【文章內容簡介】 全站儀進行外業(yè)數據采集后，再對采集的數據進行分析。數據分析可用電腦，也可用可編程計算器 (CASIO5800)進行分析。采用可編程計算器進行分析，內外業(yè)用時最少，測量工作對工程作業(yè)時間影響最小。首先要在隧道洞口正前方 10m 左右處，后方交會一導線點。這點必須滿足由 附近三個導線點交會而成，夾角不小于 30 度，導線邊長不小于 500m。以保證隧道施工的準確性。 斷面測量 徠卡 TCR1201 全站儀機內配置有兩個程序可以進行斷面測量。一個是在所測斷面內的任一位置安設儀器，可用后方交會、自由測站或已知站點設站，確定儀器的三維坐標及設置方位角，然后啟動斷面測量程序，設置好有關參數后，儀器在司服馬達的驅動下照準布于隧道軸線法線的豎直平面旋轉一周，同時按設置間隔距離測取儀器到各測點的距離及角度，并存儲于儀器內存或 PC 卡上，即完成一個斷面的外業(yè)測量工作（圖 所示）；另 一斷面測量程序是儀器不一定安置在所測斷面垂直面內，建站工作同前，可測取儀器免棱鏡測程內的所有需測的斷面。此方法優(yōu)點在于不用頻繁搬動儀器，可測取任一需測斷面，但開挖后的斷面表面凹凸不平，斷面每個點位的測取需重復多次。對襯砌后輪廓規(guī)則的斷面此法測量速度將大大快于前一種方法。 將不同斷面的外業(yè)測量記錄輸入裝有相應斷面測量后處理軟件的計算機，計算機經過分析、計算與理論斷面比較等處理過程，最后輸出實測及理論斷面比較 16 圖形、斷面面積、超、欠挖面積等有關參數（見圖 ）。 圖 圍巖凈空位移監(jiān)測示意圖 2 0 1 4 . 0 1 . 1 3測 量中國水利水電第六工程局有限公司烏東德施工局制 圖校 核圖 號比 例 日 期1:100第二層排水廊道K1 +1 44 .0 8 K 1+ 17 4. 08 邊頂拱開挖斷面圖說明：； 右岸第二層排水廊道K1+ K1+174 .08 ； 廊道K1+ K1+174 .08為Ⅱ型開挖斷面； 層排水廊道K 1+144 .08K1+ 。設計線開挖線軸 線 圖 斷面測量成果輸出圖 17 第 5 章 超欠挖測量 超欠挖產生的原因 (1)圍巖地質條件 在地下隧洞的開挖工程中，不可避免的存在超欠挖現(xiàn)象，巖體的地質特征是造成超 欠挖的主要因素之一。圍巖地質條 件主要指圍巖的節(jié)理、裂隙、水等非主觀因素。由于 圍巖存在明顯的節(jié)理、裂隙、軟弱夾層、溶洞等，爆破后巖體不沿周邊炮孔的輪廓線破 壞，而極有可能沿這些結構面或軟弱面破壞，形成主觀上很難控制的超欠挖 (2)測量放線 控制好開挖輪廓線的精度是測量放線的首要任務，也是控制超欠挖的一個重要因 素。由于隧道內能見度有限，測量放線人員進入隧道內測量，前后視點照準困難導致誤 差。同時掌子面凹凸不平，畫輪廓線時容易出現(xiàn)偏離。掌子面開挖輪廓線的放樣精度直 接影響到爆破效果，因為周邊孔的孔位是定位在放樣的輪廓線上，輪廓線產生偏差 ，孔 位自然會產生偏差，因而造成隧道超欠挖。 (3)鉆孔精度 鉆孔精度是整個鉆爆法施工的首要環(huán)節(jié)。由于工作面是一個不平整的巖石面，部分 鉆孔位置不容易在指定孔位定位，有的鉆孔位置巖石破碎、夾泥，容易出現(xiàn)夾鉆或塌孔 等情況，只有在指定孔位附近再行補孔，加之各種人為因素，導致孔位存在或大或小的 偏差。