云茂高速公路南寨隧道涌水量监测及沉降观测

常用的涌水量监测方法存在数据误差较大的问题,沉降观测技术适应性也较差。以云茂高速公路TJ6标南寨隧道为依托,开展了隧道涌水量监测与沉降观测技术研究。依据泰斯公式与雅各布近似公式之间的误差关系,用非稳定流解析法对工程涌水量实行监测;依据工作基准点与拱顶(地表)沉降点之间的相对高程,通过全站仪三角高程法观测施工现场的拱顶与地表沉降情况,实现隧道沉降情况观测。试验结果表明,该方法能有效监测施工隧道的涌水情况。观测施工隧道拱顶与地表沉降时,观测结果既能充分反映土体与围岩的变化趋势,还能反映由于施工因素影响导致的异常变化,误差较小且具有良好的适应性。     

SAA技术在成兰铁路隧道监控量测中的应用

通过SAA技术在成兰铁路茂县隧道斜井大变形地段的成功应用,对SAA工作原理、SAA技术用于隧道工程监控量测的测点布设、监测数据表达方式、误差及自动监测预警等进行了全面解析和介绍。SAA监控量测技术对比传统的隧道监控量测技术具有高度自动化、信息化及实时性的特点,该技术的成功应用是隧道围岩量测技术的一次重大突破,对强化隧道监控量测过程管理,降低施工安全风险起到积极作用。     

旋挖钻孔施工对临近地铁隧道结构影响的研究

基于广州洛溪大桥拓宽工程现场监测数据,对旋挖钻孔时临近隧道结构的变形进行分析,以研究旋挖钻孔成桩技术对临近地铁隧道结构的影响。该工程中,当桥梁桩基距离地铁盾构边线超过7 m时,采用旋挖钻机成孔施工方法;当桩基与地铁盾构边线的距离减小至约3.0 m时,采用旋挖钻机与全套管全回转钻机联合成孔施工方法。现场监测结果表明,桩基施工过程中,地铁隧道监测点平行于隧道中轴线方向的累计位移最大值为2.41 mm,垂直于隧道中轴线方向的累计位移最大值为1.94 mm,垂直于地面方向的累计位移最大值为2.02 mm,均在合理范围内。地铁左、右轨道差异沉降值存在超过2 mm但小于3 mm的现象,道床平顺度也存在个别监测值超过2 mm/10 m但小于3 mm/10 m的现象。本工程旋挖钻孔施工方法对地铁隧道变形影响较小,但左右轨道差异沉降与道床平顺度应该受到重点监测。     

光纤感测技术在轨道交通运营线路中的应用

为解决城市轨道交通工程在施工和后期运营过程中隧道差异沉降、结构变形、基坑渗水与失稳及周边建筑物变形等安全问题。依托宁波市轨道交通运1 号运营线,采用分布式光纤传感技术实现长距离隧道的管片变形和差异沉降监测,利用布拉格光纤光栅技术实现了隧道断面和结构变形自动化监测,结果显示监测段隧道变形较小,较为稳定。项目的成功实施,证明了光纤传感技术在轨道交通工程结构监测中的有效性,具有广泛的应用和推广价值。     

飞鸟式钢管混凝土拱桥健康监测系统研究

以东莞水道特大桥为背景,根据该桥桥型及结构受力特点,对该桥进行系统全面的结构受力分析计算,以作为大桥健康监测系统测点布设方案、元器件选型以及安全评估决策分析的依据;叙述了飞鸟式钢管混凝土拱桥健康监测系统构成及各子系统的组成。其中子系统包括:1自动化传感监测系统;2结构安全综合评估子系统。介绍了静态参数监测系统的各传感子系统的部分监测结果,监测数据表明桥梁各监测指标处于正常的变化范围,桥梁总体处于安全、可控的运营状态。     

