[发明专利]公路连拱隧道中隔墙稳定性监测方法、系统及施工方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种能够全面实时掌握连拱隧道中隔墙稳定性的监测方法，以及一种监测系统。

背景技术

在特殊的山岭重丘地区和在城市周边有山丘阻碍城乡交通处，以及在人多地少经济活跃的山区，为了减少隧道长度，减少投资，避免隧道洞口桥隧或路隧分幅，节省了进出口洞口路基和桥梁分幅所占土地面积，也避免了线路从整体到分离再到整体的复杂转换，有利于路桥隧总体的线形流畅和洞口、洞身的选择，需要修建大量的连拱隧道。

采用整体式中隔墙型式的公路连拱隧道结构，左右主洞初期支护和二次衬砌均支撑在中隔墙顶部。因此，中隔墙的稳定与否直接关系到整个连拱隧道结构的稳定性。而现有的《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)和《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)中只对公路连拱隧道的设计方法、左右主洞和中隔墙的开挖和施工、中导洞和左右主洞的拱顶沉降、周边收敛量测项目进行了规定和指导，没有提出对公路连拱隧道中隔墙的监控量测系统，使得在工程建设中无法判定中隔墙是否处于安全、稳定受控状态，给连拱隧道施工埋下较大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种公路连拱隧道中隔墙稳定性监测方法，本发明的目的之二是提供一种公路连拱隧道中隔墙稳定性监测系统，从而填补现有规范的不足，解决了公路连拱隧道整体式中隔墙稳定性不受控的问题；本发明的目的之三是提供一种公路连拱隧道中隔墙稳定性监测系统的安装施工方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：

该公路连拱隧道中隔墙稳定性监测方法，包括以下步骤：

1)数据采集：包括以下数据采集方案：

a.在中隔墙顶、底处布置振弦式压力盒，分别监测连拱隧道初期支护传递给中隔墙墙顶处的接触压力和中隔墙传递给基础垫层的接触压力，用于分析中隔墙顶部局部压力和底部地基承载力是否超过设计值；

b.在中隔墙纵向受力钢筋上焊接用于监测中隔墙钢筋应力的振弦式钢筋应力计，在中隔墙混凝土中布置用于监测中隔墙混凝土应力的振弦式混凝土应变计，通过分析中隔墙竖向钢筋和混凝土的受力情况，判断是否达到材料的屈服强度；

c.在中隔墙顶处左右两侧布置测点，监测中隔墙沉降变形量，用于分析中隔墙沉降情况；

d.利用c中所述测点量测出中隔墙墙顶水平位移，由中隔墙墙顶水平位移除以中隔墙高度的比值，分析中隔墙在不对称荷载作用下绕中隔墙中心线发生的偏转量；

2)数据分析：通过以上数据采集方案采集到的数据，形成时间-接触压力、时间-钢筋应力、时间-混凝土应力、时间-沉降值和时间-偏转量的的曲线图，通过以上曲线图，判断中隔墙的稳定性。

进一步，所述步骤1中各方案的数据采集的频率为：

30天内，1～2次/天；

1～3个月，1次/2天；

3个月以上，1次/周。

进一步，所述步骤1)中a、b方案中的数据采集通过振弦频率仪完成，c、d方案中的数据采集通过全站仪完成。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该公路连拱隧道中隔墙稳定性监测系统，包括中隔墙顶/底接触压力监测子系统，中隔墙应力监测子系统、中隔墙变形/偏转监测子系统、数据采集模块和控制分析单元；

所述中隔墙顶/底接触压力监测子系统包括振弦式压力盒I、振弦式压力盒II和振弦频率仪，所述振弦式压力盒I设置在中隔墙的墙顶处，用于监测连拱隧道初期支护传递给中隔墙墙顶处的接触压力；所述振弦式压力盒II设置在中隔墙的墙底处，用于监测中隔墙传递给基础垫层的接触压力；

中隔墙应力监测子系统包括振弦式钢筋应力计、振弦式混凝土应变计I、振弦式混凝土应变计II和振弦频率仪，所述振弦式钢筋应力计焊接在中隔墙纵向受力钢筋上，用于监测中隔墙钢筋应力；所述振弦式混凝土应变计I和振弦式混凝土应变计II设置在中隔墙混凝土中，用于监测中隔墙混凝土应力，分析中隔墙竖向钢筋和混凝土的受力情况；

中隔墙变形/偏转监测子系统包括全站仪以及设置在中隔墙顶左右两侧的测点，用于监测中隔墙沉降变形量以及中隔墙顶水平位移；

所述中隔墙顶/底接触压力监测子系统、中隔墙应力监测子系统以及中隔墙变形/偏转监测子系统测得的数据经数据采集模块处理后，输入至控制分析单元，所述控制分析单元通过分析时间与接触压力、钢筋应力、混凝土应力、沉降值和偏转量的的曲线图，判别中隔墙的稳定性。

本发明的目的之三是通过以下技术方案实现的：