桥隧养护与维修 82 隧道衬砌限界检测.pdf

隧道衬砌限界检测

1.教学目标

1.1知识目标：

熟悉隧道衬砌限界检测内容

掌握隧道衬砌限界检测方法

1.2能力目标：

具备进行基本隧道衬砌限界检测的能力

2.重点

编制实施性隧道衬砌限界检测方案

3.难点

隧道衬砌限界检测方法

4.教学方法

采用案例教学、头脑风暴、分组讨论等

5.教具准备

隧道衬砌限界检测图片、视频、多媒体课件

6.教学内容

6.1教学组织：

1.通过图片介绍隧道衬砌限界检测；

2．利用图纸、图片认识隧道衬砌限界检测；

3．学生自学教材内容，讨论隧道衬砌限界检测内容；

4．学生针对具体案例给出隧道衬砌限界检测方案。

6.2教学内容：：

1、隧道衬砌限界检测内容

检测隧道净空断面几何尺寸轮廓，包括净高、净宽。直线段每50m测量一个断面，
曲线段测量断面适当加密。

2、隧道衬砌限界检测目的及意义

非接触性检测方法在地下工程断面测量中有较为广泛的用途。地下工程断面的检测

有多种方法，主要可分为接触性检测和非接触性检测,传统的接触性检测方法如支距法、
极坐标法等,由于这些方法的准确性受人为因素影响很大，且测量环节多、累积误差大、

资料整理工作量大,费时费力,会造成检测结果严重滞后施工进度，达不到即时性要求，

或由于检测断面数量少,达不到检测标准的要求，因此这种低效率、精度差的方法给施

工、检测带来很多困难。

激光断面检测法作为一种非接触性检测方法，具有安全、方便、准确、快速的特点，

可用于检查地下结构的开挖断面、衬砌断面,若结合施工动态检测，可堵于监测开挖后

断面的收敛变形，以判断围岩的稳定性，以及衬砌厚度和平整度。

激光断面仪是建立在无合作目标激光测距技术和精密数字测角技术上的。极坐标测

量法与计算机技术紧密结合,加上专门的图像处理软件，能迅速得到隧道断面图并与设

计图进行对比，从而可以快速给出检费报告等文件。

3、隧道衬砌限界检测原理方法

激光断面仪的基本原理是采用激光测距装置，以实现非接触性测量的方法，用步进

马达装置和激光测距装置，对选定断面进行检测，并在控制器中记录每个测点与初始方

向的夹角和距离。为使检测有可比性和便于操作，以隧道设计轴线为基准，在选定里程

的轴线上测出中心桩高程,调校好激光断面仪，并测出中心桩到激光测距头旋转中心的

高度，此时此旋转中心成为极坐标的圆心，按照与隧道轴线垂直的方向进行测量。

激光断面仪法的测量原理为极坐标法。如图所示,以某物理方向（如水平方向)为起

算方向，按一定间距(角度或距离)依次测定仪器旋转中心与实际衬砌轮廓线的交点之间

的矢径(距离)及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可获得实际衬砌

的轮廓线。用断面仪测量实际开挖面的轮廓线的优点在于不需要合作目标（反射棱镜），

而且它的量测精度满足现代施工测量的要求。

4、隧道衬砌限界检测详细方案

用断面仪进行测量,断面仪可以放置于隧道中任何适合于测量的位置（任意位置)，

扫描断面的过程(测量记录）可以自动完成。图为隧道典型断面检测结果图。

利用激光隧道限界检测仪在对隧道衬砌断面的施测中,为了保证测量精度和确定的

测量断面,先采用全站仪沿隧道中心线每间隔100m放设一个测站点,并精确测定和记录
该点的平面坐标和髙程。同时以该点为中心,垂直隧道中心线在隧道两侧分别放设一点，

作为隧道限界检测仪测量该断曲的记向点和校正点。

在隧道内纵向毎隔50-100m布置一个断面进行测量,每个断面60个测点左右。在开
挖过程中，对同一断面的多次检测、比较可计算出隧道的收敛位移。并且在同一里程位

置进行开挖断面、初期支护和二次衬砌检测。

根据数据资料可分别计算出超挖的最大值和平均值、超欠挖面积等,根据《公路工

程质量检验评定标准》的要求整理出相应的资料。资料处理完成后，采用相应的后处理
软件,将三次数据进行处理，可计算出断面的初期支护和和二次衬砌的厚度，可以对施

工的实际结构的可靠度进行分析。

7.教学反思
详细的隧道衬砌限界检测方案需要详细讲解