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公路隧道监控量测方案

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公路隧道监控量测方案_第1页
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公路隧道监控量测方案 1、监控量测的目的 隧道监控量测是隧道施工管理的重要组成部分,应将现场监控量测项目列入施工管理文件作为不可缺少的施工工序,它不仅监测各施工阶段围岩动态,确保施工安全,而且通过现场监测获得围岩动态和支护工作状态的信息(数据),为修正初期支护参数,确定二次衬砌和仰拱施作时间提供信息依据,还能为隧道工程设计与施工积累资料,为今后的设计和施工提供类比依据 2、监控量测流程 监控量测作业应根据下图所示的监控量测流程进行 图5-1监控量测流程 3、现场监控量测项目及量测方法 现场监控量测,是新奥法复合式初砌设计、施工的核心之一,应通过施工监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度,保障施工安全,为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据 表5.1隧道现场监控量测项目及量测要求表 编 号 项目名称 方法及工具 布置 测试时间 1〜15 天 16 天〜 1 个月 1 - 3 个月 3 个月以上 必测项目 地质及支护 状况观察 岩性、结构面产状及支护裂缝观察和描述,地质罗盘、照相机或摄影机 隧道全长度,开挖后及初期支护后进行 每次爆破后及初期支护后 地质超前预报 地震法、地质超前预报仪 TSP202\203、地质雷达、 超前探孔等 地质雷达间隔 10〜20m、地质超前预报仪间隔 50〜1m 一个断面,二者相结合,相互印证 地表下沉 高精度全站仪、水平仪、 水准尺 埋深小于两倍开挖宽度的洞及浅埋段 开挖面距量测断面前后<2B,1〜2 次/天;开挖面距量测断面前后<5B, 1 次/2〜3 天;开挖面距量测断面前后〉5B, 1 次/3〜7 天(B 为隧道开挖宽度) 小 净 距 段 中岩墙 土压力 钢弦式压力盒 每 10〜30m 一个断面,每个断面 3 个压力盒 1〜2 次/天 1 次/2 天 1 次/周 围岩内位移 多点位移计及千分表 每 10〜30m 一个断面,每个断面 2 个测点 围岩压力 钢弦式压力盒 每 10〜30m 一个断面,每个断面 1 个压力盒 周边位移 各种类型收敛计 必测项目监测断面基本按照以下原则进行V级围岩 10〜20m、IV 级围岩 20〜30m 设置一处监测断面,在围岩破碎带适当加密。

必测与选测项目联合监测断面原则上IVV级围岩每段选择!〜2 处典型断面进行左幅推荐联合监测断面 为 : ZK4 6 + 3 ZK46+420 、 ZK46+960 、 ZK47+040 、ZK47+180;右幅 推 荐 联 合 监 测 断 面为:K46+320、K46+420 、 K46+8 、 K46+940 、 K47+060 、K47+190 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 拱顶下沉 高精度全站仪、水平仪、水准尺、钢尺或测杆 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 选测项目 钢架内力及外力 支柱压力计、钢筋计、钢表面应变计或其他测力计 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 围岩体内位移(洞内设点) 洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/ 月 围岩体内位 移(地表设 点) 地面钻孔中安设各类位移计 同地表下沉要求 围岩压力 各类型岩土压力盒 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 两层支护间 压力 压力盒 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 锚杆轴力 钢筋计、锚杆测力计 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/月 支护、衬砌内应力 各类混凝土内应变计及表面应力解除法 1〜2 次 /天 1 次/2 天 1〜2 次 /周 1〜3 次/ 月 围岩弹性波 速度 各种声波仪及配套探头 隧道内设 4 个断面 爆破震动监测 测波及配套传感器 临近建(构)筑物 随爆破进行 渗水压力、水 流量 渗压计、流量计 地表下沉 高精度全站仪、水平仪、 水准尺 埋深大于两倍开挖宽度 的地段 开挖面距量测断面前后<2B,1〜2 次/天;开挖面距量测断面前后<5B, 1 次/2〜3 天;开挖面距量测断面前后〉5B, 1 次/3〜7 天(B 为隧道开挖宽度) 注: ① 必测断面可根据现场地质情况作适当的调整,必测和选择项目联合监测断面根据工程投资及工程情况由业主确定是否设置。

② 隧道小净距段施工应重点控制爆破震动对中岩墙的危害相邻爆破分段起爆间隔时间宜不小于1ms 4、量测项目的测线和测点的布置 4.1 量测断面布置示意图 必浏顼目耽测断面表二 顼 ti 程记 篇点数/到线数 备注 用岩周 «D 6⑶ 原抽掘蹒面!瞄下同 X 3 锚歼拉力 ” ”— 5X3=15(3X3=9} 3-5.段实际番要窣用 国岩体内位您 ♦ ♦ 5X3=15 3-5. 实际篱要果用 8 材村与二衬间压力 . 8 锅携果内力 O 5K2^L0 二肖内力 V 5 地表下沉 * g 岷皿帝也表姓及冲沟地带 * 15 每天 3〜IDStHtiH 附注:)、蚩隧道埋深挂深时,削岩内部位移只能在洞内设点监测,空隧道埋咪较浅时,围岩内部位 移可在地表设点监测 ⑵、当隘道理深小于芝~3倍隧道开挖跨度或隧道位于偏压较大的地段时.应设戌观删地表T沉. 当隧道埋深大于2~3倍隧道开构跨度时,可不潮地表F沉 图5-2量测断面布置示意图 4.2 洞内测点布置应注意: ① 量测点的安设应能保证初读数在开挖后 12 小时内和下一循环开挖前完成,并测取初 读数 ② 量测点应安设在距开挖工作面 1m 范围内,且不大于下一循环进尺,并应精心保护, 不受下一循环爆破的破坏。

