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欧感工程监测解决方案介绍——隧洞收敛自动化监测
发布时间:2022-05-22   发布人:欧感科技


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欧感监测

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背景

欧感监测

钻爆法开挖的隧道工程,其支护结构的稳定性是非常重要的。隧洞的安全监测主要是为了提供隧洞施工全面、系统的信息资料,确保施工安全和支护结构的稳定性。对围岩支护系统的稳定状态进行监测,是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。

岩体表面变形是隧洞开挖后其应力形态变化的最直观反映,对于地下工程的稳定能提供比较可靠且直观的信息,同时也比较容易实施,因此隧洞的收敛变形监测是最常见、应用最广的隧洞监测内容。


行业传统监测手段

欧感监测

常规收敛监测是在各监测断面上布设测点,采用数显收敛仪进行隧洞收敛变形监测。其典型布设形式与监测手段如下图所示:

 收敛测点布置图

收敛测点监测(收敛测尺法)

收敛测点监测(全站仪法)

最常规的、直接写入规范的收敛监测方法是收敛测尺法,其测量方法是利用埋入岩体的收敛钩,采用收敛测尺测量各条测线的长度,然后换算拱顶下沉与侧边收敛情况。该方法测量精度较高,但由于钻爆法施工过程中车辆进出频繁,拉收敛尺时会阻断出入交通。并且在隧洞洞径较大时单个周期测量时间较长,且实施起来比较危险,往往需要大型设备配合才能进行测量。

为了提高测量效率,采用全站仪配合反光片代替收敛挂钩与收敛尺,可减少单个周期的测量时间,并且极大地降低了测量人员的风险。然而该方法测量精度为毫米级,低于收敛尺的0.02mm精度。且在实施过程中反光片经常需要维护,维护时需要大型设备配合,有时反光片被破坏后数据的连续性会有所影响。

传统监测方法的不足

欧感监测

然而不论收敛尺还是全站仪,都需要人工进行测量,无法实时获取最重要的拱顶收敛信息,测量精度和数据质量也会受到人工操作水平的影响。测量与维护过程均需大型机械设备配合,实施起来比较困难,因此实际测量频率很难达到规范的要求。其监测断面间距一般在30-50米范围,监测数据在空间上也是不连续的。同时,上述任何测量方法均会影响隧洞主体施工,实际现场施工时往往无法达到规范的测量频率。

欧感的洞顶收敛监测解决方案

欧感监测

为了更加实时准确且有效的获取隧洞洞顶收敛数据,欧感监测团队采用在洞顶沿隧洞开挖轴线方向钻孔埋设阵列位移计的方法,对洞顶收敛在时间上和空间上均进行连续测量。其监测设备采用全自动化采集与传输,杜绝了人工操作水平的影响,且整个监测过程完全不影响洞内的开挖支护施工。

阵列位移计外观

阵列位移计计算原理

沿隧洞轴线方向在洞顶水平布设的阵列位移计,可将原来的30-50米一个断面的测点间距,变成1米、0.5米甚至0.3米的测点间距(由阵列位移计测点间距决定),其测量精度最高可达0.02mm/m。同时配合自动采集仪,可实现最高6次/分钟的监测频率。其现场安装示意图如下图所示:

收敛测点监测(阵列位移计法)

欧感通过采用阵列位移计进行隧洞洞顶收敛沉降监测的方法,可实现全自动化的管理,在空间上可以极大地加密监测点位,在时间上可以高频的进行实时监测,同时可以保证数据的精度与质量,又完全不影响隧洞的开挖与支护施工。该方法在国内外多个隧道项目中进行了应用,效果较好。

       现场实施情况与监测数据成果如下图所示:

欧感隧洞收敛测点监测(阵列位移计法

END

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