貴陽某隧道監(jiān)控量測(cè)方案

某隧道監(jiān)控量測(cè)方案二00八年二月目錄1、監(jiān)控量測(cè)目的22、工程概況23、監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目23．1必測(cè)項(xiàng)目23．2選測(cè)項(xiàng)目34．量測(cè)斷面的間距和量測(cè)頻率34．1地質(zhì)和初期支護(hù)觀察34.2水平凈空收斂量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)44．3地表下沉量測(cè)55．量測(cè)的管理及人員、儀器配備65．1量測(cè)的管理65．2量測(cè)人員、儀器的配備66．測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)87．量測(cè)的方法及數(shù)據(jù)的處理97．1水平凈空收斂量測(cè)97．2拱頂下沉量測(cè)127．3地表下沉量測(cè)131、監(jiān)控量測(cè)目的監(jiān)控量測(cè)是信息化設(shè)計(jì)與施工的重要內(nèi)容，應(yīng)將監(jiān)控量測(cè)納入工序管理,作為隧道施工的有機(jī)組成部分。由于地下工程的受力特點(diǎn)及其復(fù)雜性，通過施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)所得到的信息，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性，二次襯砌合理施作時(shí)間，以及修改施工方法、調(diào)整圍巖類別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、調(diào)整預(yù)留變形量等修正設(shè)計(jì)提供原始依據(jù)，同時(shí)將量測(cè)等到的結(jié)果迅速反饋到設(shè)計(jì)施工中去，以提高隧道施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性。2、工程概況某隧道為大跨徑連拱隧道，地質(zhì)條件總體較差，埋深淺，且隧道洞口都存在偏壓現(xiàn)象。3、監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目3．1必測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目是為了在設(shè)計(jì)、施工中確保圍巖穩(wěn)定，并通過判斷圍巖的穩(wěn)定性來指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工的經(jīng)常性量測(cè)。它包括：（1）地質(zhì)和初期支護(hù)觀察；（2）水平凈空收斂量測(cè)；（3）拱頂下沉量測(cè)。3．2選測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目是對(duì)一些有特殊意義和具有代表性意義的區(qū)段進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試，以求更深入地掌握圍巖和穩(wěn)定狀態(tài)與錨噴支護(hù)的效果，具有指導(dǎo)未開挖區(qū)的設(shè)計(jì)與施工，它包括：（1）錨桿軸力量測(cè)；（2）圍巖內(nèi)位移量測(cè)（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)）；（3）支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力及隙量測(cè)；（4）鋼支撐力及外力量測(cè)；（5）地表下沉量測(cè)；4．量測(cè)斷面的間距和量測(cè)頻率4．1地質(zhì)和初期支護(hù)觀察洞內(nèi)、外觀察是直接利用肉眼對(duì)隧道內(nèi)外圍巖及其支護(hù)、襯砌結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行觀察，以了解圍巖穩(wěn)定狀況，對(duì)隧道施工其指導(dǎo)性作用。4．1．1地質(zhì)觀察地質(zhì)觀察在每次爆破后進(jìn)行，觀察內(nèi)容包括圍巖等級(jí)變化、節(jié)理發(fā)育程度、巖層及裂隙走向、地下滲水情況等。對(duì)于易引起坍塌的巖塊及時(shí)進(jìn)行錨桿支護(hù)或噴射混凝土封閉。4．1．2初期支護(hù)觀察對(duì)已施工段的觀察每天進(jìn)行至少一次，主要觀察內(nèi)容為：噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌的工作狀態(tài)，并作好詳細(xì)的記錄。4.2水平凈空收斂量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)水平凈空收斂量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在同一個(gè)斷面內(nèi)。量測(cè)斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道斷面尺寸、埋置深度等確定（具體見下表）。量測(cè)頻率（具體見下表）根據(jù)變形速度和距開挖面距離較高的一個(gè)頻率選取。各量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2～3周結(jié)束，變形基本穩(wěn)定應(yīng)符合隧道周邊位移速度有明顯減緩趨勢(shì)。參照我國現(xiàn)行錨噴支護(hù)規(guī)范：拱腳水平收斂變化速度小于0.2mm/d,拱頂相對(duì)下沉速度小于0.15mm/d時(shí)，作為圍巖穩(wěn)定標(biāo)志之一。