[发明专利]一种黄土隧道隧底稳定性监测方法、系统及施工方法

权利要求书

1.一种黄土隧道隧底稳定性监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)数据采集：包括以下数据采集方案：

a.在砂砾垫层表面布置振弦式压力盒，监测砂砾垫层与仰拱底接触压力的测试，用于分析基底地基承载力是否超过设计值；

b.在桩身布置用于监测桩身应力的振弦式混凝土应变计，通过分析桩身受力情况，判断是否达到材料的屈服强度；

c.在基底桩间土体布置孔隙水压力计和含水率测试探头，监测基底土体的孔隙水压力含水率，用于分析隧道隧底浸水后的孔隙水压力大小及分布情况，及其地下水浸水的影响分布范围，当孔隙水压力和或含水率超过一定界限时，通过现场浸水报警系统模块发出报警信号；

d.在桩间土体布置用于监测地基变形的沉降仪，通过分析基底加固处理前后土体变形大小，判断地基加固效果，并分析基底变形是否超过容许值；

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-桩身混凝土应力、时间-孔隙水压力、时间-含水率的曲线图、时间-沉降值的曲线图，通过以上曲线图，判断基底的稳定性。

2.根据权利要求1所述的黄土隧道隧底稳定性监测方法，其特征在于：所述步骤1中c方案的数据采集不间断，其他各方案数据采集频率为：

30天内，1次/天；

1～3个月且包含3个月，1次/2天；

3个月以上且不含3个月，1次/周。

3.根据权利要求2所述的黄土隧道隧底稳定性监测方法，其特征在于：所述步骤1)中a、b、c方案中的数据采集通过振弦式频率仪完成，c方案中的界限值由现场浸水报警系统模块监测，d方案中的数据采集通过测尺完成。

4.黄土隧道隧底稳定性监测系统，其特征在于：包括基底与仰拱接触压力监测子系统、桩身应力监测子系统、桩间土体孔隙水压力及含水率监测子系统、基底变形监测子系统、数据采集模块和数据分析软件模块；其中，

所述基底与仰拱接触压力监测子系统包括振弦式压力盒和振弦式频率仪，所述振弦式压力盒设置在基底顶砂砾垫层上表面，用于监测砂砾垫层与仰拱底接触压力；

桩身应力监测子系统包括振弦式混凝土应变计和振弦式频率仪，所述振弦式混凝土应变计设置在桩体混凝土中，用于监测桩身混凝土应力，分析桩身混凝土的受力情况；

桩间土体孔隙水压力及含水率监测子系统包括孔隙水压力计、含水率测试探头、振弦式频率仪、现场浸水报警系统模块以及电源模块，监测基底土体的孔隙水压力和含水率，用于分析隧道隧底浸水后的孔隙水压力分布情况，及其地下水浸水的影响分布范围，当孔隙水压力和或含水率超过一定界限时，数据分析软件模块经报警系统发出报警信号；

基底变形监测子系统包括沉降仪和测尺，通过分析基底加固处理前后土体变形大小，判断地基加固效果，并分析基底变形是否超过容许值；

所述基底与仰拱接触压力监测子系统、桩身应力监测子系统、桩间土体孔隙水压力及含水率监测子系统、基底变形监测子系统测得的数据经数据采集模块处理后，输入至数据分析软件模块，所述数据分析软件模块通过分析时间与接触压力、混凝土应力、孔隙水压力、沉降值的曲线图，判别基底的稳定性。

5.权利要求4所述的黄土隧道隧底稳定性监测系统的安装施工方法，包括以下步骤：

1)旋喷桩在隧道双侧壁导坑、中导坑下台阶仰拱开挖前施作；

2)桩体成形后，在桩间土体布置三组沉降仪，每组4个测点，把数据传输电缆线牵引至数据采集箱中；

3)与沉降仪错开，在桩间土体布置三组孔隙水压力计和含水率测试探头，以隧道仰拱为中心，左右各布设一个测点，测点孔位深度为6米，每孔位埋设2个孔压探头，分别为2米与4米孔深；含水率测试探头，分别为0米与6米孔深，把数据传输电缆线牵引至数据采集箱中；

4)仰拱开挖至桩体顶部，清理并整平桩顶表面，至少包括7个测点，振弦式混凝土应变计布置在中心线及其左右两侧桩顶表面，把数据传输电缆线牵引至数据采集箱中；

5)在桩顶上面铺筑砂砾垫层，整平压实后布置至少7个测点，振弦式压力盒布置在中心线及其左右两侧砂砾垫层表面，把数据传输电缆线牵引至数据采集箱中。