基于光纤传感的地铁隧道沉降安全预测

研究了基于光纤光栅位移传感器的地铁隧道沉降安全预测方法,利用光纤光栅传感系统对地铁隧道沉降数据进行在线监测,并结合BP神经网络算法对数据进行分析,能够准确而有效地预测地铁隧道的沉降发展趋势。在地铁的长期营运过程中,系统可为地铁隧道的运行环境状态提供及时的预警信息和安全建议。     

盾构隧道结构性态无线感知方法

为了实现盾构隧道结构性态多参量感知,构建盾构隧道运营期无线传感网络系统,考虑盾构隧道运营环境振动及粉尘、电磁干扰等特点,针对盾构隧道结构病害种类及特征,采用微机电系统研发适用于盾构隧道的无线倾角传感器、渗漏水传感器和接缝传感器。针对盾构隧道超长线性特征,采用二层网络拓扑技术,基于ZigBee协议和3G协议构建无线传感网络系统,实现对盾构隧道结构性态的多参量实时无线监测,并通过现场应用验证了系统的可靠性。结果表明:在隧道邻近基坑开挖过程中,无线传感系统可实时反映隧道结构性态变化规律。在基坑开挖不同阶段,结构变形速率与渗漏水状态实时发生相应变化;多种感知参量间数据相互支撑,盾构隧道横向收敛、纵向相对沉降与渗漏水发展规律一致;多种传感参量综合分析可更好地掌握隧道结构状态,如通过接缝传感器和倾角传感器数据综合分析,可知隧道结构发生向基坑侧旋转。因此,综合多种结构状态量监测可更加完整有效地反映盾构隧道在运营中的结构状态,从而为结构安全预警及合理养护提供技术依据。     

基于小波降噪的地下连续墙弯矩估算方法研究

基坑地下连续墙侧向位移监测过程中不可避免地存在误差,以往利用侧向位移估算地下连续墙弯矩时忽略了对监测数据误差的处理。为解决监测数据误差带来的问题,引入小波降噪方法对侧向位移监测数据进行降噪处理,基于降噪后数据实现地下连续墙弯矩估算。以福州地铁2号线上街站基坑工程地下连续墙典型测点的侧向位移监测数据为研究对象,选择db3小波基函数、硬阈值函数、heursure 阈值对其进行5层小波降噪处理,采用6次多项式对降噪后的监测数据进行拟合并确定拟合曲线曲率半径（挠度）,结合材料力学受弯构件相关理论实现地下连续墙弯矩估算。结果显示： 1)小波降噪可以有效去除侧向位移监测数据误差,监测数据误差主要分布在-0.6~0.6 mm; 2)利用降噪后的监测数据进行多项式拟合可以有效提高拟合精度; 3)地下连续墙最大估算弯矩为635.1 kN·m,约为设计值的40%,施工过程中地下连续墙安全状况良好。     

大断面公路隧道CRD法施工影响下围岩变形规律研究

以山东滨莱高速双向8车道公路大断面乐疃隧道为依托工程,采用ABAQUS软件对CRD法施工过程中围岩变形规律进行了研究,并结合现场监测结果进行对比分析。研究结果表明:1)CRD法施工过程中,地表沉降呈现出阶梯状增大规律;2)随着开挖的进行,地表沉降最大值点不断移动,全断面开挖完成后,最终地表沉降曲线呈正态分布;3)隧道开挖对地表的影响范围在隧道中心线两侧40 m左右,约为2倍隧道跨度,在该影响范围内,应加强监测;4)通过统计53个实测断面监测数据,得到浅埋段地表下沉及拱顶下沉监测值分布具有一定相似性,在类似的工程条件下,建议拱顶沉降值宜控制在30 mm、周边收敛控制在20 mm。     

基于全站仪的隧道自动化监测

近年来,越来越多的城市地下空间开发邻近既有地铁隧道、公路隧道,需要对既有隧道进行实时的自动化监测。全站仪是一种高效、高精度的三维测量设备,可较为方便的在狭长型分布的地下隧道内组建自动化监测系统。本文主要介绍了基于全站仪的隧道自动化监测技术,探讨了隧道沉降、收敛、水平位移监测的精度与可靠性。从多个工程实例来看,采用高精度的全站仪组建自动化监测系统具有良好的适用性,用于隧道的监测精度较高,可满足实时监测的需要。     