對(duì)于洞口段軟弱圍巖，位移長(zhǎng)期沒有減弱趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間。拱頂下沉及水平凈空收斂量測(cè)間距表圍巖級(jí)別量測(cè)斷面間距((m)Ⅴ（淺埋）10～15Ⅴ（深埋）20～30Ⅳ（淺埋）10～15Ⅳ（深埋）20～30Ⅲ40～50Ⅱ50～100拱頂下沉及水平凈空收斂量測(cè)間距表變形速度（mmm/d）量測(cè)斷面距開挖挖面距離（m）量測(cè)頻率≥5(0～1)B1～2次/天1～5(1～2)B1次/天0.5～1(1～2)B1次/2天0.2～0.55(2～5)B1次/2天＜0.2＞5B1次/周4．3地表下沉量測(cè)地表下沉量測(cè)根據(jù)隧道埋置深度、地質(zhì)條件、地表有無建筑物、所采用的開挖方式等因素確定是否進(jìn)行。其測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在隧道中線上，且與測(cè)點(diǎn)在同一斷面上。其量測(cè)的間距按下表布置，量測(cè)頻率與周邊位移量頻率相同。當(dāng)需要進(jìn)行橫斷面方向地表下沉量測(cè)時(shí)，其同一斷面取7～11個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距取2～5m。地表下沉量測(cè)在開挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開始，直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止為止。地表下沉量測(cè)斷面間距表埋置深度量測(cè)斷面間距((m)H>2B20～50B<H<2B10～20H<B105．量測(cè)的管理及人員、儀器配備5．1量測(cè)的管理本標(biāo)段成立監(jiān)控量測(cè)小組負(fù)責(zé)管段內(nèi)隧道的監(jiān)控量測(cè)工作。監(jiān)控量測(cè)小組由總工程師直接領(lǐng)導(dǎo)，測(cè)量主管工程師具體負(fù)責(zé)，人員由測(cè)量組人員組成?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)和保護(hù)工作由各隧道所屬的工班負(fù)責(zé)。量測(cè)工作由監(jiān)控量測(cè)組人員負(fù)責(zé)，各隧道技術(shù)員配合。每次量測(cè)結(jié)果要記錄詳細(xì)，并及時(shí)將量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，以及時(shí)指導(dǎo)施工生產(chǎn)。5．2量測(cè)人員、儀器的配備監(jiān)控量測(cè)所需人員、儀器配置如下：監(jiān)控量測(cè)小組人員配置表工作人員人數(shù)工作職責(zé)測(cè)量3量測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)1量測(cè)數(shù)據(jù)的處理理、分析監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表表測(cè)試精度備注1拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量法，水水準(zhǔn)儀、鋼鋼掛尺0.1mm2水平凈空收斂收斂計(jì)0.01mm監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表表測(cè)試精度備注1錨桿軸力各類電測(cè)錨桿測(cè)測(cè)力計(jì)0.1MPaa2圍巖內(nèi)位移洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)設(shè)單點(diǎn)或多多點(diǎn)式位移移計(jì)3支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)應(yīng)力、表面面應(yīng)力及隙隙量測(cè)混凝土內(nèi)應(yīng)變計(jì)計(jì)、應(yīng)力計(jì)計(jì)、壓力盒盒10ε4鋼支撐內(nèi)力及外外力支柱壓力計(jì)或其其他測(cè)力計(jì)計(jì)0.1MPaa5地表下沉帶測(cè)微器的水平平儀、水準(zhǔn)準(zhǔn)尺0．1mm監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目?jī)x器配備表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目量測(cè)儀表測(cè)試精度備注1拱頂下沉水準(zhǔn)儀、鋼掛尺尺0．1mm3水平凈空收斂收斂計(jì)0.01mm3地表下沉水準(zhǔn)儀、塔尺0．1mm4圍巖內(nèi)位移移動(dòng)式多點(diǎn)位移移計(jì)0.1mm5錨桿軸力鋼筋計(jì)0.1MPa6支護(hù)、襯砌內(nèi)應(yīng)應(yīng)力、表面面應(yīng)力壓力盒0.001MPPa6．測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)根據(jù)開挖方式、地質(zhì)條件、量測(cè)斷面所在位置及隧道埋深等條件綜合確定。若地質(zhì)條件復(fù)雜，下沉量大或偏壓明顯時(shí)應(yīng)同時(shí)量測(cè)拱腰下沉及基底隆起量。測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝在距開挖工作面1～2m以內(nèi)，且在開挖后12小時(shí)（最遲不超過24小時(shí)）內(nèi)完成，并在下一循環(huán)開挖前測(cè)取初次讀數(shù)。