隧道监控量测与信息反馈技术.ppt

土压平衡盾构示意图 土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成。 土压平衡盾构的概念 土压平衡盾构是在机械式盾构的前部设置隔板，在刀盘的旋转作用下，刀具切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，使土仓和排土用的螺旋输送机内充满切削下来的泥土，依靠盾构推进油缸的推力通过隔板给土仓内的土碴加压，使土压作用于开挖面以平衡开挖面的水土压力。 土压平衡盾构开挖面稳定机理 土压平衡盾构开挖面的稳定由下列各因素的综合作用而维持： ① 土仓内的土压力平衡地层压力和水压力， ② 螺旋输送机调节排土量； ③ 适当保持泥土的流动性，根据需要调节添加剂的注入量。 当土仓内的土压力大于地层压力和水压力时，地表将隆起； 当土仓内的土压力小于地层压力和水压力时，地表将下沉； 因此土仓内的土压力应与地层压力和水压力相平衡。 泥水平衡盾构示意图 泥水平衡盾构的泥水系统 泥水平衡盾构的概念 泥水盾构是在机械式盾构的刀盘后面设置隔板，隔板与刀盘之间形成泥水仓，将加压的泥水送入泥水仓，当泥水仓充满加压的泥水后，通过加压作用和压力保持机构，来维持开挖面的稳定。盾构推进时由刀盘旋转切削土砂，经搅拌后形成高浓度泥浆，然后用流体输送方式送到地面，在地面通过泥水处理设备进行分离，分离后的泥水进行质量调整后，再输送到开挖面 泥水平衡盾构工作原理 泥水盾构通过向密封的泥水仓内输送加压的泥水来获得开挖面的稳定，对于不透水的粘土，泥浆压力适当大于围岩主动土压力，就可以保证隧道开挖面的稳定； 对于透水性大的砂性土，泥浆会渗入到土层内一定深度，并在很短时间内，在土层表面形成泥膜，有助于改善围岩的自稳能力，并使泥浆压力在开挖面上发挥有效的支护作用。通过泥膜，产生与作业面上的土压、水压相抗衡的泥水压，以保持作业面的稳定。 监控量测工作的现状、存在的问题及解决办法 1、现状 1）各建设、施工单位水平对监测工作的认识不统一，导致监测的要求也不统一； 2）施工单位对监测与信息反馈工作的实施方法不同，效果不同。 2、存在的问题 1）未把监测与信息反馈作为工序编入施工组织设计，有的虽然作为工序编入，但实施不规范，不彻底，应用效果较差； 2）实施过程中缺少专业技术人员，特别是信息反馈方面的人员，很少能结合施工情况，对监测信息进行有效分析，未能对工程设计和施工起指导作用； 3）缺乏安全评估标准及监测控制基准。 3、解决办法 1）就隧道工程的安全评估标准及控制基准进行研究； 2）在规范施工方监测的基础上，引入具备监测资质的第三方监测，对促进监测技术健康发展具有积极意义。 1、从地表建筑物安全角度确定地表沉降控制值 1）地表建筑物基础位于沉降槽一侧 如右图所示，一般来说，浅埋地下工程施工时，在其两侧存在着潜在的破裂面，如果破裂面与地表交点位于建筑内，则应考虑不均匀沉降对建筑物的影响。假设破裂面与地表的交点为地表建筑物沉降的不动点，则有： 式中，H-工程覆土厚度，h1-开挖高度，D为开挖直径，A-受影响的横截面宽度。不均匀沉降由Peck公式求得： 如果令△u等于建筑物的最大允许地表沉降值，而i通常位于边墙所在的铅垂线上（i＝D/2），则最大允许地表沉降值为： 即与L1对应的点为建筑物由于地表沉降而倾斜的最大斜率点，由Peek公式推导的该点的倾斜率计算公式为： 令△u为建筑物的容许倾斜§则得到的最大允许地表沉降值为： 2）地表建筑物基础位于沉降槽中间 （1）建筑物相邻柱基L小于（等于）沉降槽拐点位置i 由沉降槽曲线可知，在拐点i处，曲线斜率最大，当建筑物位于如图所示时，差异沉降达到最大，故以此极限条件下的坡度值--极限坡度小于相应建筑物允许倾斜值作为限制条件。即： 式中：L一一建筑物相邻柱基础间距 [f]一一建筑物的允许倾斜率 △S——差异沉降值 由极限条件得允许最大沉降差：△S≤[f]i，同时，由peck曲线可知，当x=i时，可得出地表下沉的最大斜率： 假定建筑物最大允许倾斜与