GNSS-RTK在大跨斜拉桥施工期位移监测中的应用

为实现大跨斜拉桥施工期关键结构位移自动化监测,在桥塔塔顶和桥面吊机顶部布置GNSS测点,建立施工期全球卫星导航系统实时动态差分(GNSS-RTK)监测系统。该系统采用小波变换进行数据预处理,根据吊机顶部位移与主梁变形关系,分析吊机走行、节段吊装、环缝焊接、斜拉索张拉等典型工况下的监测数据,为结构状态的实时评估提供依据。武汉青山长江公路大桥应用结果表明:该方法能有效监测塔顶和悬臂前端的三维空间位移,有助于结构状态的实时评估和快速施工;Haar小波可用于大量数据自动化分析中典型工况的时间定位,dbN小波可用于位移信号的低通滤波;有必要进行位移的结构温度效应修正以提高监测精度。     

光纤光栅传感和光电成像技术在地铁深基坑中的应用

为实时掌握基坑开挖过程中支护结构的变形情况,以宁波某地铁深基坑为依托,建立一套基于光纤光栅传感和光电成像技术的实时监测系统。介绍光纤光栅测量应变、光电式双向位移计测试墙顶水平位移和沉降的原理,并推导利用光纤光栅实测应变计算水平位移的公式。基坑开挖过程中,不同位移测试计算方法的成果对比分析结果表明： 光纤光栅传感技术测量墙体应变数据准确、可靠,计算的水平位移与测斜仪测得的水平位移一致,光电式双向位移计测试墙顶水平位移和沉降精度高于全站仪,可推广应用于基坑工程安全监测。     

高速公路扩建对下伏高速铁路隧道安全状态的影响研究

依托连霍高速公路扩建工程通过郑西高铁阌乡隧道上方这一典型案例,采用FLAC3D有限差分程序对施工过程进行三维仿真分析。从横断面、纵剖面的变形两个方面对高速铁路隧道安全状态进行了研究。从纵剖面来看,仰拱位移普遍小于拱顶位移,且受地形和隧道与开挖区域的相对位置影响,最大位移发生在50 m位置处的拱顶,量值为6.3 mm,每10 m的最大差异沉降为0.97 mm,小于高速铁路轨道变形要求;从横断面来看,隧道结构由于上部开挖导致卸荷效应,整体呈现隆起趋势,其位移方向趋向于开挖区域。现场施工和监测表明通过采用竖向分层、纵向分段的开挖方式,阌乡隧道的结构变形量得到有效控制,保证了扩建工程的施工安全与高速铁路隧道的运营安全。     

电水平尺自动化监测系统在地铁安全保护监测中的应用

为了降低在地铁保护区内施工对既有地铁的影响,确保地铁的正常运营,结合南京地铁中胜站-元通站区间运营地铁隧道监测实例,阐述了在地铁保护区内南京明基医院基坑开挖时,在隧道内布置沉降监测点,组建自动化监测系统,确定监测基准点及报警值,采用电水平尺实时自动监测和分析沉降曲线,并定期与人工监测数据进行比较。实践证明,电水平尺自动化监测系统能够自动记录监测过程,节约大量的人力、物力和财力,并能保证人员的安全。     

厦门地铁盾构区间下穿厦深高铁路基变形分析与控制技术

盾构隧道下穿既有铁路施工不可避免地会对周边岩层产生扰动,导致铁路线路的不平顺而危及行车安全。该文以厦门地铁2号线盾构下穿厦深线高速铁路路基工程为依托,通过Peck沉降公式和PLAXIS-2D、MIDAS-GTS有限元软件进行数值模拟,分析盾构施工对高速铁路路基与轨道变形影响的时空分布规律;同时在盾构下穿前设立100 m试验段,通过对深层位移孔、地表沉降点监测得到岩层变形规律和盾构合理推进参数,为盾构下穿高速铁路路基提供理论支持。下穿过程中,通过对高速铁路路基和轨面变形的自动化监测,实时调整盾构推进参数以减小引起的沉降,盾构穿越后实测路基最大沉降0.97 mm,确保了高铁运营安全。     