同時部分鉆工只考慮開孑乙容易、操作方便而不在指定孔位鉆孔，特別是周邊孑 L 距控制不當，或鉆桿的外插角控制不好，容易導致超欠挖嚴重，這些情形多出現(xiàn)在拱 頂、腰線和邊墻底部等部位。 (4)爆破技術 產生超欠挖的另 一主要原因是爆破設計參數選擇不當。其中包括 :掏槽方式不合理， 會直接影響掏槽爆破效果，由于沒有爆出足夠的臨空面，影響其他孔的爆破效果 。周邊 炮孔間距不合理，孔距過大容易造成欠挖 。周邊孔的裝藥結構和藥量控制不當，如果 單孔藥量過大的話，容易造成超挖 。起爆網絡的設計和連接。 (5)現(xiàn)場管理 在控制隧道超欠挖中，建立一個比較完善、統(tǒng)一的質量保證體系，對作業(yè)全 18 過程及 相關因素實行嚴格科學的管理是非常重要的。爆破作業(yè)現(xiàn)場管理主要指人員安排、作業(yè) 組織、技術交底與指導、質量檢測、信息反饋、經驗總結及相應的規(guī)章和技術 標準的制 定等。管理的目的就是要把眾多的因素置于可控的狀態(tài)，達到爆破設計的基本要求。 隧道超欠挖的控制措施 (1)根據圍巖地質條件和爆破效果，進行爆破參數調整 圍巖地質條件是客觀存在的，是確定爆破參數的主要依據之一。在隧道施工中，圍巖地質條件是不斷變化的，時常有軟弱夾層、溶洞等不良地質情況出現(xiàn)。目前，爆破設計主要是采用經驗類法比，并結合現(xiàn)場試驗。在開挖過程中，隨著圍巖節(jié)理裂隙的變化，鉆孔位置和角度、周邊孔的參數等也應進行相應的調整。鑒于在掘進過程中圍巖情況是不 斷變化的，在每茬炮后應由地質工程師鑒定 工作面圍巖的變化。每茬炮爆破后，應認真 分析這一茬炮的爆破效果，并結合圍巖的變化情況，對一茬炮的爆破設計做出相應的參 數調整。爆破后發(fā)現(xiàn)有較大超挖，無孔痕并在炮孔周圍可見爆破裂隙，這說明藥量偏高， 需要調小藥量。爆破后光爆孔出現(xiàn)凹面，說明抵抗線太小，應適當加大光爆層厚度 。反之如出現(xiàn)凸面，說明光爆層過厚，應適當減小。爆破后孑 L口部分有半孔痕，其他部分 出現(xiàn)破碎圈，這說明炸藥線分布過于集中或耦合系數選擇不當，應采取分散間隔裝藥。 本文依托工程中， HDl3+ 處工作面圍巖整體性較好，為弱風化的大理巖，下部 有 少量地下水滲出，為 II 級圍巖。根據地質條件，炮孔布置如圖 l所示。爆破后效果為 : 殘孔率達 70%、孔底殘留 100cm 左右。究其原因，主要是由于巖石較完整，掏槽部分巖 體未完全爆出，拱頂出現(xiàn)超挖現(xiàn)象?；谏鲜鲈颍谙乱谎h(huán) HDl3+ 處的爆破 設計中做出調整 :在兩排掏槽孑 L 中間再增加一排掏槽孔，加大拱頂周邊孔的間距，在 底部增加一排輔助孔。 (2)提高測量放線的精度 控制超欠挖主要是控制好開挖輪廓線的精度。在進行測量放樣前應首先熟悉設計文件， 掌握設計開挖斷面各部位的尺寸，同時考慮預留沉落量和 變形量。中線和標高的偏移， 將使斷面輪廓線向一側偏移，造成開挖斷面一側超挖、一側欠挖，因此首先要保證中線 和標高的準確口。 19 隧道超欠挖程序 主廠房 開挖放樣程序 ( 以上開挖 )：（程序名： CFKW） Lbl 0:?Y:?X:?H → Z: .……..圓心 → G:”GJ”:G▲ .