測(cè)點(diǎn)主要布設(shè)方式如下：全斷面開挖法測(cè)點(diǎn)布置示意圖7．量測(cè)的方法及數(shù)據(jù)的處理7．1水平凈空收斂量測(cè)7．1．1水平相對(duì)凈空變化量測(cè)方法水平凈空收斂的量測(cè)首先要求將預(yù)埋件按要求的時(shí)間及方法埋設(shè)，然后進(jìn)行儀器的安裝（如下圖所示）。當(dāng)儀器安裝完成后，利用彈簧秤、鋼絲繩、滑管給鋼尺施加固定的水平張力（彈簧秤拉力90N），并在百分表讀得初始數(shù)值X0；因第一次量測(cè)的初始讀數(shù)是關(guān)鍵性讀數(shù)，應(yīng)反復(fù)測(cè)讀；當(dāng)連續(xù)量測(cè)3次的誤差R≤0.18mm（R值根據(jù)收斂計(jì)不同而異）時(shí)才能繼續(xù)爆破掘進(jìn)作業(yè)。用同樣方法可讀得間隔時(shí)間t后的t時(shí)刻的Xi值，則t時(shí)刻的周邊收斂值Ut即為百分表兩次讀數(shù)差：Ut=L0-Lt+Xtl-Xto式中：L0——初讀數(shù)時(shí)所用尺孔刻度值；Lt——t時(shí)刻時(shí)所用尺孔刻度值；Xtl——t時(shí)刻時(shí)經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值，Xtl=Xt+tXto——初讀數(shù)時(shí)經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值，Xt0=X0+t0Xt——t時(shí)刻量測(cè)時(shí)百分表讀數(shù)值；X0——初始時(shí)刻百分表讀數(shù)值；——溫度修正值，t=α(T0-T)Lα——鋼尺線膨脹系數(shù)；T0——鑒定鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T0=20℃；T——每次測(cè)量時(shí)的平均氣溫；L——鋼尺長(zhǎng)度。7．1．2水平相對(duì)凈空變化量測(cè)數(shù)據(jù)的處理每次測(cè)量時(shí)要做好詳細(xì)的量測(cè)記錄，記錄內(nèi)容包括日期、時(shí)間、里程編號(hào)、環(huán)境溫度、量測(cè)數(shù)據(jù)等，并及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制時(shí)態(tài)曲線和空間關(guān)系曲線。當(dāng)位移時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，及時(shí)進(jìn)行量測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析，以推求最終位移和掌握位移變化的規(guī)律。目前，常采用的回歸函數(shù)有：對(duì)數(shù)函數(shù)U=A+Bln(t+1)U=Aln()指數(shù)函數(shù)U=Ae-B/tUU=A(ee-Bt0-e-BTT)雙曲函數(shù)UU=A式式中：U—變形值(mm)；A、B—回歸系數(shù)數(shù)；t—量測(cè)時(shí)間(d)；t00—測(cè)點(diǎn)初讀讀數(shù)時(shí)距開開挖時(shí)的時(shí)時(shí)間(d)；T—量測(cè)時(shí)距距開挖時(shí)的的時(shí)間(d)。7．1．3圍巖穩(wěn)定性的判判別圍巖穩(wěn)定性的判判別應(yīng)按下下列指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行：（1）變形管理等級(jí)級(jí)指導(dǎo)施工工：變形管理等級(jí)表表管理等級(jí)管理位移(mmm)施工狀態(tài)ⅢU＜U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)ⅠU＞2U0/3應(yīng)采取特殊措施施注：U—實(shí)測(cè)位移值；UU0—最大允許許位移值。（2）根據(jù)位移變化化速度判別別：凈空變化速度持持續(xù)大于55.0mmm/d時(shí)，圍巖巖處于急劇劇變形狀態(tài)態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)強(qiáng)初期支護(hù)護(hù)系統(tǒng)。水平收斂（拱腳腳附近）速速度小于00.2mmm/d，拱部下下沉速度小小于0.115mm//d，圍巖基基本達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定。在淺埋地段以及及膨脹性和和擠壓性圍圍巖等情況況下，應(yīng)采采用監(jiān)控量量測(cè)分析判判別。（3）根據(jù)位移時(shí)態(tài)態(tài)曲線的形形態(tài)判別：：當(dāng)圍巖位移速率率不斷下降降時(shí)（du2/d2t＜0），圍巖巖趨于穩(wěn)定定狀態(tài)；當(dāng)圍巖位移速率率保持不變變時(shí)（du2/d2t=0），圍巖巖不穩(wěn)定，應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)護(hù)；當(dāng)圍巖位移速率率不斷上升升時(shí)（du2/d2t＜0），圍巖巖進(jìn)入危險(xiǎn)險(xiǎn)狀態(tài)，必必須立即停停止掘進(jìn)，加加支護(hù)強(qiáng)。7．2拱頂下沉量測(cè)7．2．1拱頂下沉量測(cè)方方法拱頂下沉量測(cè)采采用水準(zhǔn)測(cè)測(cè)量法進(jìn)行行，后視點(diǎn)點(diǎn)可設(shè)在穩(wěn)穩(wěn)定襯砌上上，用水平平儀進(jìn)行觀觀測(cè)（如下下圖所示）。將將拱頂初始始相對(duì)高差差與t時(shí)刻相對(duì)對(duì)高差相減減變得拱頂頂下沉量，即即：Ut