[发明专利]桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及土体扰动监测技术领域，特别是涉及一种桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统及监测方法。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程的不断推进，城市交通也逐渐开始向少占地，纵深立体化的综合性交通发展。地下方面，地铁的建设正在全国范围内如火如荼的进行中；地上方面，城市高架桥也因其疏导交通、提高行车速度等功能而被各大城市广泛采用。因此，在城市综合交通高速发展的同时，不可避免地会带来一系列桥隧相交问题。在隧道地铁沿线、站点进行大直径的桥梁桩基施工，施工过程和荷载作用会造成周围土体的位移和应力变化，势必会对邻近地铁隧道结构的管片和轨道产生一定的影响。当隧道的变形超过一定范围时，将严重影响地铁隧道的正常运营安全和使用寿命。因此，如何确保近距离大直径桥梁群桩施工过程对既有隧道的影响减少到最小，是摆在广大工程师面前亟需解决的技术问题。

目前，关于此方面的监测体系尚不完善，大多采用远程网络监测技术，但是存在监测不全面，准确度差，精确度低等问题。

发明内容

本发明提供一种实时监测准确率高，精确度高，监测全面的桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统及监测方法。

解决的技术问题是：

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，设置在桥梁标定桩基与邻近隧道之间，所述桥梁标定桩基为距离隧道最近的待施工的桥梁桩基；所述监测系统包括测斜监测系统、孔隙水压力监测系统和分层沉降仪；测斜监测系统的数量不少于2组，沿定位轴线方向间隔并列排布，所述定位轴线为桥梁标定桩基的轴线与隧道外壁的垂线；距离桥梁标定桩基最近的测斜监测系统为首位测斜监测系统，首位测斜监测系统与桥梁标定桩基间的距离为1-1.5m，距离隧道最近的测斜监测系统为末位测斜监测系统，末位测斜监测系统与隧道外壁的距离不小于5m；由首位测斜监测系统起始，向末位测斜监测系统方向，测斜监测系统的排布间距梯度递增；孔隙水压力监测系统与分层沉降仪，沿定位轴线方向、交替间隔排布，分别设置在相邻的两组测斜监测系统之间；每组孔隙水压力监测系统包括一组孔隙水压力计，沿竖直方向并列设置、均匀间隔排布。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，进一步的，所述测斜监测系统包括竖直设置的测斜管和测斜仪，测斜管采用塑料管，设置在测斜孔内，测斜管与测斜孔之间回填细沙固定；测斜孔的孔径为100-120mm，测斜孔底面低于隧道底面5-10m。。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，进一步的，所述测斜监测系统的排布间距的递增量为1m。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，进一步的，所述每组孔隙水压力计的数量为4-8个，最上方的孔隙水压力计与地面的距离为3-3.5m，孔隙水压力计之间的间距为6-8m。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，进一步的，所述孔隙水压力计为钢弦式孔隙水压力计。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统，进一步的，所述分层沉降仪包括沉降管、设置在沉降管上的磁力环和钢尺沉降仪，磁力环数量为5-7个，最上方的磁力环与地面的距离为3-3.5m，磁力环均匀间隔排布，间距为6-8m。

本发明桥梁群桩施工对邻近隧道的土体扰动监测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤一、确定监测断面：根据现场施工环境，划定定位轴线，设置其所在断面为监测断面；定位轴线为桥梁标定桩基的轴线与隧道外壁的垂线，桥梁标定桩基为距离隧道最近的待施工的桥梁桩基；

步骤二、布置测斜监测系统：定位钻孔，在测斜孔内埋设测斜管，测斜管内垂设伺服加速度计传感器；测斜监测系统的数量不少于2组，沿定位轴线方向间隔并列排布，由首位测斜监测系统起始，向末位测斜监测系统方向，测斜监测系统的排布间距梯度递增，递增量为1m；距离桥梁标定桩基最近的测斜监测系统为首位测斜监测系统，距离隧道最近的测斜监测系统为末位测斜监测系统；

步骤三、布置孔隙水压力监测系统：孔隙水压力监测系统与分层沉降仪，沿定位轴线方向、交替间隔排布，分别设置在相邻的两组测斜监测系统之间；定位钻孔，沿竖直方向并列设置一组孔隙水压力计；

步骤四、布置分层沉降仪：定位钻孔，竖直埋设分层沉降仪；

步骤五、指导调整施工进程：记录分析测试结果，根据得到的桥梁群桩施工过程及施工后对其周围土体的动态扰动变形规律，掌握桩基施工及时间效应对邻近隧道的影响程度，实时指导桩基成孔速度并调整施工工艺。