隧道位移非接触量测及分析系统

隧道位移非接触量测及分析系统主要由全站仪(无反射棱镜型)、台式PC电脑或便携式计算机、打印机、机载软件、后处理软件、反射膜片等组成。利用TCRA类型全站仪的自动寻找的功能，通过规定的设站方法和测量程序，在专门研制开发的机载软件和少量指令控制下，自动完成围岩变形监测数据的采集和存储。测量数     

全站仪遥测技术在洛香铁路隧道围岩变形监测中的应用

隧道及地下工程中,采用数码相机、全站仪等仪器摄取工作面及隧道断面的有关数据,如地质数据、变形数据,可以方便、可靠地推定围岩的级别,进行三维地质分析以及进行隧道净空变形的观测等。重点介绍利用全站仪的遥测技术观测围岩净空位移,自动采集隧道围岩净空位移量测外业数据,对数据进行计算机自动分析处理,快捷方便地获得量测成果,并以准确、直观的图形及报表数据输出,及时为围岩稳定性判断和指导施工提供数据依据。     

基于自由测站的隧道围岩收敛非接触监测的新方法研究

为了满足长大隧道快速、安全施工的需求,通过分析隧道周边围岩的变形规律,提出了一种基于全站仪自由测站的隧道围岩收敛非接触监测的新方法。研究表明,利用所述的新方法,能够快速、准确地完成隧道施工期间的拱顶下沉和净空变化量测工作。与传统的监控量测手段相比,新方法不仅能适应恶劣的洞内测量环境,达到及时反馈围岩收敛变形信息的目的,而且能够满足相关规范的精度要求,为隧道监控量测开辟了新的途径。     

铁路隧道监控量测信息系统的设计与实现

隧道监控量测通过全站仪采集隧道开挖和支护过程中的变形数据,反映围岩和支护结构力学行为,对围岩的稳定状态和支护系统的可靠性进行判断和预测,并反馈于施工方案决策和支护系统的设计,进行论证和调整设计所确定的支护参数和施工方法。研发铁路隧道监控量测信息系统,加强隧道监控量测管理的远程化、信息化,实现变形风险数据的自动化采集及分析预警,强化安全风险源头控制,对确保隧道安全生产至关重要。     

断面测量系统在隧道围岩变化量测中的应用

研究目的:采用徕卡断面测量系统对隧道围岩净空位移变化进行量测,该断面测量系统的机载软件能自动采集隧道围岩净空位移变化数据,再利用其后处理软件进行数据分析与处理,可以快捷地获得隧道围岩变化量测结果,并以准确直观的图形和数据表输出,为隧道围岩的稳定性判断和施工提供依据。研究结论:采用断面测量系统进行围岩净空位移量测是可行的,在判定隧道围岩的稳定性、支护效果、发现变异等方面取得了良好的效果,保证了数据的准确性和可靠性,减少了人为误差,为隧道施工提供了科学合理的数据依据,保证了施工安全和施工质量,加快了施工进度,也为优化隧道设计提供了重要依据。     

基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法及系统应用

隧道结构和支护体系的稳定性和安全性对隧道施工十分关键,为确保施工质量和安全,避免意外情况发生,需要对隧道施工过程进行监控,以及时采取应对措施。研究基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法,采用测量相机实时采集隧道截面的线结构光图像,进行结构光中心提取,形成检测线,通过将检测线与历史检测线（基准线）进行对比分析,同时结合参考结构光源发出的基准轮廓结构光,校正主站自身位移,得到隧道全断面的变形测量结果。基于上述测量技术研制的系统在我国西南地区某隧道进行实测验证,其输出的拱顶沉降、周边收敛等测量值与全站仪测量的变形趋势吻合,测量精度及测量实时性满足要求,可进一步推广应用到更多的建设期隧道中,进行自动实时围岩结构变形监控量测,及时发现结构变形风险,保障隧道施工安全。     

全站仪三维非接触式围岩净空位移量测技术

介绍了全站仪自动采集围岩净空位移量测外业数据,并借助计算机进行分析处理,快捷地获得结果的整个量测过程.阐述了测点的布量原则以及量测数据处理方法.     

