铁路隧道围岩量测方法

维普资讯 http://www.cqvip.com ＆南扭孑斗技２ｏｏ８年第７期　技术创新　铁路隧道围岩量测方法　杨柳　（陕西铁路工程职业技术学院）　摘要为了准确了解隧道开挖后围岩变化情况，防止隧道塌方，为施工安全做出预警，围岩量测是隧道施工工序中一项必不可　少的环节，是隧道安全贯通的重要保障　本文对襄渝线烟蹬坡隧道围岩量测的使用方法进行了分析　关健词铁路隧道围岩量测量测方法　１　工程概况　襄渝线安康至重庆增建Ⅱ线ＸＹＮＳ一０４标段工程安康至梁家坝段　烟磴坡隧道，隧道起讫桩号ＹＤＫ４６４＋８（￣）～ＤＫ４６６＋１０５，隧道长　１３０５ｍ。烟磴坡隧道位于大巴山山脉南部之低山河谷区，属构造剥蚀　低山山地，群山起伏，河沟深切，隧道区内最高海拔标高为８００米，　相对高差１００ｍ～２００ｍ，最大埋深约１００ｍ。地形主要为陡峭的破面山　和山　狭小的深切“ｖ”字型沟谷相连，多悬崖峭壁，地面平均坡度　３ｌＪ　’５（】　地势西北高．南东低，山脉延伸一般与构造走Ｉ　ｕｒＪ一致，山　北西ｔａｉｎｔ渐转为北东向　，测区内植被较发育，山地多为灌小覆盖，间　有稀疏乔木，斜坡下部及河流两侧多已辟为旱地。　２量测的内容及频率　２，１周边收敛量测　周边收敛测量是监控两个测点所组成的一条基线的相对位移值，　它是隧道开挖所引起嘲岩变形最直观的表现　２．２拱顶下沉量测　拱顶下沉量测测点布．殳在拱顶与隧道轴线的交线上，每个断面拱　顶下沉测点只埋没一个，拱顶下沉量测主要用于确认围岩的稳定性，　及时掌握隧道整体的稳定情况　外在浅埋（埋深＜３０ｍ）地段按　《铁路隧道监控量测技术规程》要求，增没浅埋隧道地表沉降观ｉ｛［！Ｉｌ，　根据洞内、洞外的下沉量指导开挖，通常情况下，浅埋隧道的拱顶　下沉及地表下沉是判断嘲岩是否稳定的重要标志　拱顶下沉会ｒｕＪ上传　至地表，地表点的下沉值一般比拱顶点的下沉值要小，而且滞后于拱　顶点下沉一段时问。但当隧道埋深彳Ｉ之浅　嘲岩又破碎时，地表下沉值　接近于拱顶下沉值而形成整体下沉。通过测定拱顶点的垂直位移随隧　道开挖面变化的情况即可判断隧道的稳定性。　３　测点的布设形式及实测方法　３．１测点布置与量测测线　’则点布置根据施工方法．地质条件、量｛则断面所在位置、隧道埋　置深度等条件确定　烟蹬坡隧道根据初期的地质报告和开挖后现场陶　岩情况，设汁院定性为Ｖ级围岩，依据瑚岩级别和现场情况决定采用　台阶法进行开挖，所以测点根据现场实际情况，按照有关规范、规　程、没汁资料及类似工程经验规范要求进行布没，每ｌ（Ｊｍ一个断面　（见表１）。每个断面上没置４个周边收敛量测点，分别布没在起拱线　两侧和仰拱以ｔ１．５ｍ处，一个拱顶下沉景测点，布没在拱顶隧道轴线　上（点位见图１）　固岩级别　｝　断面间距【ｍ）　Ｖ—ＶＩ　Ｉ　５￣１０　Ⅳ　ｌ　１０　３０　丑Ｉ　Ｉ　３Ｉ卜５０　表１　围岩监控两断面间隔表　ｗ　图Ｉ量测点　．位市设图　量测ｆ！ｌ！ＩＪ线数是根据开挖方法的不剐．依据【｝ｊ岩等级，依据规范确　定测线数（　表２），　上导坑开挖后，量ｉＩ［Ｉ！Ｊ三条测线（她　２），在　沉降量在规范ｌ　Ｉ舌方可进行下断面开挖，下断　测线在上断面：ｊ条的　基础上再增］ＪＵ３条测线（见图２）　图２测线量删示意图　３．２实测方法　各测点在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋　没，一般为０．５ｍ～２ｍ。掌子面第一次开挖在爆破作业后ｌ２个小时内　完成，最迟不得超２４小时，并在下一次爆破循环前完成　空水平收敛　量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率，　边收敛量测使用ＳＷＪ一　８１型收敛仪，挖掘机配合量测，每条基线观测数据取渎数三次的平均　值做为实测值；拱顶下沉量测使用苏光ＤＳＺ２型水准仪＋ＰＳ１装置吊挂　钢尺测量，仪器精度０．