一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于監(jiān)控量測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道等地下工程施工由于其隱蔽性、不確定性和多變化性等特點(diǎn)，施工難度大，易造成各種各樣的工程質(zhì)量事故，嚴(yán)重地影響了工程施工進(jìn)度和工程質(zhì)量，施工監(jiān)控量測(cè)目的是及時(shí)監(jiān)測(cè)掌握工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變情況，進(jìn)行信息化處理，指導(dǎo)工程施工，確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)效果，積累量測(cè)數(shù)據(jù)，為信息化設(shè)計(jì)與施工提供依據(jù)。
[0003]在隧道施工中，監(jiān)控量測(cè)最重要的任務(wù)就是及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)圍巖的變形財(cái)情況，進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，提早做出預(yù)警預(yù)報(bào)，盡早采取必要措施，避免事故的發(fā)生。
[0004]盡管隧道施工監(jiān)控量測(cè)工作在我國(guó)開展有一些年了，但是總體而言，在具體施工中其實(shí)施與應(yīng)用都還很不完善。監(jiān)控量測(cè)工作的發(fā)展主要表現(xiàn)在監(jiān)測(cè)儀器與監(jiān)測(cè)方法的不斷更新進(jìn)步。當(dāng)前應(yīng)用于監(jiān)控量測(cè)的主要儀器包括:水準(zhǔn)儀、全站儀、鋼掛尺、收斂計(jì)和適應(yīng)于不同材料的壓力盒、應(yīng)變應(yīng)力計(jì)等等。這些儀器的應(yīng)用在硬件條件上就保證了監(jiān)控量測(cè)工作的準(zhǔn)確性，提高了監(jiān)控量測(cè)的可操作性、適應(yīng)性、穩(wěn)定性和精度。但是水準(zhǔn)儀、鋼掛尺、收斂計(jì)都由于測(cè)量精度不高，受隧道施工影響較大，涉及器材較多，易對(duì)隧道造成施工阻礙，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、處理、分析等工作量大，工程應(yīng)用不便。
[0005]目前在大多數(shù)的隧道施工監(jiān)控量測(cè)中技術(shù)人員都采用全站儀進(jìn)行。相比其他三種儀器，全站儀具有精度高、施測(cè)方便、數(shù)據(jù)傳輸方便等優(yōu)點(diǎn)。并且全站儀可以直接與計(jì)算機(jī)連接，在友好的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸、處理、分析。全站儀的應(yīng)用使得隧道監(jiān)控量測(cè)工作邁上了一個(gè)新臺(tái)階，另外國(guó)內(nèi)率先應(yīng)用了 3D激光掃描儀進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)工作，在監(jiān)控量測(cè)儀器的更新發(fā)展上做出了新的探索。但無論是采用全鉆儀還是3D激光掃描儀都存在儀器設(shè)備昂貴、監(jiān)控速度慢，監(jiān)控滯后等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，目的是找到一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、有效、能夠及時(shí)監(jiān)控隧道拱頂和周邊瞬間變換的監(jiān)控方法。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，包括以下步驟:
[0008](I)將無彈性變形的繩索一端固定于隧道斷面一端拱腳、另一端系于標(biāo)定后的電子彈簧秤上，該彈簧秤位于隧道斷面另一端拱腳上；所述繩索中間部分穿過懸掛釘于隧道圓拱的圓環(huán)上；
[0009](2)在監(jiān)控開始時(shí)，首先對(duì)繩索預(yù)加一個(gè)初始力使得電子彈簧秤上的讀數(shù)有一個(gè)初始讀數(shù)，然后拉動(dòng)繩索，使得彈簧秤上的初始讀數(shù)趨于穩(wěn)定，并做記錄；
[0010](3)在隧道縱向的多個(gè)斷面上分別重復(fù)實(shí)施上述步驟(I)和(2);
[0011](4)在隧道施工時(shí)，持續(xù)觀測(cè)電子彈簧秤的讀書，如有讀數(shù)發(fā)生變化，暫停施工，再利用全鉆儀或者3D激光掃描儀對(duì)隧道截面進(jìn)行復(fù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理。
[0012]優(yōu)選地，所述隧道圓拱包括拱頂、隧道周圍圍堰以及襯砌。
[0013]優(yōu)選地，在步驟(4)中，所述施工包括隧道開挖、拱頂注漿、襯砌修補(bǔ)。