沈家坝2号隧道监控量测方案设计及数据分析

依托在建的成昆铁路沈家坝2号隧道进行铁路隧道监控量测方案设计,选取不同围岩等级的测点数据,采用曲线回归分析法并结合Origin软件对监控量测数据进行处理及分析,以最佳的拟合曲线模拟隧道变形,研究其不同围岩等级下的变形规律。隧道围岩状态随着隧道施工的进行不断发生变化,通过分析现场监控量测数据,可判断围岩稳定状态、预测最终变形量、确定二衬施作时机等,研究成果可用于指导现场施工及确保安全。     

隧道围岩变形影响因素分析

新七道梁隧道地质条件复杂,本文对复杂条件下长大隧道影响围岩变形的施工因素进行分析。采用有限元法模拟施工中围岩的力学特征,表明隧道施工对围岩变形影响显著。同时,在隧道内布设大量收敛值量测断面,并长期监测,对隧道围岩收敛测量数据进行曲线分析。结果显示隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。变形包括三个阶段,即急剧变形阶段、缓慢增长阶段、基本稳定阶段。同时分析开挖方法、支护结构、邻近施工、施工工序等施工因素对围岩变形的影响。结果认为施工中开挖初期对围岩变形影响最大,而设置仰拱可减小隧道围岩变形,因此应选择对围岩扰动小的开挖方法,并及时进行后序施工。将围岩变形施工因素分析动态反馈于施工中,取得满意结果。     

应用三维激光扫描技术判定围岩稳定性试验研究

为验证采用隧道断面面积变形率判定围岩稳定性方法的工程可行性,依托某在建隧道工程进行三维激光扫描和常规监控量测的现场测试,获取监测断面的面积变形和特征点收敛数据,并对数据进行分析。研究结果表明:三维激光扫描的隧道断面变化率趋势能较好地反映隧道围岩稳定性状态;对比两种方法所得到的监测断面特征点部位的收敛曲线,可知其趋势一致、数量级接近。研究结果验证了三维激光扫描用于隧道监控量测及围岩稳定性判识的可行性,并且三维激光扫描所得到的隧道断面变化趋势信息更为丰富。     

京张高铁八达岭长城站结构安全智能监测技术

京张高铁八达岭长城站规模大、结构复杂、施工难度大。为实现车站及大跨过渡段的安全建设,八达岭长城站建立了结合人工智能技术的隧道围岩及结构安全智能监测系统,通过在围岩和结构中预埋传感器,监测地下车站和大跨过渡段的围岩,以及锚杆、锚索等支护结构的受力和变形,并进行自动化采集、实时传输和处理,实现隧道围岩及结构力学状态的可视化实时显示与预警。超大跨隧道结构安全智能监测系统确保了复杂围岩条件下长、大隧道及隧道群的施工期和运营期安全,体现了现场监测信息对施工与设计的指导意义,为类似工程的施工和监测提供了参考与借鉴。     

软弱围岩隧道CD法和台阶法施工力学行为分析

为分析软弱围岩隧道在不同开挖方法过程中稳定性以及拱顶沉降变化规律,以某隧道工程实例为背景,借助有限差分软件FLAC~(3D)数值模拟并和实际监测数据对比分析,研究软弱围岩隧道在CD法和台阶法两种不同开挖方法施工过程中围岩变形、应力变化和围岩塑性区分布规律。实际监测数据和模拟计算结果均表明,采用CD法开挖断面关键点位移和应力明显小于台阶法,随开挖步影响范围也比台阶法要小。总之CD法较台阶法能更好控制围岩变形和应力发展,塑性区分布范围也明显小于台阶法。     

大断面地铁车站隧道软弱围岩渐进破坏规律模型试验研究

以贵阳市地铁2号线阳明祠车站为背景,采用室内模型试验模拟大断面地铁车站施工过程中隧道塌方破坏过程,明确施工期间大断面隧道塌方破坏过程机制,对比分析围岩和路面的变形。结果表明:通过围岩重力作用模拟隧道施工过程中塌方过程,与实际塌方过程基本吻合,弥补了常规加载破坏的不足;围岩渐进破坏过程表现为裂隙出现-裂隙发展-裂隙贯通-围岩塌方,支护渐进破坏过程表现为变形缓慢增加-变形快速增加-裂缝快速发展-支护破坏;围岩渐进破坏与支护渐进破坏相互作用,共同发展;在实际施工过程中,当支护变形大幅增加时,应增加支护强度,同时还应及时注浆、打设长锚杆,以减缓围岩裂隙发展,阻断围岩渐进破坏过程。     

增湿条件下膨胀土隧道近距离下穿既有地铁车站施工力学分析

为确保膨胀土地层渗水后,矿山法隧道近距离下穿既有地铁车站施工过程隧道及车站的安全,以合肥地铁5号线下穿既有车站隧道工程为依托,采用PLAXIS 3D岩土有限元软件精细化模拟整个施工过程,计算分析隧道、地层及既有车站结构的响应规律。研究结果表明:隧道下穿车站结构时经历的应力场较低;引起的地层变形主要表现为底部隆起和掌子面回弹变形;隧道下穿后,车站结构表现为中部隆起,前后两端沉降,施工时应控制既有车站的局部上浮。结合监测数据分析,表明隧道自身和既有车站基本处于安全稳定状态,施工方案合理可靠。     

铁路隧道底鼓段围岩蠕变参数反演方法研究

研究目的:某铁路隧道底部粉砂质泥岩蠕变导致仰拱结构持续底鼓,致使列车降速行驶,对铁路运行造成安全隐患.为较准确获取仰拱底鼓区粉砂质泥岩的蠕变参数,本文基于某隧道仰拱5年多的底鼓变形实际监测数据,建立室内岩石剪切蠕变试验与深度学习(GRNN)相融合的岩体蠕变参数确定方法,并对隧道仰拱蠕变变形进行长期预测. 研究结论:(1...     