１ｍｍ，每１００ｍ没置一个水准点，水准点布没在　仰拱上，此水准点需和隧道高程控制　联测，ｌ司一断而的测时问尽量　在每天的相同时ｆＨ】段内观测　观测时要求洞内干扰因素要小，视线清　晰，后期观测频率由变形的位移速度确定（　表３）．　．住移速度（ｍｍ／ｄ）　监控量测频率　≥５　２次，ｄ　１－６．　１次／ｄ　０．５—１　１次，２—３ｄ　ＩＪ＿２一ｌＪ．５　１次／３ｄ　＜ｎ．２　１次／７ｄ　表３　４量测的数据处理　根据量测资料编制Ｅｘｃｅｌ程序可绘制位移量．位移速度随时　变　化的曲线、位移量与开挖面距离关系曲线，找出位移一时问回归分析．　以确定嘲岩位移的稳定性特征。如粜嘲岩变化逐渐趋于稳定，没有异　常变化，可进行二次衬砌施工；如位移变化异常，则需采取措施防范事　故发生。当周边收敛速度为（１．１－Ｏ．２ｍｍ／ｄ，拱顶下沉速度为０．１ｍｍ／ｄ以　下时，则我们认为围岩已经达到稳定，可进行下道工序施工　图３为蹬坡隧道ＹＤＩＫ４６１＋６７５下台阶断面Ｊ±Ｊ边收敛位移分析结　果，从２００６年３月２７　开始进行观测到ｓ月１６　Ｉ：ｔ　Ｉ茸岩趋于稳定，位移变　化过程中没有发生异常情况　图３　５结束语　卡艮据此次量测。通过数据统计和分析，对施ｊ二进行指导，为现场　施工支护提供科学的依据，保证了隧道施工的安全和质量，取得了良　好的效果　维普资讯 http://www.cqvip.com 钻孑Ｌ投点法竖井定向测量方法应用分析　张志刚　（陕西铁路工程职业技术学院）　摘要竖井定向测量是隧道贯通测量的一个重要环节。本文结合广州地铁竖井定向测量实例，详细介绍了钻孔投点法竖井定向　测量实施方法，提出了保证竖井定向精度的有效措施，　关键词竖井定向钻孔投点法应用分析定向测量　城市地铁隧道施工常常利用开挖竖井的方法来增ＪＪｕ工作面。为了　保证各相ｒｕ】开挖面能正确的贯通，竖井定阳测量是隧道贯通测量的一　个重要环节，即通过竖井把地面上控制点的坐标、方位角和高程传递　洞内导线边角测量。如图３所示，测水平角啦、　、…．．嘞，测水平距离　ｄ　。经平差汁算，得涧内各导线点坐标和方位，指导施工。　……、　、某城市地铁线×××一××××区问采用矿山法施工，区问长度　到地下隧道内，使地下导线获得起算坐标和起始方位角。广州地铁一　号线和南京地铁一号线控制测量根据区问施工方法，较多地应用钻孔　投点法定ｒｕ】测量取得了成功的经验。下面以某竖井为例ｊ兑明钻孑Ｌ投点　１　２公里，区问线路平面设汁情况是区　中部没一半径Ｒ＝１０００ｍ曲　线。使用ＴＣ１６１０全站仪及配套精密对点器、投点仪，按两井定向法　进行坐标和方位传递。一个测量井是生产竖井，另在隧道上方钻一个　测量井。涧内组成无定向导线，最大横向平面贯通溪差是２５ｍｍ，贯　通精度非常好。　法定向测量在竖井定ｒｕ】的可行性及注意事项。　１钻孔投点法　钻孔投点法是利用地铁线路上方的钻孔或竖井通道上的钻孔，　垂准仪投点，井上投点坐标与近井导线联测，从而获得投点坐标，　应　用『占Ｊ　铅垂线上两点平面坐标相　的原理，得井下投点坐标。　１．１仪器设备　用　２应用分析　地铁施工中竖井定向测量，常Ｊ｝｝ｊ方法有联系三角形法、陀螺经纬　仪定向法等。联系三角形法没备笨重，工序繁多，工作时问长；采用　陀螺经纬仪定向精度高，但是仪器价格昂贵。定向工作需要时问长，　有时往返定ｒｕ】不易闭合，洞内作业要切断高压电流，影响因素较多等　缺点　下面仅对利用钻孑Ｌ投点，保证地铁隧道横向贯通，测量作业过　程中的有关注意事项总结如下：　！．１对两投点工作的要求　主要仪器有ＴＣ１６１０全站仪，测角精度ｍ　＝±１．　，标称精度　ｍＤ一２ｒａｍ＋２ｐｐｍｘＤ；ＮＬ光学垂准仪，标称精度１：２０ＯＯＯＯ。　