[发明专利]一种适用于连拱隧道扩建工程的全过程监测方法

说明书

本发明涉及一种适用于连拱隧道扩建工程的全过程监测方法，属于隧道施工技术领域。确定连拱隧道原位扩建施工过程中应实施的监测项目；采用数值计算的方法，对连拱隧道原位扩建施工过程进行模拟，得到连拱隧道原位扩建施工过程中的变形特征及力学特性，对拟实施的监测项目进行测点布置和监测方法选择；布设监测仪器设备，并进行监测；评价连拱隧道原位扩建施工的安全性。通过多种监测项目多角度地反映连拱隧道原位扩建施工的安全性，可有效保证连拱隧道原位扩建施工的安全；相较于传统监测方法，在进行围岩位移和围岩预收敛变形时，利用既有连拱隧道洞室进行测点布置，操作更简单便捷，监测效果更好。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，涉及一种适用于连拱隧道扩建工程的全过程监测方法。

背景技术

连拱隧道作为公路隧道中常见的隧道形式，在既有公路隧道建设中得到了广泛应用。由于既有连拱隧道通行能力不足，需对其进行改扩建作业，在受实际条件制约下，有时必须对连拱隧道进行原位扩建。

而目前针对连拱隧道原位扩建的研究过少，尚未形成针对连拱隧道原位扩建工程的监测评价方法，不能有效地保障施工安全，因此迫切地需要一种高效、准确、便捷的适用于连拱隧道原位扩建施工的综合监测评价方法，以保证连拱隧道原位扩建施工安全进行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于连拱隧道扩建工程的全过程监测方法，在连拱隧道原位扩建施工过程中，对围岩位移、松动圈范围、隧道沉降和收敛、围岩压力、初期支护喷射混凝土应变、钢架应变、二次衬砌钢筋轴力等监测项目进行监控量测，评价施工过程中围岩稳定性并计算衬砌结构安全系数，确保连拱隧道原位扩建施工安全。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于连拱隧道扩建工程的全过程监测方法，该方法包括以下步骤：

(1)确定连拱隧道原位扩建施工过程中应实施的监测项目；

(2)采用数值计算的方法，对连拱隧道原位扩建施工过程进行模拟，得到连拱隧道原位扩建施工过程中的变形特征及力学特性；

(3)根据各监测项目的常用测点布置方案，结合数值计算得到的变形特征及力学特性，对拟实施的监测项目进行测点布置和监测方法选择；

(4)根据监测测点布置结果，布设监测仪器设备，并进行监测；

(5)对监测得到的结果进行分析，评价连拱隧道原位扩建施工的安全性。

可选的，所述(1)中，为研究开挖过程对围岩稳定性的影响，测定原位扩建施工过程中的围岩位移和围岩预收敛变形；

为根据开挖过程中围岩松动圈范围验证支护设计的合理性并动态调整支护参数，测定原位扩建施工过程中的松动圈范围；

以特征点位移突变作为评价围岩稳定性的指标，定量评价对开挖过程中的围岩稳定性，对施工过程中洞身沉降及收敛进行监测；

通过衬砌内力结果计算安全系数，定量评价衬砌结构安全性，对施工过程中初期支护喷射混凝土应变、钢拱架应变以及二次衬砌钢筋轴力进行监测。

可选的，所述(2)中，采用数值计算模拟连拱隧道原位扩建施工时，根据拟监测项目的特点，分别按荷载—结构法和地层—结构法进行数值计算；洞身沉降及收敛的测点布置参考地层—结构法计算结果确定，初期支护喷射混凝土应变、钢拱架应变以及二次衬砌钢筋轴力的测点布置参考荷载—结构法计算结果确定；

采用地层—结构法对连拱隧道原位扩建施工总流程进行模拟时，连拱隧道原位扩建工程工序如下：左洞回填加固—施作左侧初期支护—拱部右侧注浆加固—拱部右侧开挖—右洞部分既有结构拆除—施作右侧初期支护—拱部注浆加固—左洞部分既有结构拆除—拱部开挖—施作拱部初期支护—拆除剩余既有结构—仰拱开挖—施作仰拱初期支护—施作二次衬砌及其他附属结构；