………拱角 If H=G: Then If Abs(Y)=: Then Pol(HZ,Y)→ D:” DG” :D▲ ………頂拱超欠挖（ +超 –欠） Else Pol(HG,Abs(Y))4→ D:”DG”:D▲ If end Else Abs(Y)→ B:”BQ”:B▲ ………邊墻超欠挖（ +超 –欠） → A:”DB”:A▲ ………底板超欠挖（ +超 –欠） If end Goto 0 20 第 6 章 監(jiān)控測量 監(jiān)控測量的概念 監(jiān)控量測是指在隧道施工過程中，對圍巖、地表、支護 結構的變形和穩(wěn)定狀態(tài)，以及周邊環(huán)境動態(tài)進行的經常性觀察和量測工作。以了解和掌握圍巖穩(wěn)定狀態(tài)及支護 結構體系可靠程度，確保隧道施工安全和結構的長期穩(wěn) 定性，為隧道施工中變更圍巖級別、調整初期支護和二次襯砌的參數、指導施工順序、修正及優(yōu)化設計提供依據，是實現(xiàn)信息化設計與施工不可缺少的一道工序。 隧道監(jiān)控 量測的必要性 1. 由于隧道處于千變萬化的巖體之中 ，其所受外力是不明確的，施工過程中應 采用量測手段掌握受力情況。 、支護、成形、運營的 過程中，自始自終都存在受力狀態(tài)變化這 一特性，監(jiān)控量測可以了解變化情況。 ，是確保隧道安全施工的前提條件。 、指導 軟弱圍巖隧道安全施工最重要的信息化手段。很多隧道的變形與坍方是因為沒有進行量測、或沒有使用量測成果才產生的，教訓深刻。 隧道施工監(jiān)控量測的目的 ：根據量測信息，預見事故和險情，防患于未然。 ：分析處理量測數據，預測和確認隧道 圍巖最終穩(wěn)定時間及變形量，指導施工順序、開挖預留變形量和施作二次襯砌時間。 ：根據隧道開挖后所獲得的量測信息，進行綜合分析，修正支護參數和檢驗施工與設計措施的 可靠性。 ：對工程施工可能產生的環(huán)境影響進行全面的監(jiān)控，判斷隧道施工對周圍環(huán)境的影響程度。 21 一般規(guī)定 采用復合式襯砌的隧道，必須將現(xiàn)場監(jiān)控量測項目列入施工組織設計，并在施工中 認真實施。量測計劃應根據隧道的圍巖條件、支 護類型和參數、施工方法以及所確定的 量測目的進行編制。同時應考慮量測費用的經濟性，并注意與施工的進程相適應。 監(jiān)控量測應達到以下目的 : (1)掌握圍巖和支護的動態(tài)信息并及時反饋，指導施工作業(yè) 。 (2)通過對圍巖和支護的變位、應力量測，修改支護系統(tǒng)設計。 采用復合式襯砌的隧道，施工、設計單位必須緊密配合，共同研究，分析各項量測信息， 確認或修正設計參數 監(jiān)測依據 1) 烏東德水電站右岸引水發(fā)電系統(tǒng)投標文件 2) 國家標準《地下洞室施工技術規(guī)范》（ JTJ04294） 3) 《水利水電工程測量規(guī)范》（ DL/T51732020） . 4) 烏東德水電站右岸引水發(fā)電系統(tǒng)工程設計通知及技術核定單 監(jiān)測內容 （ 1）監(jiān)測斷面及測點布置 根據右岸引水發(fā)電建筑物洞室開挖現(xiàn)場施工情況，將監(jiān)測斷面布置在地質條件較差、變形較大，對施工安全有影響的部位。