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原文传递初衬式竖井系统性监测及优化设计方法

专利名称：	初衬式竖井系统性监测及优化设计方法
摘要：	本发明公开了一种初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，包括系统性监测内容的设计，开挖支护设计方案的优化，一方面，论证初衬式竖井开挖支护方案的合理性，保障施工安全；另一方面，为施工方案及初期衬砌厚度优化提供依据，提高施工效率。所述方法步骤主要包括，选取若干监测段；开挖过程中对每一监测段，选择典型监测断面布置6项开挖支护响应监测，根据每一监测段的所述6项开挖支护响应监测的结果判断初衬式竖井开挖支护设计方案的合理性，优化开挖支护设计方案。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
发明人：	曹爱武;吴家耀;褚卫江;徐全;刘加进
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911386957.3
公开号：	CN111122826A
代理机构：	杭州九洲专利事务所有限公司
代理人：	韩小燕
分类号：	G01N33/24;E21D5/04;G;E;G01;E21;G01N;E21D;G01N33;E21D5;G01N33/24;E21D5/04
申请人地址：	310014 浙江省杭州市下城区潮王路22号
主权项：	1.一种初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：步骤1，根据初衬式竖井工程的具体特征，依据地层及埋深情况选取若干监测段；步骤2，以初始设计的竖井开挖进尺和初始衬砌厚度进行竖井施工，开挖过程中对每一监测段，选择典型监测断面布置6项开挖支护响应监测，所述的6项开挖支护响应监测内容包括：竖井围岩变形监测、竖井围岩应力监测、竖井初期衬砌混凝土应力监测、竖井围岩松弛深度监测、竖井初期衬砌混凝土及围岩声发射监测、竖井初期衬砌混凝土与围岩接触面压力监测；步骤3，根据每一监测段的所述6项开挖支护响应监测的结果判断开挖支护设计方案的合理性，优化竖井开挖支护设计方案，重新布置所述6项开挖支护响应监测，并重新判断和优化开挖支护设计方案，直至6项开挖支护响应监测的结果满足施工要求。 2.根据权利要求1所述的一种初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤301，初期衬砌混凝土浇筑情况的判断及优化：若竖井围岩变形监测、竖井围岩应力监测、竖井初期衬砌混凝土应力监测结果正常且围岩的爆破松动圈小于预警值，而竖井初期衬砌混凝土及围岩声发射监测的结果数据显示初期衬砌混凝土的裂缝情况异常，则优化混凝土的浇筑质量、混凝土配合比及混凝土养护状况，控制初期衬砌混凝土裂缝；步骤302，爆破方案及开挖进尺的判断及优化，若竖井围岩松弛深度监测结果异常，则改善爆破方案或减小爆破开挖进尺；步骤303，开挖进尺的判断及优化，若所述6项开挖支护响应监测的结果正常，则逐步增加竖井开挖进尺，每次开挖进尺增加1m直至所述6项开挖支护响应监测显示竖井开挖存在安全风险，将所述6项开挖支护参数响应显示竖井开挖存在安全风险时的开挖进尺减去1m后的开挖进尺长度作为最终的优化设计的开挖进尺长度；步骤304，初期衬砌混凝土厚度的判断及优化，若所述6项开挖支护响应监测的结果正常且初期衬砌混凝土厚度不小于30cm，则逐步减小初期衬砌混凝土厚度，每次初期衬砌混凝土厚度减小5cm，直至所述6项开挖支护响应监测显示竖井开挖存在安全风险，将所述6项开挖支护响应监测显示竖井开挖存在安全风险时的初期衬砌混凝土厚度增加5cm后的初期衬砌混凝土厚度作为最终的优化设计的初期衬砌混凝土厚度，所述初期衬砌混凝土厚度不小于25cm。 3.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述步骤1具体包括：根据初衬式竖井工程的具体特征，依据地层及埋深情况选取多个监测段，竖井前50米定为第一个监测段，每100-200m设置为一个监测段，对于埋深大于1000m竖井段，每隔50-100m设置一个监测段，监测段覆盖应力集中区和应力松弛区。 4.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井围岩变形监测的步骤具体包括：在监测段的典型监测断面的竖井围岩中间隔预设深度埋设多点位移计，同一深度的多点位移计的监测点沿竖井横截面轴线等距间隔设置，通过多点位移计对竖井围岩变形进行监测。 5.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井围岩应力监测的步骤具体包括：在监测段的典型监测断面中，沿着竖井围岩埋设两层围岩应力计，外层的围岩应力计环绕竖井围岩等距间隔设置，内层的围岩应力计环绕竖井围岩等距间隔设置且内层的围岩应力计位于外层的相邻两个围岩应力计之间，通过围岩应力计对竖井围岩进行应力监测。 6.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井初期衬砌混凝土应力监测的步骤具体包括：在监测段的典型监测断面中，初期衬砌混凝土内埋设混凝土应力计，所述混凝土应力计环绕竖井中轴等距间隔设置，通过混凝土应力计对竖井初期衬砌混凝土进行应力监测。 7.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井围岩松弛深度监测的步骤具体包括：初期衬砌混凝土浇筑前，在监测段的典型监测断面中的竖井围岩四周设置松弛深度测试孔，松弛深度测试孔沿着竖井径向方向延伸，在松弛深度测试孔内通关声波仪对竖井围岩进行松弛深度测试。 8.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井初期衬砌混凝土及围岩声发射监测的步骤具体包括：在监测段的典型监测断面中，环绕初期衬砌混凝土的内壁等距间隔设置声发射监测单元，通过声发射监测单元监测初期初衬混凝土及围岩的裂缝扩展情况。 9.根据权利要求8所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述每个监测段中至少设有3个典型监测断面布置发射监测单元。 10.根据权利要求1所述的初衬式竖井系统性监测及优化设计方法，其特征是，所述竖井初期衬砌混凝土与围岩接触面压力监测的步骤具体包括：在初期衬砌混凝土浇筑前，在监测段的典型监测断面的竖井围岩内壁和初期衬砌混凝土之间埋设压力盒，所述压力盒环绕竖井围岩内壁等距间隔设置，通过压力盒监测初期衬砌混凝土与围岩之间的接触压力。
所属类别：	发明专利