申请/专利权人：中国矿业大学(北京);北京城建轨道交通建设工程有限公司

申请日：2024-02-19

公开（公告）日：2024-05-24

公开（公告）号：CN117738743B

主分类号：E21F17/18

分类号：E21F17/18;E21D11/00;E21D11/18;E21D21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.24#授权;2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及长大山岭隧道适应性围岩支护结构监测方法。该方法包括在长大山岭隧道中确定一个或多个待监测断面，一个或多个待监测断面具有不同断面类型；确定针对一个或多个待监测断面围岩部分的第一类型监测方法集合以及针对一个或多个待监测断面支护部分的第二类型监测方法集合；以及基于断面类型，从第一类型监测方法集合中选择一个或多个第一类型监测方法对围岩部分进行监测并且从第二类型监测方法集合中选择一个或多个第二类型监测方法对支护部分进行监测。以此方式，能够及时通过支护结构应力应变情况反应围岩的变化情况，同时对监测体系进行适应性修正，精准监测围岩条件中的不利位置。

主权项：1.一种长大山岭隧道适应性围岩支护结构监测方法，其特征在于，包括：在所述长大山岭隧道中确定多个待监测断面，所述多个待监测断面具有不同断面类型；确定针对所述多个待监测断面中围岩部分的第一类型监测方法集合以及针对所述多个待监测断面中支护部分的第二类型监测方法集合；以及基于所述断面类型，从所述第一类型监测方法集合中选择多个第一类型监测方法对所述围岩部分进行监测并且从所述第二类型监测方法集合中选择多个第二类型监测方法对所述支护部分进行监测，其中所述第一类型监测方法和所述第二类型监测方法分别响应于所述断面类型的不同而具有不同的第一具体监测方案和不同的第二具体监测方案，以适应性地实时监控围岩的应力应变情况以及支护的受力变形情况；其中所述多个待监测断面由拱架结构支撑并且所述断面类型包括常规灰岩断面、岩溶断面以及断层破碎带断面三者；所述第一类型监测方法集合包括围岩应力监测、锚杆轴力监测以及裂隙水压监测；以及所述第二类型监测方法集合包括围岩压力监测、初支二衬接触应力监测以及拱架内力监测，其中所述拱架内力监测针对所述多个待监测断面中岩体完整断面采用格栅拱架进行支护并且针对岩体破碎断面采用工字钢架进行支护，并且其中所述围岩压力监测针对所述多个待监测断面中岩体完整断面将围岩压力盒焊接在格栅拱架上进行监测并且针对岩体破碎断面采用钢筋作为杆件连接、钢拱架作为支座的方式进行监测；并且其中，响应于确定到所述断面类型为所述常规灰岩断面，将所述围岩应力监测、所述锚杆轴力监测以及所述裂隙水压监测确定为第一类型监测方法，并且将所述围岩压力监测、所述初支二衬接触应力监测以及所述拱架内力监测确定为第二类型监测方法；响应于确定到所述断面类型为所述岩溶断面，将所述锚杆轴力监测以及所述裂隙水压监测确定为第一类型监测方法，并且将所述围岩压力监测、所述初支二衬接触应力监测以及所述拱架内力监测确定为第二类型监测方法；响应于确定到所述断面类型为所述断层破碎带断面，将所述锚杆轴力监测以及所述裂隙水压监测确定为第一类型监测方法，并且将所述围岩压力监测、所述初支二衬接触应力监测以及所述拱架内力监测确定为第二类型监测方法；并且将所述拱架的拱肩、拱顶和拱脚设置为所述第一具体监测方案和所述第二具体监测方案中的典型位置；以及响应于确定到所述断面类型为所述常规灰岩断面，其中，所述第一具体监测方案包括：围岩应力监测，具体包括：使用钻孔应力计，通过一个钻孔布置两个应力计，测出所述常规灰岩断面的内部应力；锚杆轴力监测，具体包括：在所述常规灰岩断面处分别在典型位置的锚杆端头和端尾布置两个钢筋应力计进行监测；裂隙水压监测，具体包括：在围岩应力的第二钻孔中放入渗压计测量裂隙水压进行监测；所述第二具体监测方案包括：围岩压力监测，具体包括：选择将围岩压力计焊接在所述拱架上进行围岩压力监测，此压力计位于初支与围岩接触面，每个典型位置放置一个；初支二衬接触应力监测，具体包括：在初支与二衬的接触面放置压力计，测量初支二衬接触压力，每个典型位置放置一个；拱架内力监测，具体包括：在所述拱架上放置钢筋应力计进行监测，每个典型位置放置一组，一组为两个；响应于确定到所述断面类型为所述岩溶断面，其中，所述第一具体监测方案包括：锚杆轴力监测，具体包括：在所述岩溶断面处分别在典型位置的锚杆端头和端尾布置两个钢筋应力计进行监测；裂隙水压监测，具体包括：分别在拱肩、拱顶、拱脚打孔，在钻孔中放入渗压计，每个典型位置放置一个进行监测；所述第二具体监测方案包括：围岩压力监测以及初支二衬接触应力监测，具体包括：在常规灰岩断面监测基础上，添加两组拱肩与拱脚之间的围岩压力计、两组拱肩与拱顶之间的围岩压力计，每组压力计有两个，其中一个放置在初支与围岩接触面，其中一个放置在初支与二衬接触面，并且选择钢筋作为杆件连接，钢拱架作为支座的方式进行围岩压力的监测；拱架内力监测，具体包括：将钢筋应力计安装在工字钢支护上进行应力的监测；响应于确定到所述断面类型为所述断层破碎带断面，其中，所述第一具体监测方案包括：锚杆轴力监测，具体包括：选择在锚杆中部设定一个应力计，对锚杆受力进行监测，每个典型位置安装一个；裂隙水压监测，具体包括：在两侧拱肩与拱脚之间增加渗压计，在两侧拱肩与拱顶之间增加渗压计；所述第二具体监测方案包括：围岩压力监测以及初支二衬接触应力监测，具体包括：在常规灰岩断面监测基础上，添加两组拱肩与拱脚之间的围岩压力计、两组拱肩与拱顶之间的围岩压力计，每组压力计有两个，其中一个放置在初支与围岩接触面，其中一个放置在初支与二衬接触面，并且选择钢筋作为杆件连接，钢拱架作为支座的方式进行围岩压力的监测；拱架内力监测，具体包括：将钢筋应力计安装在工字钢支护上进行应力的监测，每个典型位置放置一个。

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