京张高铁八达岭长城站超大跨隧道变形控制标准研究

为了确保超大跨隧道开挖过程围岩稳定和施工安全,合理确定各开挖步序的变形控制标准,采用理论分析、数值模拟实验和现场监测等方法,建立隧道变形与围岩应变相互关系的计算模型,提出基于围岩极限应变的隧道总变形控制标准,制定超大跨隧道分步变形控制标准和分级管理方法。研究结果表明:隧道围岩总变形控制标准取决于隧道围岩的极限应变;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩32.7 m跨度的隧道,其拱顶总沉降控制标准分别为40,90 mm和180 mm;超大跨隧道施工过程中成跨阶段的变形约占总变形的95%,成墙阶段的变形约占总变形的5%。     

Warning standards study of real-time monitoring for anti-collapse in large cross-sefction tunnel of soft and weak surrounding rockEI北大核心

Research purposes: The statistics for tunnel disasters showed that the quantities and casualties of tunnel collapse are much higher than other tunnel disasters. Achieved warning before collapse in tunnel construction, can greatly reduce the tunnel collapse hazards. The key to achieve anti-collapse warning in soft and weak surrounding rock tunnel is to obtain anti-collapse warning standards. Therefore, it is necessary to study tunnel anti-collapse warning standards to guide safe tunnel construction. Research conclusions: (1) Deformation of the tunnel is relevant to hydrogeological conditions, construction method, construction progress and other factors. Currently, the standard values in criterion were not suitable for tunnel collapse warning. (2) It is practicable to achieve anti-collapse monitoring by relative deformation, because anti-collapse real-time monitoring focused on dome relative deformation differently from routine monitoring in soft and weak surrounding rock tunnel. (3) The reference value of tunnel anti-collapse real-time monitoring is determined by displacement limit value in criterion, the maximum value of the measured displacement in similar project and the measured data in tunnel project. (4) The field experiment indicated that the reference value could meet tunnel anti-collapse warning. Therefore, the research results can be applied to large cross-section tunnel of soft and weak surrounding rock.     

基于微震监测的高速铁路大跨度过渡段隧道开挖损伤区分布特性及演化规律

基于微震监测技术具有识别岩体损伤位置、程度和大小以及破坏进程的优势,以新建京张高速铁路八达岭长城站大跨度过渡段隧道为研究对象,在隧道地表与洞周布设微震测点,实现立体式、全方位的微震事件监测。根据监测结果,分析围岩损伤区分布特性及演化规律。结果表明:根据微震事件分布密度,可将微震事件分为高密度区、中密度区和低密度区;微震事件累计分布频率为60%的边界可作为高密度区与中密度区的交界,累计分布频率为80%的边界可作为中密度区与低密度区的交界;微震事件高密度区对应为围岩高损伤区,围岩高损伤区受围岩级别和隧道跨度的双重影响,给出基于这2个参数的隧道不同位置处围岩高损伤区深度预测公式;围岩损伤程度采用微震事件的平均矩震级参数标度;围岩损伤区深度与围岩变形之间存在较强的正相关性及阶段性。基于围岩高损伤区深度,进行预应力锚索(杆)设计,结合围岩变形结果,验证了锚索(杆)设计参数的安全性。     

地铁深基坑开挖对下部既有公路隧道的影响分析

以昆明地铁3号线西山公园站深基坑工程骑跨既有公路隧道为工程背景,利用Midas-GTS建立二维数值模拟深基坑全过程,研究基坑开挖对下方既有隧道的变形影响规律。分析坑内加固和基坑时空效应施工措施对控制隧道上抬变形的影响,结合现场实际监测数据和有限元分析表明:(1)基坑开挖对下部岩体具有显著的垂直方向卸荷作用,其受力状态和形状的改变程度受限于上部土体性质、土体开挖量、开挖方式及隧道围岩性质;(2)坑内加固后可明显降低隧道衬砌的隆起变形,降幅约为18%;(3)实际监测数据略小于计算结果,但变形趋势二者较为吻合。