③ 各项位移量测的测点,一般可布置在同一断面内,测点统一在一起,测设结果能相互印证,协同分析与应用 ④ 围岩压力量测,除应与锚杆轴力量测孔相对应布置外,还要在有代表性的部位设测点,以便了解支护体系在整个断面上的受力状态与支护作用 ⑤ 锚杆轴力量测在局部加强锚杆地段,要在加强区域内有代表性位置设量测锚杆 5、量测频率 5.1 净空位移和拱顶下沉的量测频率 表5.2净空位移和拱顶下沉量测频率(按位移速度) 序号 位移速度 量测频率 1 5mm/日以上 2〜3次/日 2 1〜5mm/日 1次/日 3 0.5 〜1mm/ 日 1次/2〜3日 4 0.2 〜0.5mm/ 日 1次/3日 5 0.2mm/日以下 1次/3〜7日 表5.3净空位移和拱顶下沉量测频率(按距开挖面距离) 序号 距工作面距离 量测频率 1 0〜1B 2次/日 2 1B〜2B 1次/日 3 2B-5B 1次/2〜3日 4 5B以上 1次/3〜7日 5.2 地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定地表下沉量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一断面内,沿隧道中线,地表下沉量测的间距可按下表采用。

横断面方向地表下沉量测的测点间隔应取 2〜5m,在一个量测断面内应设7〜11个测点 表5.4地表下沉量测断面间距 序号 埋置深度H 量测断面距开挖工作面距离(m) 1 H>2B 20〜50 2 B

拱顶量测后测点必须埋设在稳定岩面上,并和洞内水准点建立联系 (5) 量测应选择精度适当、性能可靠、使用及携带方便的仪器变形量测可选用电阻式或电感式仪器,仪器使用前必须经过严格标定 (6) 水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定在地质条件良好时,采用全断面开挖时,可设一条水平测线当采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线 (7)拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一量测断面内进行,可采用水准仪等测定下沉量当地质条件发杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,还应量测拱腰下沉及基底隆起量 (8) 拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的量测频率,根据变形速度和距开挖面距离选择较高的一个量测频率 (9)各量测作业均应持续到变形基本稳定后 1〜3 周锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测,开始时应和同一断面的变形量测频率相同,当量测值变化不大时,可降低频率,从每周一次到每月一次,直到无变化为止 (10) 隧道小净距段爆破震动速度控制值见下表 表5.5小净距隧道爆破震动速度控制标准值 围岩级别 小净距隧道爆破震动速度控制标准值(mm/s) 严重影响 一般影响 轻微影响 III 80 〜1 1〜120 150〜2 IV 50~80 80~1 1~150 V H

(2) 对初期的时态曲线应进行回归分析,选择与实测数据拟合好的函数进行回归,预测可能出现的最大拱顶下沉及水平相对净空变化值 (3) 围岩稳定的综合判别,应根据量测结果,按下列指标进行: ① 实测位移值不应大于隧道的最大允许位移值,并按下表位移管理等级施工一般情况下,宜将隧道设计的预留变形量作为最大允许位移值,而设计变形量应根据监测结果不断修正 表5.6位移管理等级 管理等级 管理位移 施工状态 III U<(U/3) 0 可正常施工 II (U0/3) (2U0/3) 应采取特殊措施 注:U表示实测位移值,U0表示最大允许位移值 ② 根据位移速率判断:速率大于 1 mm/d 时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护;速率变化在0.2~1mm/d时,应加强观测,做好加固准备;速率小于0.2mm/d时,围岩达到基本稳定在高地应力、岩溶地层和挤压地层等不良地质中,应根据具体情况制定判断标准 (4) 设计单位可根据施工单位所提供监控量测数据分析求算初始应力、岩体弹模、塑性区范围、作用在二次衬砌上的荷载及岩体流变参数等,为动态设计提供信息和资料 8、监控量测中应注意的事项 (1) 施工过程中对地质变化进行监测,看实际地质情况与设计提供地质是否相符。

(2) 施工中对初期支护表面进行监测,如喷射混凝土是否有裂缝,钢拱架是否有变形等 (3) 施工中应及时监测围岩变形,如拱顶、地表下沉等 (4) 为确保量测数据的真实可靠及连续性,必须做到: ① 监控量测必须由专人专职负责,量测人员相对稳定; ② 各类量测仪器和工具的性能应准确可靠,长期稳定,保证精度和易掌握,仪器采用 专人使用、专人保养、专人检验; ③ 量测设备、传感器等各种元器件在使用前均经检查、校准合格后方可投入使用; ④ 各量测项目在监测过程中必须严格遵守相应的监测项目实施细则; ⑤ 量测数据需经现场检查,室内复核,两次检查后方可上报突变数据必须重新量测,查清原因后,及时上报; ⑥ 量测数据得存储、计算、管理均采用计算机系统进行; ⑦ 各量测项目的设备管理、使用及量测资料的整理均由专人负责; ⑧ 所有数据必须由第三方进行抽检合格后才能认为有效 (5) 量测资料及整理后的文件应全部纳入竣工资料备查 (6) 量测数据及分析结果应作为变更、修改设计的必备资料报建设主管单位,经批准后方能实施,否则变更、修改设计视为无效。

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