隧道工程监控量测方案.doc
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1、隧道工程监控量测方案隧道工程为都市道路隧道,根据新奥法基本原理,在隧道工程施工中对围岩实行监控量测,其目在于掌握围岩动态,对围岩稳定性作出评价;为确定支护构造形式、支护参数和支护时间提供根据;理解支护构造受力大小和应力分布;评价支护构造合理性及其安全性,为施工提供指导,以保证施工和运行安全并防止地表下沉。1监测方案编制根据(1)设计施工图;(2)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-);(3)公路隧道施工技术规范(JTGF 60) ;(4)公路隧道设计规范(JTG D70-);(5)我单位与业主签订委托监测协议;(6)建筑变形测量规范(JGJ 8-);(7)工程测量规范(GB50026-
2、);(8)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GBJ50086-);(9)爆破安全规程(GB6722-);(10)现场踏勘资料及本单位数年来在岩土工程安全监控量测方面经验、水平、既有量测设备等。2详细监测项目该工程监测项目计划遵照公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)及委托监测协议规定,根据围岩条件、支护类型和参数、施工措施,同步考虑量测费用经济性基础上进行确定。该隧道在实行阶段监控量测项目分为必测项目和选测项目两大类,其中必测项目一般包括:隧道地质状况和初期支护状态观测、周围位移净空收敛测试、拱顶下沉观测、锚杆轴力及抗拔力测试;选测项目一般包括:地表下沉观测、钢支撑内力及外力发展状况测试、支护及
3、衬砌表面应力及裂隙量测,爆破振速监测等。必测项目各项参数在隧道施工中有着重要指导作用,必须按规范规定频率进行量测,选测项目在考虑经济性基础上根据现场实际状况确定量测内容和频率。在监测过程中监测小组按照监测成果时效(特殊状况下应缩短资料处理时间)通过对各量测项目现场测试数据归纳和整顿,动态地掌握围岩和支护构造变化信息并及时地将其反馈到施工现场,首先用于指导施工,另首先根据围岩和支护构造变位、应力发展状况,用于对支护系统和支护参数修改,保证隧道在施工和运行中安全。3拟投入监控量测设备为保证隧道监测精确与及时,拟投入如下监控量测设备,并根据工程实际需要及时调整。拟投入监控量测设备表 表1 设备名称型
4、号数量备注隧道位移计21型2精密水准仪DS322配合铟钢尺振动测速仪NOMIS型2锚杆拉力计ML-200B1地质罗盘DQY-12铟钢尺及钢挂尺2应力计GJL-3根据需要配合XJG-2型钢筋应力传感器根据设计规定和业主需要增长其他量测设备。4现场监测任务和目(1)通过对围岩变化状况及支护构造观测和动态量测,对监测数据进行归纳整顿,综合评价隧道在施工过程中安全性,并提出注意事项和提议,以到达合理安排施工工序、进行平常施工管理、保证施工安全、修改设计参数和积累资料目;(2)通过对围岩和支护变位、应力量测,对测量数据进行分析处理与必要计算和判断后,及时进行预测和反馈,掌握围岩和支护动态信息并及时反馈给
5、监理单位、承包人、设计单位、建设单位,以便指导施工作业和业主、设计作出决策等;(3)经监测数据分析处理与必要计算和判断后,进行预测和反馈,以保证施工安全和隧道围岩及支护衬砌构造稳定。5各项量测项目监测措施5.1必测项目5.1.1隧道地质及支护状况变化状况观测(1)、目重要是检查隧道地质状况(围岩岩性、节剪发育状况、岩层产状、破碎程度、地下水发育状况、不良地质状况)与否与原地勘资料相符,隧道支护构造在正常状况下和爆炸后变化与否在设计和规范容许范围内,对出现异常和不相符及时向业主提交汇报,以以便设计单位对支护参数进行修改,并对隧道围岩发展趋势进行预测,对承包人施工措施和方案(台阶长度、各工序超前长