１　２投点方法　如图１所示，选择施工竖井作一个投点ＤＴ１，在地铁已开挖导洞　中线上方地表面钻一２（１ｃｍ直径圆孑Ｌ作一个投点ＤＴ２。将ＮＬ光学垂准　仪置于方孑Ｌ上方。垂准仪置平后，按０。、　ｌ。、１８０。、２７０。四个　方向在井下投得四个点，构成近似正方形，边长小于５ｍｍｆｌ￣，取正方　形对角线交点为井下投点，否则重投　取近似正方形重心为精确投　点，可以大大提高投点精度。依次分别投出ＤＴＩ（ＤＴＩ　）和ＤＴ２（ＤＴ２　）。　井下投点前，在投点位置予埋钢板，以便将投点ＤＴＩ　、ＤＴ２　标ｉ　下　来　￥ＧＫ２５￥ＧＫ２１　坐标传递可使用投点仪、钢丝及测量贴片完成。井上井下投点应　注意安拿，所投之点应稳固，不能凶测量工作的进行发生位移等变　形。　２．２对两投点间距的要求　当两投点通视（特别是涧内）时，投点　距应大干１（）（ｈｎ～　１２０ｍ；当两投点不通视（特别是涧内）时，投点间距应大干ＩＳ０ｍ　２，３对两投点住置的要求　两投点仅可能都在正线上　，投点位置最好在洞内洞外都能通视，　以提高涧Ｉ～洞外相应测量工作的测量精度。　２．４对两投点坐标测量的要求　中　壤√　图１投点方法　图２钻孔投点法近井导线与投点关系示意图　洞外投点坐标测量，尽可能按附合导线进行测量，有困难可按闭　合导线进行测量，不能采用支导线测量投点坐标。另外洞外投点坐标　测量应在　一测量路线中完成，使洞外投点形成一个整体。　该方法的缺点是一般要在隧道上钻一个以上测量井。由于钻井位　置大都位于交通繁忙地段，钻井手续审批麻烦、钻井和测量作业对交　通影响大，限制了其在城市地铁的广泛应用。为了减少工程费用，一　１．３导线布设与投点坐标　个测量井可利用生产竖井兼作或结合投料孑Ｌ进行钻孑Ｌ完成。　３结语　根据钻孔和竖井的位置，结合现场情况布没的近井导线与投点关　系如图２所示。近井导线可以提前进行测量工作，也可以将钻孔投点　（竖井投点）纳入近井导线中，进行统一测量，统一平差汁算，以便　提高投点坐标精度。对地面近井导线进行检测确认无误后，置镜于四　等导线点ＳＧＫ２４，后视ＳＧＫ２５测角　与测边长ｄｌ；置镜于近井点　采用钻孔投点法进行竖井联系测量，具有作业时问短、测量精度　高、简单直观、容易操作等特点。该方法是一种适合于浅埋（埋深小　于３０ｍ）、矿山法施工地段竖井平面联系测量方法。当具备钻孔条　ＤＹ１，测角口２、口；，测边长ｄ２，计算投点ＤＴＩ｛ＤＴＩ　）和ＤＴ２（ＤＴ２　）坐标。　结合洞内珧场情况，利用　左右线『日Ｊ横通道将左右线的导　Ｄ２　件，近井导线易布没时，应优先采用此法进行测量设汁及作业。　参考文献　线点和投点ＤＴＩ　、ＤＴ２　组成　个闭合导线，按照四等导线　一【１　Ｊ李青岳，陈永奇．工程测量学ｉＭＪ北京测绘出版社．１９９５　作者简介图　张志刚（１９５１一），陕西铁路工程职业技术学院讲师，　ｆ收稿日期：２｛１０８・ｎ４．・１０）　从事工程测量教学及研究。　对边角测量的要求进行地面和　参考文献　路标　隹设计．２００２　…铁路隧道监控量测技术规程【Ｓ（．Ｓ】ｒＢｌＯ１２１—２００７）　北京：中国铁　道出版社　２００７　冯仲仁，文曦．隧道固岩变形监控量测数据回归分析【ＤＪ．中国科　技论文　２００Ｒ　【２新建铁路工程测量规范Ｉ２］ＳＪ　ｌ３ｌ０ｌ（）ｌ　９９）　北京　中国铁道出版　社　１９９９　ｌｆ’１李晓红，夏彬伟．康勇等通渝隧道固岩收敛位移量测实践ＵＪ　【　铁路隧ｉ岜施工规范【　（ＴＢ１ｌ１２Ｉｌ４—２｛｝０２）北京’中国铁道出版社　２（ｘ）２　【４　苏在林，张凯固岩量测在东秦岭特长隧道施工中的应用Ⅲ铁　４】重庆大学学报：自然科学版，２ｆ｝Ｉｌ５．２８（１）：１３１一ｌ３４　作者简介杨柳（１９７８一），女，助教，主要从事工程测量和摄影测　量的研究工作　（收稿日期：２００８・ｎ４・１】）