大通隧道監控量測和測量方案

2022-03-29 05:55:07 字數 3413 閱讀 5323

監控量測是資訊化設計與施工的重要內容。本標段嚴格按照《鐵路隧道監控量測技術規程》(tb10121-2007)的有關要求進行監控量測。通過施工現場的監控量測,為判斷圍岩穩定性,支護、襯砌可靠性,二次襯砌合理施作時間,以及修改施工方法、調整圍岩級別、變更支護設計引數提供依據,指導日常施工管理,確保施工安全和質量。

隧道監控量測主要包括隧道洞口段、淺埋和偏壓段地表沉降監測、圍岩及支護狀態觀察、拱頂下沉、周邊位移及收斂、錨桿抗拔力、針對ⅳ、ⅴ、ⅵ級圍岩段觀測錨桿軸力、圍岩與支護結構的接觸應力、支護結構的應力狀態量測、隧道內分段湧水量和水壓、湧水含砂量與含泥量觀察、地表水水位觀察等監測專案。

施工中的監控量測是施工安全的保障,在施工過程中按要求進行此項工作,並將結果做系統處理後及時反饋指導施工。監控量測工藝流程見下面「隧道監控量測工藝流程圖」。

1)監測量測內容、方法和儀器

(1)地質和支護狀況資訊的觀察

觀察記錄工作面的工程地質與水文地質情況,作地質素描。觀察開挖面附近初期支護狀況,判斷圍岩、隧道的穩定性和初期支護的可靠性。由工區地質組進行,其它技術人員協助。

範圍:工作面及初期支護後的地段進行觀察。

監測儀器:地質羅盤儀等。

(2)隧道洞口段、淺埋和偏壓段地表沉降監測

洞口段覆蓋層薄,開挖後圍岩難以自穩成拱,地表易沉陷,為了

確保洞口淺埋段的施工安全,進行地表沉降監測。布點原則為:在ⅴ級圍岩且埋深小於40m的地段沿隧道軸向每隔5~10m布設。

同時在橫向依據實際情況,選定主斷面,沿主斷面布設測點,以了解地表沉降的橫向影響範圍。

監測儀器為:精密水準儀,銦鋼尺等。

(3)拱頂下沉及收斂量測

拱頂下沉及淨空變位收斂量測, 根據圍岩類別、隧道尺寸和埋深等,沿隧道縱向在拱頂和牆中布設測點,測點間距一般ⅴ級圍岩為10m,ⅳ級圍岩為20~30m,ⅲ級圍岩為50m。淨空變位量測在開挖後盡早進行,初讀數在開挖12小時內且在下一迴圈開挖前讀取,採用無尺量測法。淺埋地段洞內外量測點布設在同一橫斷面內。

拱頂下沉及收斂量測測點布置見下頁 「拱頂下沉及收斂量測測點布置圖」。

(4)仰拱底部的監測

ⅴ級圍岩開挖地段在底部設測點,每10m設一點與拱頂下沉量測點同斷面布設、水準儀測量。

(5)錨桿抗拔力量測

錨桿拉拔是錨桿施工過程控制中質量檢驗的常規專案,可檢驗錨桿錨固效果和錨桿強度,每300根檢查一組,每組做3根錨桿拉拔力檢驗;或根據實際情況及監理指令加設檢驗專案。

監測儀器:電測錨桿、錨桿抗拔器等。

(6)錨桿軸力量測

錨桿軸力主要是量測錨桿的在不同時期的受力狀況。

方法:在軟岩變形段及斷層破碎帶變形段各設定1~2組進行測試,每組設5根錨桿進行軸力測試。

監測儀器:電測錨桿、錨桿軸力計等。

(7)圍岩壓力及支護拱架應力量測

主要量測圍岩與初期支護結構之間的相互作用力及初支結構拱架主力筋受力情況,以此評價支護結構的受力狀況及合理性。

方法:在斷層破碎帶及其影響帶(ⅴ級圍岩中進行)5~10m各設定斷面,每斷面上測點對稱布置24個。同時初期支護的格柵主筋應力量測點與圍岩與初期支護的接觸應力點設定在同一斷面上,對稱布置,每斷面布設15~20測點。

監測儀器:採用土壓力盒、鋼筋應力計及頻率接收儀量測。

(8)隧道湧水量及湧水含泥量與含砂量觀察內容

在隧道排水溝內每50~200公尺設定乙個湧水量監測點,對隧道湧水量進行測試和評估,以此指導隧道結構防水堵排對策,從而達到隧道結構防水的「限量排放」的目的。同時為了保證隧道排水系統的暢通,不定期的對隧道初期支護段湧水進行取樣分析測試其含泥量和含砂量,根據其水質狀況採取必要的堵排措施,防止排水導致隧道排水系統的堵塞和淤積現象發生。

