隧道仰拱开挖连续监测施工工艺

1目录隧道仰拱开挖连续监测施工工艺...........................................................................21、工艺概况.............................................................................................................22、工法特点.............................................................................................................23、适用范围.............................................................................................................24、工艺原理.............................................................................................................36、监测方法.............................................................................................................57、工艺优点.............................................................................................................68、工艺缺点.............................................................................................................72隧道仰拱开挖连续监测施工工艺1、工艺概况隧道施工由于地质情况变化的不可预见性，经常出现掌子面坍方，甚至是距离掌子面一定距离关门坍方的现象。而仰拱在施工的过程中出现坍方的现象最多，其危害性也是最大的。隧道以往的预防措施是通过合理调整施工工序，控制仰拱到掌子面、二衬到掌子面的安全步距。在初期支护前按监控量测实施细则和规范要求布设监测断面，采用传统的边墙水平收敛量测及拱顶下沉连续量测作为预防手段，技术人员现场跟踪按测量规范要求频率进行量测，适时采集数据、分析数据绘制变形收敛曲线，指导现场施工。同时要建立变形收敛警戒值预警机制，及时按照应急预案程序反应，确保现场施工安全。传统的监控量测方法需要的测量技术人员多、观测条件差、占用工序时间长、数据处理繁琐等不足，往往采集数据、分析数据不及时，观测结果没有及时指导施工，预警机制和应急响应成了一纸空谈，施工安全得不到及时保障。因此，推广一种仰拱开挖连续监测施工工艺显得势在必行。在本工艺中，应用房屋红外报警系统，采用镭射红外线系统，预防效果及时准确，预防能力显著提高。2、工法特点(1)镭射红外线监控系统设备简单，易购买。(2)安装简单易行，不影响其他工作正常进行。(3)预警及时准确。(4)应用性广泛。3、适用范围本工艺适用于隧道仰拱开挖连续量测，初支变形侵限处理等需要及时反映初期支护位移变化的工作。34、工艺原理4.1监控仪器激光接收器+12V报警器+12V直流电源各一台激光接收器尺寸：60*35*25.5mm12V报警器尺寸：122.5*73*43.5mm12V直流电源尺寸：90*53*35mm4.2监测原理发射器：激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点：即三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）。利用激光的定向性好和高亮度，可用作远距离发射。接收器：无激光照射时接收器闭合报警器持续报警，接收激光信号后接收器断开报警器不工作；接收器相当于一个开关作用；接受范围为直径为1cm的白色圆圈。报警器：报警器工作电压为12V直流。激光接收器可接收全系列波段的激光，接收距离跟激光发射部分有关，可接收范围：0-200米。4图1：接收时报警器不工作图图2：中断接收时报警器持续报警5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程·图3施工工艺流程工作准备仰拱开挖段内接好红外系统调整好射线对中器调试是否正常进行监测55.2操作要点5.2.1施工准备1）在使用前将报警器与接收器进行连接。2）准备好连接电源插头及洞内使用的防潮插座。3）洞外试拼装并进行调试看是否正常工作。5.2.2洞内安装洞内将接收器安装在仰拱开挖段的边墙上，注意安装时确保接收器牢固不松动。发射器安装在已施工好的仰拱方向，注意安装时确保发射器牢固不松动。接收器和发射器最好距离在5~10m左右。5.2.3调试对中安装好后接通电源，发射器发出的镭射红外线要与接收器的中心点对中，不要出现偏移现象。对中的目的是无论出现任何角度的位移变化，都能后准确的进行报警。对中后对红外线进行中断，测试报警器是否正常报警。6、监测方法6.1监测仪器安装位置图4洞内安装示意图如图所示：红外线发射器安装在仰拱已施作段中部位置，接收器安装在仰拱开挖段中部位置。6.2监控仪器安装时间：在本次仰拱开挖前安装完成，在下次仰拱开挖前拆除。6.3量测原理：在仰拱开挖过程中，如果存在围岩变形到一定的范围，红6外线光束脱离接收器1cm的白色圆圈内，报警器将持续报警。6.4使用方法：在仰拱开挖过程中，当第一次报警器报警，现场监控人员将对发射器的角度进行调整，重置正确位置（报警器停止报警）；当第二次报警器报警，现场测量人员将对其围岩面进行量测，及时掌握围岩收敛数据，反馈并指导仰拱开挖长度和跟进距离。以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减小岩体变形，保证工程安全。图5现场施工示意图6.5报警处理：当在连续量测过程中发生报警时，首先停止施工，技术员采用水平收敛仪对净空收敛进行复测，并将发射器红外线与接收器再次对中，确认是报警原因是发生了收敛还是监控设备被碰撞出现偏离。复测若真的发生了收敛，应立即停止施工，根据设立的警戒值预警，及时上报上级单位进行现场核对，制定处理措施和加固措施。7、工艺优点7.1节约人员使用镭射线红外线系统对仰拱开挖进行连续的监测，从准备到安装调试到过程的监督只需要一名技术人员即可完成，减轻了测量人员的劳动强度。7.2成本低廉此套监测系统在市场上很容易找到，每套价格在300元左右，可循环利用，设备价廉适用。7.3预报及时7此套系统接收器中线触发区域是直径10mm的圆，红外线束光直径是4mm的圆，也就是说红外线束光的边到触发区的边只有3mm，束光一旦出了触发区就会立即报警。7.4全方位预报接收器的触发区和发射器的中外线束光均为圆形，接收器的位置无论发生任何方向的位移，都会导致束光脱离触发区，从而导致报警器报警。真正的做到了不仅对边墙的水平收敛进行监测，同时对边墙的下沉也进行了监测。8、工艺缺点采用本工艺对拱顶沉降进行连续量测时，前期准备工作时间过长约1.5小时，影响其他工序施工，拱顶的沉降连续量测还得采用全站仪量测。在实施过程中还要积极的想办法，争取采用简单易行、提高工效的办法对拱顶下沉进行连续量测。建议性措施：将发射器改装为便于安装和拆卸的设备，类似于锚杆拉拨仪上套筒和夹片固定的原理，设备靠高能锂电池冲电后可24小时发出光束，安装用的锚杆在下台阶喷射砼前预留锚杆即可。