基于传感技术的盾构在线状态监测系统

为解决盾构监测与调试时出现的问题,保证盾构在工作过程中的安全、稳定、可靠,采用传感监测技术,监测盾构关键部件各测点的振动速度和温度,并结合通讯技术将实时监测的数据传输至控制器进行分析处理,实现盾构机械的在线监测,并对监测系统进行试验。试验结果表明： 各测点的振动速度为1~1.5 mm/s、温度为20~48 ℃,满足盾构正常运行状态的要求,系统各项指标符合盾构在线监测系统的设计要求。     

某盾构隧道施工对周边建筑物影响分析

盾构隧道施工会引起周围地层位移,从而对周边建筑物产生不利影响。为保证施工过程中周边建筑物的安全,在工程项目实施前需要进行安全评估。依托浙江宁波某在建盾构隧道工程项目,通过MIDAS GTS三维有限元分析软件对盾构隧道的掘进过程进行了模拟,分析不同程度施工扰动作用下建筑物的沉降位移。并结合当地盾构隧道施工的地表沉降监测数据,对上部建筑物的安全进行评估,提出盾构施工监测数据的关键控制指标。分析结果表明对于该工程,在盾构隧道的掘进施工过程中,位于其上方的建筑物安全可靠。通过该方法可以用既有的施工监测数据对建筑物沉降进行预测,为相关工程提供方法指导。     

地铁深基坑施工对邻近隧道的变形影响分析

为研究地铁深基坑邻近隧道施工时既有隧道的受力与变形特性,以南京地铁9号线管子桥站基坑工程为背景,通过三维有限元分析,研究基坑开挖引起的既有隧道的受力与变形特性,计算结果表明：地铁基坑开挖引起的既有隧道最大沉降值为7.32 mm,最大水平位移为5.74 mm,隧道变形满足相关规范要求;隧道主体沿Y方向和Z方向产生的位移远大于沿X方向产生的位移;基坑开挖时,隧道敞开段与暗埋段会产生沉降差异,施工时应采取相应措施控制沉降差。     

孔压传感式沉降监测仪现场试验研究

针对目前国内沉降监测广泛使用的沉降板有干扰施工、人工观测不准确等缺陷,介绍一种孔压传感式沉降监测仪。该仪器以孔隙水压力测量换算为沉降测量为原理,主要由传感器、水柱及数据采集后台组成。通过简述该套仪器原理,并结合现场试验,讨论该仪器在实际运用中的可行性。结果表明:(1)对比传统沉降板,孔压传感式沉降监测仪具有省时高效且不易被施工所干扰的特点,在长期沉降观测中该仪器更为适用。(2)现场误差分析试验表明,该仪器在较大沉降量测量时误差较小,适用于沉降量较大的建筑物沉降观测。其重复性误差较大,在6mm~22mm之间,在系统数据库中需要系统判断或人工识别并去除异常数据。(3)现场试验表明,该仪器的监测数据比沉降板数据小,但沉降趋势基本一致,与沉降板数据差异在15%之内。     

监控量测技术在牟尼沟隧道出洞口浅埋段的应用

松潘县牟尼沟隧道地处高原高寒地区,地质条件极其复杂,施工难道大,在施工过程中,地表下沉日变化量及累计沉降量都较大,现有规范中规定的监测项目不能满足该隧道所要掌握的水平位移变化趋势。针对此情况,增加了地表水平位移的监测,结合水平位移和竖向位移的监测数据,掌握了隧道地表整体位移变化情况。根据监测数据,施工中采取了洞口反压土回填、临时仰拱预加固、超前排水等多项措施,成功的限制了水平位移和竖向位移的继续发展,使得隧道施工过程中的险情消除在隐患出现之前。