6、度、爆破参数、进尺长度等)提出提议。(2)、量测措施及量测频率由专业地质人员进行肉眼观测,手工素描记录,采用地质罗盘、钢尺、水压、水量测量仪、测缝计等量测工具(必要时可采用数码摄像机录制地质剖面及支护状况)。在每次爆破和初期支护后立即进行,尤其在地质状况发生变化、爆破参数发生变化时对初期支护和二次衬砌变化加强量测,对观测内容作出详细记录,并绘制对应地质素描图,校核围岩分类,并预测前方围岩性质及也许出现地质构造。5.1.2周围位移净空收敛测试(1)、目周围位移收敛监测是隧道施工监控量测重要项目,收敛值是最基本量测数据,通过对围岩周围水平净空收敛量及其速度进行观测,掌握围岩内部随时间变形规律,从而
7、判断围岩稳定性和为确定二次支护时间提供根据;保证构造总变形量在规定容许值之内,更好地用于指导施工。(2)、量测措施及量测频率重要采用收敛计(收敛计测试精度为0.06mm),测点纵向间距应视需要而定,或在有代表性地段选用若干个测试断面。但凡地质条件差或重要工程,应从密布点,其测试频率如表所示。围岩表位移观测点埋设采用钢筋混凝土钻孔浇注而成,埋没深度不不不小于0.2m。测点在观测断面距离开挖面2.0m范围内埋设,并在爆破后24小时内下一次爆破前测读初读数。其测线布置根据不一样施工措施和地质状况采用一条、二条、三条或四条,净空位移量测测线布置如表3和图1所示。初测收敛断面应尽量靠近开挖面,距离宜为1
8、.0米,收敛测桩应牢固地埋设在围岩表面,其深度不适宜不小于20cm;收敛测桩在安装埋设后应注意保护,防止因测桩损坏而影响观测数据精确性。因收敛计是机械式仪器,为了减少观测时人为误差,观测时应尽量由固定人员和观测设备操作,并测读三次取其平均值,以保证观测精度。净空收敛量测频率表表2 测试断面布置量测间隔时间115d16d1月1月3月3个月每1050m一种断面,每断面2对测点12次/d1次/d12次/周13次/月净空收敛量测频率表表3 测试地段开挖措施一般地段特殊地段洞口附近埋深不不小于2B有偏压地段全断面开挖一条水平测线三条测线台阶法开挖二条水平测线二条测线四条测线四条测线在隧道洞口段施工,或地
9、质条件变差、量测值出现异常状况,量测频率应加大;必要时1h或更短时间量测一次;对于地质条件好且收敛值稳定隧道,可加大断面间距;对于围岩较差,收敛值长期不稳定,应缩小量测断面间距。净空变化位移量测频率同步可参照表4所示位移变化速度及距开挖面距离来确定。净空位移量测频率表4 位移速度距工作面距离量测频率10mm/d以上01B12次/1d10mm/d1B2B1次/1d5mm/d2B5B1次/2d1mm/d如下5B以上1次/1周备注:当水平收敛位移速度为0.10.2mm/d时,可以认为围岩基本稳定,此时可以停止观测。注:B为隧道开挖宽度。5.1.3拱顶下沉量测(1)、目拱顶下沉量测也属于位移量测,通过
10、测量观测点与基准点相对高差变化量得出拱顶下沉量和下沉速度,其量测数据是判断支护效果,指导施工工序,保证施工质量和安全最基本资料;拱顶下沉值重要用于确认围岩稳定性,事先预报拱顶倒塌。(2)、量测措施及量测频率拱顶下沉观测采用精密水准仪、铟钢尺及钢挂尺,测量观测点与基准点之间高差,从而计算出拱顶下沉量,观测精度为(0.1mm)。拱顶下沉测点布置应与周围位移收敛一致,位于同一断面上,拱顶下沉观测频率如表5所示。拱顶下沉观测频率表 表5 测试断面布置量测间隔时间115d16d1月1月3月3个月每1050m一种断面,每断面3个测点12次/d1次/d12次/周13次/月备注:当水平收敛位移速度为0.10.
