0 前言
湖南建筑工程培训学校,在地下工程测试中, 位移量测( 包括收敛量测) 是最有意义和最常用的监测项目, 其稳定可靠,简便经济。测试成果可直接指导施工,验证设计,评价围岩与支护结构的稳定性。TMS ( Tunnel Monitoring System 隧道监测系统)随着工程技术的发展而不断发展。目前,国际上许多国家都对隧道工程的现场测试非常重视,出台了许多的规定和规范[1]。 隧道施工本身具有一定的复杂性,其自身的特点对隧道的监测仪器也有一定的要求,概括起来,有以下几个特点: 设备精度要求高、自动化程度要求高、环境适应性强和操作性强。 在国际上,欧洲是最早建造长大隧道的,其高速公路建设起步也比较早。因此,欧洲对隧道位移监测的研究也比较早,重视程度也比较高,但其对隧道位移监测的研究也远远落后于对隧道施工工艺水平的研究。隧道位移监测是一项非常复杂的工作,不同于一般的地面结构工程的位移监测。目前国际上比较新的监测技术主要有[2]:
( 1) 红外测距技术: 这种位移测量方法的误差一般能控制在2mm 左右,主要应用于大型隧道的监测中;
( 2) 激光技术;
( 3) 数码成像技术。(参考《建筑中文网》)
通过这些技术,在隧道内进行多点观测,然后进行坐标计算,从而得出测点的位移信息。但这些方法也有其自身的缺点,即:
( 1) 测量精度有待提高;
( 2) 多测点的反算会引起误差传递, 误差积累,从而影响测量精度;
( 3) 由于隧道内的施工环境,这些仪器的实际操作性受到一定的限制,特别是在狭长的隧道中。
1 改进型TMS 的工作原理
改进的TMS ( Improved Tunnel MonitoringSystem) 是由成都理工大学王兰生教授发明的,其构造示意图见图1。
改进的TMS 是将几根传递杆全部安装在一个钻孔里,除最里面的一根用钢筋外,其他几根都用钢管作为传递位移的介质。各接点都与岩体牢固粘结,湖南建筑工程培训学校,将岩石的深部变形引到外面加以测量。通过不同时间的位移监测,可以了解围岩中不同深度的径向位移变化情况。
如图1 所示,改进的TMS 从内而外,首先是一根长4m、直径14mm 的钢筋,在其顶端10cm 处焊接一个钢圈,钢圈主要作用是绑粘结药包的时候能将药包限制在一个小的范围内; 然后是一根长度为3m、内径为16mm 的钢管, 钢管顶端和距顶端10cm 处各焊接一个钢圈,用于绑粘结药包。为使整个仪器在进入钻孔时, 能保证该接触点在深度3m 处,实际制作时, 在4m 钢筋顶部套一根PVC塑料管,长度90cm, 该PVC 管能顶住3m 钢管的顶部; 其它两根2m 和1m 的钢管制作与3m 相同,只是直径不同。
从示意图中可以看出,整个仪器的传递杆除了端点与围岩是牢固接触的以外,其他部分在径向上都是可以自由移动的。PVC 套管既可以保证锚固点的位置恰好是设计的深度,又能有效地减小传递杆与孔壁的接触,减小摩擦阻力对测量结果的影响。仪器的外接套筒是起将各传递杆保护起来,同时用软木塞将各传递杆固定在相应的位置的作用。套筒的尺寸如图2 所示。各传递杆的相互位置关系如图3 所示,各钢管套筒间套接关系见图4。
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