3.4.5 隧道施工监控量测

3.4.5 隧道施工监控量测

1.监控量测的目的

掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业;通过对围岩和支护的变位、应力量测,修改支护系统设计;分析各项量测信息,确认或修正设计参数。

2.采用复合式衬砌的隧道

必须将现场监控量测项目列入施工组织设计量测计划中,应根据隧道的围岩条件、支护类型和参数、施工方法以及所确定的量测目的进行编制。同时应考虑量测费用的经济性,并注意与施工的进程相适应。

3.量测内容与方法

(1)复合式衬砌的隧道应量测项目如下。

①地质和支护状况观察。

方法及工具:岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述。地质罗盘等。

布置:开挖后及初期支护后进行。

②周边位移。

方法及工具:各种类型收敛计。

布置:每10~50m一个断面,每断面2~3对测点。

③拱顶下沉。

方法及工具:水平仪、水准尺、钢尺或测杆。

布置:每10~50m一个断面。

④锚杆或锚索内力及抗拔力。

方法及工具:各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器。

布置:每10m一个断面,每个断面至少做3根锚杆。

⑤地表下沉。

方法及工具:水平仪、水准尺。

布置:每5~50m一个断面每断面至少7个测点,每隧道至少2个断面。中线每5~20m一个测点。

⑥围岩体内位移(洞内设点)。

方法及工具:洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计。

布置:每5~100m一个断面每断面2~11个测点。

⑦围岩体内位移(地表设点)。

方法及工具:地面钻孔中安设位移计。

布置:每代表性地段一个断面3~5个钻孔。

⑧围岩压力及两层支护间压力。

方法及工具:各种类型压力盒。

布置:每代表性地段一个断面,每断面宜为15~20个测点。

⑨钢支撑内力及外力。

方法及工具:支柱压力计或其他测力计。

布置:每10榀钢拱支撑一对测力计。

⑩支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测。

方法及工具:各类混凝土内应变计、应力计、测缝计及表面应力解除法。

布置:每代表性地段一个断面,每断面宜为11个测点。

⑪围岩弹性波测试。

方法及工具:各种声波仪及配套探头。

布置:在有代表性地段设置。

以上①~④项为必测项目;⑤~⑪项为选测项目,应根据围岩条件、地表沉降要求等确定。

(2)爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录,还要进行地质描述地质变化处和重要地段,应有照片记载。初期支护完成后应进行喷层表面的观察和记录并进行裂缝描述。

(3)隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测。安设锚杆后,应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、断面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其他量测。位于Ⅳ~Ⅵ级围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧道应进行地表沉降量测。

(4)量测部位和测点布置。应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。

(5)测点应距开挖面2m的范围内尽快安设。并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。

(6)测点的测试频率。应根据围岩和支护的位移速度及离开挖面的距离确定。

(7)现场量测手段。应根据量测项目及国内外人工量测仪器的现状来选用。一般应尽量选择简单可靠、耐久、成本低、稳定性能好,被测量的物理概念明确,有足够大的量程,便于进行分析和反馈的测试仪具。

4.量测数据处理与应用

(1)应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。

(2)当位移一时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理或回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。

(3)当位移一时间曲线出现反弯点时,则表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。

(4)二次衬砌的施作。应在满足下列要求时进行:①各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定。②已产生的各项位移已达预计总位移量的80%~90%。③周边位移速率或拱顶下沉速率小于规定值。

5.量测管理

隧道现场监控量测应成立专门量测小组,由施工单位或委托其他单位承担量测任务。量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作,并及时将量测信息反馈于施工和设计。现场监控量测应按量测计划认真组织实施,并与其他施工环节紧密配合,不得中断工作。各预埋测点应牢固可靠,易于识别并妥善保护,不得任意撤换和遭到破坏。

6.竣工文件中应包括的量测资料

竣工文件中应包括的量测资料有:①现场监控量测计划。②实际测点布置图。③围岩和支护的位移一时间曲线图、空间关系曲线图以及量测记录汇总表。④经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录。⑤现场监控量测说明。