11、2mm/d时,可以认为围岩基本稳定,此时可以停止观测。图1.隧道拱顶沉降与周围收敛测线布置图5.1.4锚杆内力及抗拔力量测(1)、目理解锚杆实际工作状态,结合位移量测,修正锚杆设计参数。(2)、量测措施及量测频率锚杆抗拔力试验按公路隧道施工技术规范规定采用拉拔仪,每10m一种断面,每断面至少3根锚杆进行测试。对测试锚杆在打设时预留不不不小于20cm余长或随机抽测时采用焊接进行接长,用于拉拔仪对锚杆抗拔力测试。5.2选测项目5.2.1地表下沉观测(1)、目对因隧洞施工影响也许引起地面建(构)筑物及地表沉降量、沉降速度进行观测。通过量测理解地表下沉范围、量值、地表及地中下沉随工作面推进规律、地表及
12、地中下沉稳定时间(2)、量测措施及量测频率根据开开挖断面、埋深及岩性状况,一般在类围岩中且覆盖层厚度不不小于40m段落,应进行地表沉降观测。观测点间距510m,采用钻孔钢筋混凝土埋设。如有建筑物,沉降观测点则应埋在基础上或墙脚;地面沉降点尽量埋入基岩中,若因表土层太厚,无法埋入,则按建筑变形测量规范规定采用混凝土墩方式埋设。在距隧道两侧80m以外稳固、不易受到破坏、且通视条件很好地方埋设基准点,基准点埋设采用8钢筋混凝土钻孔灌注,埋入基岩深度不不不小于0.3m,同步上设保护盖。每组基准点由23个基准点构成,各基准点之间距离不小于50m。采用精密水准仪和铟钢尺进行量测,仪器精度为0.1mm,观测
13、精度按二级变形测量精度规定进行,即容许观测误差为0.5mm。开始量测前布置好测点和基准点,并测量测点及基准点联网相对高程。其测点布置为每550m一种断面,每断面至少7个测点,每隧道至少2个断面。中线每520m一种测点。观测间隔时间为开挖面距量测断面前后不不小于2倍隧道宽度时12次/d;开挖面距量测断面前后不不小于5倍隧道宽度时1次/2d;开挖面距量测断面前后不小于5倍隧道宽度时1次/周。5.2.2钢支撑内力及外力测试(1)、目通过对钢支撑重要构件应力发展状况进行量测,以获得钢支撑实际工作状态,以便确定钢支撑内部应力发展与否正常及其承载能力,同步检查隧道在偏压状况下钢支撑状态,当钢支撑应力发展时
14、态曲线出现不正常变化时,及时提醒设计单位和施工单位修改支撑参数或采用措施,以保证施工安全。(2)、量测措施及量测频率钢支撑内力及外力量测采用测力计。在初期支护钢支撑安装好后,在其表面焊接测试钢筋,测试钢筋与测力计相接,测力计与应变测试仪相连,根据规定测试频率对钢支撑应变发展状况进行测试,然后根据所测得应力计算出钢支撑应力发展状况,钢支撑应力测试精度为0.1Mpa。钢支撑内力及外力测试频率如表6所示。钢支撑内力及外力观测频率表 表6 断面布置量测间隔时间115 d16 d1月1月3月不小于3个月每1050m榀格栅拱,一对测点1次/ d1次/2 d12次/周13次/月备注当隧道地质条件变差,或量测
15、值出现异常状况,量测频率应加大;对于地质条件好且收敛值稳定段落,可加大监测断面布置间距;对于围岩较差,收敛值长期不稳定,应缩小量测断面间距。5.2.3支护及衬砌表面应力及裂隙量测采用混凝土应变计、测缝计,重要对支护及衬砌表面应力及裂隙进行量测。测缝计重要用于测量隧洞围岩和混凝土裂缝开合度变化状况(1)混凝土横缝测缝计埋设:其技术要点为:传感器轴线尽量与估计裂缝开合度变化方向一致,传感器两端牢固于裂缝两侧,不被扰动,保证传感器伸缩部件随裂缝开合,自由伸缩。在先浇筑混凝土块上,预埋测缝计套筒,当电缆需从先浇块引出时应在模板上设置储备箱,用以储备仪器和电缆。为了防止电缆受损,接缝处电缆用布条包上。当
16、浇筑混凝土浇到高出仪器埋设位置20cm时,振捣密实后挖去混凝土露出套筒,打开套筒盖,取出填塞物,安装测缝计,回填混凝土。(2)混凝土与岩体接触缝测缝计埋设:在岩体中钻孔,孔径100mm,深度0.5m。岩体有节理存在时,按节剪发育程度确定孔深,一般应不小于1.0m。在孔内填满水泥砂浆,砂浆应有微膨胀性,将套筒或带有加长杆套筒挤入孔中,筒口与孔口平齐。然后将螺纹口涂上机油,筒内填满棉纱,旋上筒盖。混凝土浇筑至高出仪器埋设位置20cm时,挖去捣实混凝土,打开筒盖,取出填塞物,旋上测缝计,回填混凝土。支护及衬砌表面应力及裂隙量测观测频率表如表7所示。支护及衬砌表面应力及裂隙量测观测频率表 表7 断面布
17、置量测间隔时间115 d16 d1月1月3月不小于3个月代表性断面布置,根据需要布点1次/ d1次/2 d12次/周13次/月5.2.4爆破振动监测(1)、目在隧道工程爆破施工中,由于爆破规模、措施和环境不一样,爆破所引起振动、空气冲击波,飞石、噪音和有毒气体对人员、设施和围岩产生不一样程度和范围影响。本工程与已建隧道右线间距较小,而使得既有隧道在爆破作用下也许出现衬砌开裂,剥落等工程安全现象,严重危及车辆及行人安全。运用前期已埋设观测设备可对施工开挖、爆破等引起已建隧道变位突变、应力异常等进行监控,保证已建隧道正常营运、使用。由此可见,在施工过程中对隧道爆破地震动进行安全监测和分析(尤其是小
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