一、监控量测设计

一、监控量测设计

(一)将现场监控量测项目列入设计文件

采用喷锚构筑法修建隧道,应将现场监控测量项目列入设计文件。作为施工工序中不可缺少的内容,它不仅监测各施工阶段围岩和支护动态,确保施工安全,而且可为调整初期支护设计参数,确定二次衬砌和仰拱的施作时间,了解施工对附近建筑物的影响,提供反馈信息,作为信息化设计的依据;同时,积累资料为以后的设计、施工提供参考。

(二)监控量测计划与内容

(1)监控量测计划应根据隧道的规模、地形地质条件、支护类型和参数、开挖方式等制定。监控量测作业应根据配图3-6-5所示的监控量测流程进行。

监控量测计划的内容包括:量测项目及方法、量测仪器的选择、测点布置、量测频率、数据处理及量测作业人员的组织等。

施工中,当地质条件发生显著变化时,应及时修改量测计划。

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图3-6-5 监控测量流程

(2)监控量测应符合下列要求:

① 掌握围岩和支护动态,进行日常施工管理

② 了解支护构件的作用及效果。

③ 确保隧道工程的安全性,经济性。

④ 将监控量测结果反馈于设计和施工中。

⑤ 了解隧道施工对附近建筑物的影响。

⑥ 积累资料,作为以后设计、施工参考。

(3)监控量测项目:

根据全线隧道的设计情况,拟采用的量测项目:围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边位移及收敛、浅埋段地表下沉等为必测项目;围岩与支护结构的接触应力及支护结构的应力状态为选测项目。

① 围岩及支护状态观察。

开挖面地质描述,包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、有无渗漏水等;初期支护状态观察分析包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈。

测点布置:开挖及初期支护后进行观测。

监测仪器:地质罗盘仪等。

② 拱顶下沉及收敛量测。

将拱顶下沉及周边收敛位移量测布置在同一个断面,测点间距Ⅴ级围岩为10 m,Ⅳ级围岩为20 m。净空变位量测在开挖后尽早进行,初读数在开挖12 h内且在下一循环开挖前读取。拱顶下沉量测测点布置在拱顶,周边位移量测以量测初期支护上各点的绝对位移为目的,通过水平及斜向收敛量测,验证周边位移结果。周边位移量测主要在Ⅳ级、Ⅴ级围岩中进行,每个断面布置12个测点,拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行。

监测仪器:精密水准仪、钢挂尺、坑道收敛计等。

③ 地表下沉量测。

地表下沉量测仅浅埋地段(一般1~3倍洞径)进行,量测断面布置与洞内一致,每个量测断面上测点间距为2~5 m。

④ 围岩与支护间的接触应力。

在Ⅴ级软弱围岩中进行,断面间距为10 m,断面上测点可对称布置,每个标准单线断面设约24个测点。

⑤ 初期支护的格栅主筋应力量测。

在Ⅴ级围岩中进行,测点布置在(4)项量测断面上,每个断面上一般布置15~20个测点,采取对称布置,选择有代表性的断面进行。

监控测量可分为必测项目和选测项目两类。必测项目是隧道工程必须进行的日常监控测量项目;选测项目是为了满足隧道设计与施工的特殊要求,根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件确定进行的监控量测项目。

① 必测项目应包括表3-6-6所列项目。

表3-6-6 必测项目

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② 选测项目应包括表3-6-7所列项目。

表3-6-7 选测项目

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(4)当浅埋隧道上方有地面建筑物、地下管线等,而且需要采用钻爆法开挖时,应进行爆破震动监测。

(5)量测应选择精度适当、性能可靠、使用及携带方便的仪器。

(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,采用全断面开挖方式时,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。

净空收敛量测测线数,参照表3-6-8设置。

表3-6-8 净空收敛量测测线数

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(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。当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。

拱顶下沉测点和净空收敛测点应布置在同一断面上。监控量测断面按表3-6-9布置。

表3-6-9 必测项目监控量测断面间距

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注:二级围岩视情况确定。

(8)必测项目的监控量测频率应根据点距开挖的距离及位移速度分别按下面表3-6-10和表3-6-11确定。

表3-6-10 按距开挖面距离确定的监控量测频率

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注:B为开挖深度。

表3-6-11 按位移速度确定的监控量测频率

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(9)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横断面内,沿隧道中线,地表下沉量测断面的间距可按表3-6-12采用。

表3-6-12 地表下沉量测测点纵向间距

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注:1.无地表建筑物时取表中上限值。
2.B表示开挖深度。

(10)各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1~3周。

(11)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,可降低量测频率,从每周一次到每月一次,直到无变化为止。

(三)设计未详事项

本设计未详事项,参照《铁路隧道监控量测技术规程》中有关规定办理。