[发明专利]一种下穿公路的隧道围岩全位移测量方法

说明书

本发明涉及隧道监控量测领域，旨在提供一种下穿公路的隧道围岩全位移测量方法。包括：沿着隧道的开挖方向从公路上方往下安装多点位移计，各多点位移计均位于同一个垂直于隧道方向的平面上，在安装孔的孔口点设置外部观测点；以安装孔的孔口点为基准点，在隧道开挖过程中按预设时间点持续测量多点位移计上其它测点的位移值；随着隧道开挖进度不断布置并记录新的多点位移计的测量数据。本发明将多点位移计从公路上往下钻孔进行埋设，且该埋设早于掌子面开挖，消除了传统量测方法无法测得围岩先行位移和初始位移的弊端，从而可得到隧道围岩的全位移；利用全站仪对多点位移计计算中的基准点位移进行校正，从而提高了隧道围岩的全位移量测精度。

技术领域

本发明涉及隧道监控量测领域，具体涉及一种隧道围岩的全位移量测方法。

背景技术

随着国民经济持续快速发展，公路、高铁、水利等重大基础设施建设迫切需要新建大量隧道工程。我国目前已成为全球隧道工程建设规模最大的国家。全国仅公路隧道2015年就新增了1602座，总长达到1927公里。隧道的开挖必然引起围岩位移(包括变形)的发生，将隧道围岩位移控制在容许值以内是隧道全寿命安全管理的关键工作。因此量测隧道围岩位移具有重要的工程意义。

如图1所示，隧道围岩的全位移包括掌子面到达前的围岩位移(即先行位移)和掌子面到达时到量测开始时的围岩位移(即初始位移)以及掌子面通过后量测测得的围岩位移(量测位移)。目前隧道围岩位移量测包括接触量测(如收敛计)和非接触量测(如全站仪)方法，然而这两类量测方法仅能量测到全位移值的一部分——量测位移，无法测得先行位移和初始位移。针对当前初始位移和先行位移无法量测的问题，需要探寻一种隧道围岩全位移(含先行位移和初始位移)测量方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中隧道围岩全位移测量方法的不足，提供一种获取下穿公路的隧道围岩全位移的测量方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种下穿公路的隧道围岩全位移测量方法，该方法包括以下步骤：

(1)沿着隧道的开挖方向从公路上方往下钻多个安装孔，安装孔距离掌子面至少为D，D为隧道直径；在每个安装孔内分别安装多点位移计，各多点位移计均位于同一个垂直于隧道方向的平面上，在安装孔的孔口点设置外部观测点；

(2)以安装孔的孔口点(即路面点)为基准点，在隧道开挖过程中按预设时间点持续测量多点位移计上其它测点的位移值；

(3)随着隧道开挖进度不断布置新的多点位移计，并按预设时间点持续记录多点位移计的测量数据；

(4)根据各多点位移计在不同时间点测得的位移值，绘制不同深度的围岩位移-时间曲线，即为围岩全位移-时间曲线。

本发明中，所述步骤(1)中，位于同一平面上的各多点位移计是沿隧道洞径方向(孔口点与隧道中心点的连线方向)布置的，且各多点位移计之间保持相同间距；各多点位移计的最深处测点与隧道围岩开挖面间隔着20～30cm围岩作为保护层。

本发明中，所述步骤(3)中，随着隧道开挖进度布置新的多点位移计时，前后两次钻孔位置的相互间距为8～10m。

本发明中，在获得各多点位移计在不同时间点测得的位移值后，对其数值按下述方法进行修正：