[发明专利]一种顶管隧道的扰动施工监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道远程自动化监测领域，尤其是涉及一种顶管隧道扰动施工的远程自动化监测方法。

背景技术

随着我国国民经济持续高速的发展，城市对用电的需求日益增加，在城市当中将修建越多的电力电缆隧道。城市中新建电力电缆隧道工程的一个特点是需要穿越大量的既有建(构)筑物。随着地下穿越工程的发展，电力隧道上穿和下穿既有结构的扰动影响越来越受到重视，特别是在城市繁华地段的隧道施工，对电力隧道地下穿越工程的规划、设计、施工进行全方面的研究，分析和解决在各个过程中出现的问题和难点，已成为隧道建设的迫切要求。

在地下工程领域，监控量测技术不仅对计算理论，而且对整个工程施工技术水平产生了巨大和深刻的影响。早在60年代初期，工程界就开展了以地下洞室开挖支护过程中，洞壁围岩收敛-位移量测为基础、以反分析为导向的新奥法隧道施工新技术的研究和实践，在公路、铁道、水利水电、煤炭、采矿等领域取得了成功。新奥法以局部的和实时的量测信息作为依据，通过力学分析计算确定结构和岩土介质的物理参数以及所满足的本构方程，以及地层初始地应力分布，在此基础上对全局的和后期的变形及受力进行预测和估算。来自施工现场的量测数据中包含了结构与土层、甚至施工影响等复杂因素，对于认识和把握地下结构这样特殊和复杂的工程的规律性是很必要的。同时，工程的顺利开展对现场量测的准确性和精确度提出更高的要求。在此意义上，现场量测已经远远超出原来一般工程勘察的涵义和覆盖范围，而成为工程设计和施工的一部分。

目前，隧道结构的计算理论仍很不完善，为了了解在施工过程中，隧道结构的受力情况和土体的应力和变形，测试与监控技术就显得十分重要。

远程网络监控技术，即通过有线或无线网络的传输方式，建立集中式的远程网络监控系统，实现通过Internet随时随地掌握各施工标段的施工状况以及地表沉降、地下管线、地下水、周边环境影响等监测状况。通过远程网络监控技术，可以实现不在施工现场就可以了解监测数据，从而根据监测数据及时掌握施工状况，做出应对措施。大多隧道工程穿越条件复杂，其问有很多地上地下建(构)筑物，尤其是近距离穿越地铁、高架和高层建筑等，施工难度较大，为了减小顶管穿越对临近建(构)筑物的扰动影响，准确及时地记录和掌握结构情况，确保隧道的正常和稳定，有必要在施工和运营期间对施工扰动情况进行实时的监测。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种顶管隧道的扰动施工监测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种顶管隧道的扰动施工监测方法，利用隧道远程监测技术对顶管施工过程中产生的扰动情况进行监测，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)根据现场施工及环境概况，选取区段进行自动化监测断面布设；

2)布设分层水平位移测点、分层沉降测点、地下水位测点、孔隙水压力测点及土压力测点；

3)从顶管施工距离监测断面100m到顶管出洞，选取同层面不同深度，分别对分层水平位移、分层沉降、地下水位、孔隙水压力及土压力进行监测；

4)监测数据自动传输到远程数据库中，并通过数字化平台进行分析处理。

步骤2)所述的布设分层水平位移测点具体为：先将分层位移感应环套在塑料管外，再将塑料管埋设在顶管轴线位置周围的土层中，并引出地表，通过分层位移感应装置读取深层位移。

步骤2)所述的布设孔隙水压力测点具体为：在顶管轴线位置周围的土层中埋设钢弦式水压力计，通过频率仪读数，然后利用水压力计参数得到孔隙水压力。

步骤2)所述的布设土压力测点具体为：在顶管轴线位置周围的土层中埋设钢弦式土压力计，通过频率仪读数，然后利用土压力计参数得到土层压力。

步骤3)所述的监测分层沉降具体为：先向下放分层沉降测试计的测试头，依次测试所有的分层沉降测点，然后将测试头向上提，再对所有的分层沉降测点进行测试，两次测试均以响声刚发生时刻的刻度为准，当响声快响的时候注意放慢测试速度，待响声一响立刻按下分层沉降测试计，读数并精确到毫米。

步骤3)所述的监测水位具体为：采用水位测试计对每个水位测点测量两次，在第一次测量之后将水位测试计的测试头往上提一段距离，然后再放下去进行测量。

与现有技术相比，本发明利用远程监测技术对隧道工程顶管区间段进行实时监控量测，对孔隙水压力、土压力、分层沉降、水平位移和水位进行了远程自动监测，有利于工作者掌握顶管顶进施工过程中对周围建筑物及土体的扰动影响，及时了解施工中出现的问题，保证施工安全、有效的进行。

附图说明