壹、監測基準點及其建立
根據實踐經驗,我們可以將與建立監測基準點相關的問題總結如下:
1.從距離上看,監測基準點的位置與開挖隧道的直線距離應控制在500 ~ 1000 m之間,監測基準點應由三個水準點組成,它們之間的距離不能太遠。三個水準點分為主點和輔助點,其中1水準點設為主點,另外兩個水準點設為輔助點。本練習的目的是借助水準點來確保和檢查基準系統的穩定性和可靠性。
2.從穩定性的角度考慮,三個水準點必須設置在地質結構穩定的地方,並且都要設置特制的鋼筋混凝土墩標,將三個水準點連成閉合的水準路線。三點之間的高差應借助高精度水準儀(不小於)來回測量,並嚴格控制。
3.實踐表明,工作基點的選擇與監測點的分布有關,監測點通常布置在觀測斷面附近。在實踐中,需要確保工作基點和隧道外的水準基準點定期進行聯合測量。
4、變形監測點應結合工程實際,均勻布置在隧道拱頂,通常不同的施工做法,其布置方法也不同:
(1)如果是小斷面隧道,其布置方法如下:施工面壹旦開挖,立即實施初期支護,同時在拱頂錨桿外端每隔壹定距離焊接專用不銹鋼球,標記變形點,通過監測不銹鋼球的沈降量來反映拱頂的沈降量。從實踐經驗來看,鋼球的底部應略高於二次襯砌混凝土的外表面,以利於監測結果。
(2)如果是拱頂較高的隧道,實際情況導致水準標尺或放置棱鏡的使用受到嚴重限制。因此,在實際施工過程中,必須事先借助錨桿將監測點打入巖體中,並在錨桿端部焊接壹塊小鋼板,並在上面貼上反射器,以保證全站儀測距的方便性;除了焊接壹塊小鋼板外,錨桿的端部還需要設計壹個掛鉤,以便掛鋼尺和水平操作。
二、拱頂沈降監測方法分析
1,精密水準測量方法
該技術屬於傳統的監測方法,非常適合小斷面隧道拱頂下沈的監測過程。具體的監控流程有以下幾個環節:
(1)工作面開挖和不銹鋼球焊接完成後,應立即用不低於的水準儀,根據二等水準的測量精度,從參考系的主點開始測量鋼球底部標高。
(2)初期支護變形基本穩定。在即將實施二次襯砌混凝土施工前,根據二等水準測量的精度,從主點開始重復上述操作,測量此時的鋼球底標高。
(3)根據兩次測量結果計算每個鋼球的下沈量。
(4)變形點(若幹點)高程測量壹旦完成,應及時測量三個基準點之間的高差,嚴格控制主副點的穩定性,對不穩定的基準點應及時監測,並對觀測結果進行科學改正。
2、三角高程測量法
這項技術也是測量拱頂下沈的常用方法。實際上,前視圖使用反射器,後視圖使用水準標尺或棱鏡。這種方法原理上是根據三角高程的高程測量原理,利用全站儀測量出全站儀的前視圖、後視圖與軸線之間的高差,根據測量結果計算出測點的絕對高程和相對高程。它的應用條件相當廣泛。只要垂直角小於300°且測站在反射器的反射距離內,就可以用這種方法測量拱頂下沈值。
具體測量原理如圖1所示:測量時既不需要測量儀器的高度,也不需要測量監測點的高度。圖中P為全站儀的中心位置,A點為已知高程的工作基點,B點為監測點。借助全站儀,直接讀取全站儀中心到棱鏡中心的高差之和,結合後視棱鏡的高度V,則:
沈降的計算方法和公式與精密水準測量相同。
3.自動全站儀動態監測系統
這種測量方法實現了自動觀測、記錄、處理、存儲、報表編制、預警預報等功能,無需操作人員幹預。它由壹系列軟件和硬件組成。整個系統配置包括TCA自動全站儀、棱鏡、通信電纜和供電電纜、計算機和專用軟件。
該系統的實質是將無反射棱鏡自動跟蹤剖面儀隧道拱頂下沈變形系統中固定斷面上任意點的掃描變為固定斷面上任意固定點的掃描。系統根據施工方要求的格式,以標準圖表的形式直接表達監測點的位移變化,繪制監測報告和位移曲線,自動實現數據分析、報警和報表生成功能,並可根據用戶要求提供報表形式。
第三,結論
大量工程實踐表明,不同的測量方法有不同的優缺點。例如,傳統的水準測量方法可以達到0.5 ~ lmm的精度,但由於架設水準尺或懸掛鋼直尺的條件,不適合測量邊墻的點和超大斷面的作業。三角高程測量法的相對精度也可以達到65438±0mm,在特大斷面隧道拱頂下沈的監測中更為明顯。但這種方法受光線制約嚴重,如果灰塵過大,反光板甚至無法反光。自動全站儀動態監測系統非常方便,可以連續監測。但如果要安排大量的路段,成本相當高。所以在實際監測中,要多方面考慮,科學選擇。
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