福建省首次在五显岭隧道建设中应用新奥法原理进行设计施工,历经三年贯通1318m。
新奥法的基本要点
开挖采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进,减少对围岩的扰动;
充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形;
改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合成环;
通过监控量测,合理安排施工顺序,调整支护参数;
新奥法的基本要点
采用复合式衬砌;
二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的情况下浇注;
岩层内的渗透水压力,必须采取排水措施来降低。
“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”
新奥法原理
新奥法原理--弹簧
(1)洞室边缘某一点A在开挖前具有原始应力(自重应力和构造应力)处于一个平衡状态,如同一根弹性刚度为K的弹簧,在P0作用下处于压缩平衡状态。
(2)洞室开挖后,A点在临空面失去约束,原始应力状态要调整,如果围岩的强度足够大,那么经过应力调整,洞室可处于稳定状态(不需支护)。然而大多数的地质情况是较差的,即洞室经过应力调整后,如不支护,就会产生收敛变形,甚至失稳(塌方),所以必须提供支护力PE,才能防止塌方失稳。等同于弹簧产生了变形u后,在PE作用又处于平衡状态。
新奥法原理--弹簧
(3)弹簧在P0作用时处于平衡状态,在发生变形u后,在PE的作用下又处于平衡状态,假设弹簧的弹性系数为K,由力学平衡方程可知,则有:  P0=PE+Ku
那么:
①当u=0时,P0=PE 即不允许围岩变形,采用刚性支护,不经济;  ②当u变大时,PE减小;当u减小时,PE增大。即围岩发生变形,可释放一定的荷载(卸荷作用),所以要允许围岩产生一定的变形,以充分发挥围岩的自承能力。是一种经济的支护措施,围岩的自稳能力P=P0-PE=Ku;  ③当u=umax时,发生塌方,产生松驰荷载,不安全。