具體監(jiān)測可參見表 表 右岸引水發(fā)電建筑物洞室圍巖收斂監(jiān)測 序號 監(jiān)測部位 圍巖類別 斷面設置 每個斷面測點數 備注 2 主廠房 Ⅲ 1 個監(jiān)測斷面 /1020m 11 14 個斷面 Ⅱ 1 個監(jiān)測斷面 /2040m 11 3 主變洞 Ⅲ 1 個監(jiān)測斷面 /1020m 5 8 個斷面 Ⅱ 1 個監(jiān)測斷面 /2040m 5 5 尾水 調壓室 縱徑向（順流向） 9 3 個斷面 橫徑向（垂直于流向） 8 （ 2）觀測要求： 在洞室開挖或支護后的 7～ 15 天內，每天觀測 1～ 2 次，但在下述情況下則加強觀測次數（每個監(jiān)測斷面不少于 30個測次）： ① 在觀測斷面附近進行開挖時，爆破前后都觀測 1 次； 22 ② 在觀測斷面作支護和加固處理時，增加觀測次數； ③ 測值出現(xiàn)異常情況時，增加測次，以便正確地進行險情預報和獲得關鍵性資料； ④ 當掌子面推進到距觀 測斷面大于 2 倍洞跨度后， 2 天觀測 1 次；變形穩(wěn)定后，每周觀測 1 次。 （ 3）人工巡視檢查 根據右岸引水發(fā)電建筑物的具體情況和特點，制定檢查程序。在巡視檢查中如發(fā)現(xiàn)建筑物、洞室等部位表面有損傷、塌陷、開裂、滲流或其他異常跡象，立即上報，并分析其原因。 檢查的次數：在施工期，正在施工的部位每天一次，未進行施工的部位每周一次。在爆破、開挖前后加密巡視。 巡視檢查作好記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時上報監(jiān)理人，必要時附上照片或簡圖。 （ 4）對合同范圍內的臨時監(jiān)測項目進行詳細的布設，并由監(jiān)理人會簽。 （ 5）對于臨時監(jiān)測實施和觀測情況， 向監(jiān)理人定期提供可靠正確的原始數據、繪制典型測點的變形過程線及資料分析報告。 監(jiān)測方法及過程 監(jiān)測中采用了全站儀自由設站監(jiān)測的方式，及時對觀測數據進行整理分析，同時建立信息管理系統(tǒng)；觀測資料整理分析控制見框圖： 23 圖 觀測資料整理分析控制圖 全站儀測點的埋設安裝 （ 1）安裝準備工作 ① 觀測設備采用 tm30 全站儀 1 臺；測點為 4cmx4cm 的徠卡反射片，formation 軟件及圍巖收斂分析后處理軟件。 ② 測點系統(tǒng)編號以設計監(jiān)測布置方案為基礎，對工程管轄區(qū)域內所有施工監(jiān)測點實行統(tǒng)一編號，形成井然有序和易于辨別的測點編號系統(tǒng)，為數據處理電算化打下基礎。 測點系統(tǒng)編號，由一組數字組成，數字由左向右分別表示測點所在斷面、孔位和點位序號。 在同一監(jiān)測系統(tǒng)內，測點系統(tǒng)編號必須具有唯一性，采用由小樁號至大樁號方向左側最低監(jiān)測點編號為 1號點，順時針排 至最后點。 （ 2）監(jiān)測定位放線及貼片安裝 監(jiān)測斷面與掌子面具有最小的安全距離時，測量監(jiān)測點即進行安裝完成，同時測量點的穩(wěn)定性不受開挖爆破影響。 24 監(jiān)測點可在指定樁號177。 5cm范圍內調整；同一斷面各測點的不同面偏差和環(huán)向布點偏差宜控制在177。 20cm 范圍內。將反射片安裝在斷面測點上，與巖石連接鋼筋可采用鉆孔灌漿固定，鋼筋在錨固前焊接鋼片，在鋼片上貼反射貼片，錨桿錨入巖石 50cm，外露 15c