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隧道监测项目及测点的选择
更新时间:2021-04-10 17:51
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隧道监测是隧道施工的重要内容之一,是隧道施工的一个必不可少的重要环节。快速、准确地进行现场监控测量和反馈,是隧道施工的关键。公路隧道监测,是在隧道施工的各个阶段,采用相应的监测设备和技术手段对隧道施工的各种参数进行监测,以便及早发现存在的问题和缺陷。保证工程质量是建设者们的基本责任,因此监测技术作为质量管理的重要手段越来越为人们所重视。

思剑公路五星岭I号隧道监测项目及测点的选择


1 工程概况

思剑公路五星岭I号隧道为双洞单向交通隧道,左右洞测设线间距13.6—21.6m,剑河段属分离式隧道。隧道里程桩号为ZK110+654~ZK111+490,全长836m,YK110+655一YK111+480,全长825m,建筑限界净宽10.25m,限界高度5m,设计速度为80km/h,荷载等级:公路一I级,地震设防烈度小于Ⅵ度。本工程主要对思剑公路五星岭I号隧道二衬施工质量监测。

2 监测方法及精度要求

(1)二次衬砌混凝土内部缺陷分布及与初期支护接触情况监测:采用电磁波法(地质雷达)进行监测,主要对拱顶、拱腰和边墙布置5条测线进行监测,误差小于5cm。

(2)二次衬砌混凝土厚度监测:采用电磁波法(地质雷达)进行监测,主要对拱顶、拱腰和边墙布置5条测线进行监测,监测精度1mm。

(3)隧道二衬混凝土强度监测:采用超声回弹综合法监测,对拱顶、拱腰、边墙五个部位进行监测,每10m一个断面,每10m为一强度评定段,每段10个测区,误差小于0.5MPa。

(4)隧道超欠挖断面监测:每个断面布置15个测点,量测时激光断面仪器架设于隧道中线,采用等角测量,各测点间距一致,每20m一个断面。

3 测线、测点分布及现场技术

监测依据“系统检查、重点突出”的原则进行。系统监测是在隧道的四周布置与隧道轴线平行或垂直的测线或断面,对涉及隧道监测的内容进行系统检查。雷达测试时重点监测了拱顶、拱腰和边墙位置;超声回弹综合法则尽量离散布点,使监测数据更具代表性;各方法测线及测点布置见表1。

思剑公路五星岭I号隧道监测项目及测点的选择

4 监测方法及技术

4.1 地质雷达监测

所谓雷达地质监测技术指的是对高频电磁波进行利用,并且以宽频带短脉冲的形式,从地面,并且以天线为传输手段将电磁波传输到地下,再经过地下物体的反射传送到地面,被另外一个天线接受的技术。此时,可以将脉冲波传输的时间用T进行表示。如果一直地下反射物体的脉冲波的速度,那么就可以根据T来对反射体的深度进行计算和确定。雷达系统的基本部分如图1。

思剑公路五星岭I号隧道监测项目及测点的选择

雷达在进行监测的过程中,如果遇到物体的地质条件比较好的话,那么就可以将雷达监测到的情况进行清晰的记录,同时记录的情况也很容易进行解释。但是如果遇到的物体地质条件比较恶劣,那么雷达在接受的信号中,不仅存在有效信号,也存在其他信号的干扰,干扰的信号主要包括一些金属物体、电缆等,通常来说,产生的干扰的信号波都是呈现比较特殊的形状,所以在记录下来的波中能够很容易的将其辨认出来。

在本次雷达监测工程中,采用的天线为800MHz屏蔽天线,以此天线来对隧道二次衬砌的内部的情况以及初期支护的情况进行有效的检测。在雷达对混凝土缺陷的相关情况进行监测时,根据反射波初始相位判断反射面特性。当反射波与入射波反相位,且反射信号能量较强,可判断为混凝土存在空洞,如果能量相对较弱,可判断为混凝土胶结不密实;当反射波与入射波同相位,且信号较弱,可判断为混凝土无缺陷。该部分功能由雷达软件的褶积和反褶积处理来进行。

4.2 二次衬砌混凝土强度监测

4.2.1 超声回弹综合法监测混凝土强度超声回弹综合法监测混凝土强度是我国目前使用较广的一种混凝土强度非破损监测方法。采用测区回弹值和声波波速综合确定混凝土抗压强度,它较之单一的超声和回弹非破损监测方法具有精度高,适用范围广的优点。

由图1、图2可以看出。

(1)L/4与L/2控制截面在各级偏载作用下,横向不均匀增大系数ξ总体呈下降趋势;

(2)在一级偏载和四级偏载作用下L/4、L/2控制截面横向不均匀增大系数ξ随着增设横隔梁距支点距离增加呈逐渐变小趋势,但幅度较小。

4.2 结构改善系数k

加固前、后控制截面在偏载作用下结构改善系数k变化如图3所示。

注:(1)横轴增设横隔梁距支点位置,单位m。(2)纵轴为结构改善系数k,单位为%。

思剑公路五星岭I号隧道监测项目及测点的选择

由图3可以看出。

(1)增设横隔梁后结构改善系数提高约10%左右;

(2)L/4、L/2控制截面在偏载作用下结构改善系数k总体呈上升趋势,而且随着增设的中横梁距支点距离增大而增大,当中横隔梁距支点为9.15m时达到最大,之后略有下降。

5 结论

通过以上对该T型梁桥纵向不同位置增设中横梁对T型梁桥加固效果的分析,得出以下结论。

(1)增设中横梁在一定程度上能明显降低结构横向不均匀增大系数,增加结构横向整体刚度。

(2)采用增设中横梁对装配式T型梁桥进行加固后,能显著提高结构改善系数,而且随着增设的中横梁距支点距离增大呈总体上升趋势。

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