方法:湧水量採用三角形圍堰法或浮標進行測試,而含泥量與含砂量則採用烘乾後秤取重量法進行測試。

(9)地表水力聯絡觀察專案

為確切了解隧道湧水排水對地表水系的影響,進一步弄清隧道排水與地表水的水力聯絡,為制定隧道堵排水方案提供依據,在隧道內發生大的湧水和突水時,則有必要對地表水系進行觀察。主要設定的專案有相關區域內的井泉水位狀況的觀察。

2)量測頻率與結束標準

(1)量測頻率

量測頻率根據監測資料的變化情況定,一般按「量測頻率表」進行。

(2)監測結束標準

根據收斂速度判別:

一般地段:收斂速度>5mm/d時,圍岩處於急劇變化狀態,加強初期支護系統;收斂速度<0.2mm/d時,圍岩基本達到穩定。

量測頻率表

特殊地質地段:加強初期支護強度和剛度,嚴格控制過大變形。

各量測專案持續到變形基本穩定後2周結束,斷層破碎帶地段位移長時間不能穩定時,延長量測時間並採取加強措施。

(3)監測資料的統計分析與資訊反饋

工程監控量測作為施工組織的核心內容之一,置於動態管理體系之中,具體包括監測、資料的整理分析和資訊反饋等幾個主要方面。

a)量測資料的整理、分析

資料整理:把原始資料通過一定的方法,如大小順序,用頻率分布的形式把一組資料分布情況顯示出來,進行資料的數字特徵計算以及離群資料的取捨。

回歸分析和曲線擬合:

繪製量測資料的時態變化曲線圖(即「時態散點圖」所示)和距開挖面關係圖。

在取得足夠的資料後,根據散點圖的資料分布狀況,選擇合適的函式,對監測結果進行回歸分析,以**該測點可能出現的最大位移值或應力值,**結構和建築物的安全狀況,防患於未然。還可通過插值法,在實測資料的基礎上,採用函式近似的方法,求得符合測量規律而又未實測到的資料。

b)建立監測管理等級基準

建立監測變形管理等級標準,管理等級分三等,其等級劃分及相應基準值見「變形管理等級標準表」。通過對監測結果的比較和分析來判定支護結構的穩定性和安全性,並指導施工。

變形管理等級標準表

注:u0 為實測變形值,un允許變形值見「結構允許相對位移表」。un的確定:un的確定考慮圍岩類別、隧道埋置深度等因素並結合現場條件選擇。

結構允許相對位移表(%)

注:硬岩取下限,軟岩取上限。拱腳水平相對淨空變化指兩側點間淨空水平變化值與其距離之比;拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值後與原拱頂至隧底高度之比。

牆腰水平相對淨空變化極限值可按拱腳水平相對淨空變化值乘以1.2~1.3後採用。

c)建立快速資訊反饋渠道

為確保監測結果的質量,加快資訊反饋速度,建立快速資訊反饋平台。監控量測設定洞內和地表兩個監測小組,每個小組的監測資料均由計算機管理,並與專案總工計算機通過區域網進行內部快速傳遞,從而作到每日監測結果的及時上報。如有變形超過管理標準,則由總工根據相關要求制定對策,通過排程命令直接傳達到工區執行,並同時通過**及其它方式通知監理及設計單位。

週報、月報則通過書面形式上報專案總工,由專案部按期向施工監理、設計單位和業主單位提交監測報告,並附上相對應的測點位移或應力時態曲線圖,和對施工情況進行評價並提出施工建議。

d)監測資訊反饋程式

監控量測與資訊反饋程式見「監控量測與資訊反饋程式圖」。

e)資訊反饋設計的主要內容

施工方法變更的建議;施工工序的更改;預留變形量的修改或確認;設計引數的修改或確認;輔助施工措施的選擇與變更;周邊環境的影響評估及輔助施工措施建議。

隧道監控量測方案

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1 編制依據 1 黃河書院隧道施工圖 2 公路工程技術標準 jtg b01 2003 3 公路隧道施工設計規範 jtg d70 2004 4 公路隧道施工技術規範 jtg f60 2009 5 公路隧道施工技術細則 jtg t f60 2009 6 鐵路隧道監控量測技術規範 tb1021 2007 ...