[0014]相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單、免模型預(yù)測(cè)、計(jì)算量小、無技術(shù)難度、便于工人及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0018](I)將無彈性變形的繩索一端固定于隧道斷面一端拱腳監(jiān)控點(diǎn)A，另一端系于標(biāo)定后的電子彈簧秤上，該彈簧秤位于隧道斷面另一端拱腳監(jiān)控點(diǎn)E ;所述繩索中間部分穿過懸掛釘于拱頂監(jiān)控點(diǎn)C和隧道周圍圍堰監(jiān)控點(diǎn)B、D (或襯砌)上的圓環(huán)上，上述中間部分監(jiān)控點(diǎn)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行加密布設(shè)；
[0019](2)在監(jiān)控開始時(shí)，首先對(duì)繩索預(yù)加一個(gè)初始力使得電子彈簧秤上的讀數(shù)有一個(gè)初始讀數(shù)，然后拉動(dòng)繩索，使得彈簧秤上的初始讀數(shù)趨于穩(wěn)定，并記錄初始讀數(shù)；
[0020](3)在隧道縱向的多個(gè)斷面上分別重復(fù)實(shí)施上述步驟(I)和(2)，布設(shè)多道監(jiān)控裝置，間隔間距可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置為2?4米；
[0021](4)在隧道進(jìn)行開挖、拱頂注漿、襯砌修補(bǔ)等施工時(shí)，持續(xù)觀測(cè)電子彈簧秤的讀數(shù)，如有讀數(shù)發(fā)生變化，暫停施工，再利用全鉆儀或者3D激光掃描儀對(duì)隧道截面進(jìn)行復(fù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理。
[0022]本發(fā)明利用隧道拱頂沉降和周邊收斂時(shí)隧道截面的幾何形狀會(huì)發(fā)生改變這一事實(shí)為基礎(chǔ)，通過將簡(jiǎn)單幾何原理應(yīng)用到隧道施工過程中進(jìn)行監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂中來，設(shè)計(jì)巧妙、裝置簡(jiǎn)單、免模型預(yù)測(cè)、計(jì)算量小、無技術(shù)難度、便于工人及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將無彈性變形的繩索一端固定于隧道斷面一端拱腳、另一端系于標(biāo)定后的電子彈簧秤上，該彈簧秤位于隧道斷面另一端拱腳上；所述繩索中間部分穿過懸掛釘于隧道圓拱的圓環(huán)上； (2)在監(jiān)控開始時(shí)，首先對(duì)繩索預(yù)加一個(gè)初始力使得電子彈簧秤上的讀數(shù)有一個(gè)初始讀數(shù)，然后拉動(dòng)繩索，使得彈簧秤上的初始讀數(shù)趨于穩(wěn)定，并做記錄； (3)在隧道的縱向多個(gè)斷面上分別重復(fù)實(shí)施上述步驟(I)和(2); (4)在隧道施工時(shí)，持續(xù)觀測(cè)電子彈簧秤的讀書，如有讀數(shù)發(fā)生變化，暫停施工，再利用全鉆儀或者3D激光掃描儀對(duì)隧道截面進(jìn)行復(fù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，其特征在于，所述隧道圓拱包括拱頂、隧道周圍圍堰以及襯砌。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，其特征在于，在步驟(4)中，所述施工包括隧道開挖、拱頂注漿。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種監(jiān)控隧道拱頂沉降和周邊收斂的方法，通過安裝無彈性變形的繩索，一端固定于隧道斷面一端拱腳、另一端系于標(biāo)定后的電子彈簧秤上，該彈簧秤位于隧道斷面另一端拱腳上，中間部分繩索穿過隧道圓拱；在監(jiān)控開始時(shí)，首先預(yù)加一個(gè)初始力、使得電子彈簧秤上的讀書有一個(gè)初始讀數(shù)，拉動(dòng)繩索，使得彈簧秤上的初始讀數(shù)趨于穩(wěn)定，并做記錄，重復(fù)上述步驟，在多個(gè)斷面布設(shè)相同方式監(jiān)控措施，在隧道施工時(shí)，持續(xù)觀測(cè)電子彈簧秤的讀書，如有讀數(shù)發(fā)生變化，暫停施工，再利用全鉆儀或者3D激光掃描儀對(duì)隧道截面進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單、免模型預(yù)測(cè)、計(jì)算量小、無技術(shù)難度、便于工人及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)狀況。
【IPC分類】E21F17-00
【公開號(hào)】CN104533520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410717505
【發(fā)明人】彭軍龍, 馬丁, 劉豪, 王小青, 譚珊, 鄭培信
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日