理论教育 多年冻土区公路施工监控技术

多年冻土区公路施工监控技术

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7—32围岩温度监测断面传感器布置图图7—33高精度围岩温度传感器安装多年冻土隧道冻胀力的监控量测方法冻胀力是指围岩冻融圈冻结膨胀对衬砌结构所产生的额外围岩压力。考虑围岩冻胀力产生的时间性,对两个监测断面改用BGK4850型压力盒。多年冻土区隧道施工冻融圈及冻胀力的控制指标通过课题组及前人研究成果,决定多年冻土区隧道稳定性的主要指标包括冻融圈及冻胀力。

多年冻土区公路施工监控技术

多年冻土区隧道施工动态信息,可归纳为洞内气温及围岩温度、围岩冻融圈深度、冻土(冻岩)应力特征及变形特征等方面。

(1)洞内气温监测

采用JTM—T400温度传感器,在隧道二衬表面的拱顶、拱腰及边墙位置布置。埋设时用水泥钉线卡直接将温度传感器线缆固定在二衬表面,传感器距离洞壁10 cm。洞内温度监测如图7—31所示。

图7—31 洞内温度监测

(2)围岩温度监测

多年冻土地区隧道在修建期间施工措施的扰动以及运营期间洞内气温受大气温度以及通行车辆散热的影响,衬砌背后的多年冻土将形成一个冻融交替的冻融圈。以冻融圈深度(即围岩中0℃等温线)与围岩表面的距离作为衡量冻融圈范围的指标,通过监测施工、运营期间围岩温度场的变化情况,并通过插值法计算不同时刻0℃等温线的深度,即可得到围岩冻融圈的演化规律。围岩温度监测断面传感器布置如图7—32所示。

埋设方法为:将带有高精度传感器的线缆套入长度约为4 m的PVC管中,用胶带对PVC管两侧进行密封处理,在埋设位置用直径60 mm的钻头钻孔,孔深约4.1 m,然后打入加工好的长度约为4 m的钢管(尾端封闭),将套有线缆的PVC管放入钢管中,对钢管口进行密封处理即可。温度传感器布置深度分别为围岩洞壁、距离洞壁0.25 m、0.50 m、0.75 m、1.00 m、1.50 m、2.00 m、2.50 m、3.00 m、3.50 m及4.00 m。现场安装如图7—33所示。

图7—32 围岩温度监测断面传感器布置图(www.daowen.com)

图7—33 高精度围岩温度传感器安装

(3)多年冻土隧道冻胀力的监控量测方法

冻胀力是指围岩冻融圈冻结膨胀对衬砌结构所产生的额外围岩压力。围岩压力监测采用JTM—V2000D型振弦式压力盒。考虑围岩冻胀力产生的时间性,对两个监测断面改用BGK4850型压力盒。围岩压力盒埋设如图7—34所示。

(4)多年冻土区隧道施工冻融圈及冻胀力的控制指标

通过课题组及前人研究成果,决定多年冻土区隧道稳定性的主要指标包括冻融圈及冻胀力。在多年冻土区隧道监测指标中,影响这两大因素的关键因素是洞内气温及不同深度的围岩温度,及由此衍生出的围岩表面积温。因此,通过对洞内气温、冻融圈深度及围岩表面积温的控制,即可保证围岩冻融圈及冻胀力在可控范围内,以此确保多年冻土区隧道的稳定性。

图7—34 压力盒现场埋设

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