可正常施工
Ⅱ
U2B/3≤U≤2U1B/3
U2B/3≤U≤2U2B/3
应加强支护
Ⅰ
U>≤2U1B/3
U>≤2U2B/3
应采取特殊措施
爆破振动安全允许振速
序号
保护对象类别
安全允许振速(cm/s)
<10Hz
10~50Hz
50~100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋
0.5~1.0
0.7~1.2
1.1~1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物
2.0~2.5
2.3~2.8
2.7~3.0
3
钢筋混凝土结构房屋
0.0~4.0
3.5~4.5
4.2~5.0
4
一般古建筑与古迹
0.1~0.3
0.2~0.4
0.3~0.5
5
交通隧道
10~20
6
矿山巷道
15~30
7
新浇大体积混凝土:
龄期:
初凝~3d
龄期:
3~7d
龄期:
7~28d
2.0~3.0
3.0~7.0
7.0~12.0
注:
Ⅰ、表列频率为主振频率,系指最大振幅所对应波的频率。
Ⅱ、频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。
选取频率时亦可参考下列数据:
深孔爆破10~60Hz;浅孔爆破40~100Hz。
Ⅲ、有特殊要求的根据现场具体情况确定。
⑹采用分部分开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准,同时可考虑各分部的相互影响。
⑺一般情况下,二次衬砌的施做应在满足下列要求时进行:
a、隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降;
b、隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上。
7、监控量测设备
监控量测设备配置表
序号
监测项目
监测仪器
1
地表沉降(陆域)及仰拱隆起
WILD-N3精密水准仪、铟钢尺等
2
隧道拱顶下沉
全站仪
3
隧道净空收敛
全站仪
4
锚杆抗拔力
锚杆拉拔计
5
钢架内力
VW-1型频率接收仪,钢筋应力计、
应变计、压力盒等
6
二衬钢筋应力
7
围岩与接触压力
8
地质和支护状况观察
地质罗盘仪及规尺等
9
数据处理
电脑2台
8、监控量测系统及元器件的技术要求
⑴监控量系统的测试精度应满足设计要求。
拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.5~1mm,围岩内部位移测试精度为0.1mm,爆破振动速度测试精度为1mm/s。
其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。
⑵元器件的粗度应满足要求,元器件的量程应满足设计要求,并具有良好的防震、防水、防腐性能。
元器件的精度
序号
元器件
测试精度
1
压力盒
≤0.5%F.S.
2
应变计
±0.1%F.S.
3
钢筋计
拉伸≤0.5%F.S.,压缩≤1.0%F.S.
注:
F.S为元器件满量程。
二、监控量测技术方法
1、洞内、外观察
⑴施工过程中应进行洞内、外观察。
洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。
⑵开挖工作面观察应在每次开挖后进行,及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地质状况记录表,并与勘查资料进行对比。
⑶已施工地段的观察每天至少应进行一次,主要是观察并记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。
⑷洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等,同时还应对地面建(构)筑物进行观察。
2、变形监控量测
⑴变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。
⑵隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。
测点应埋设在规定的测线两端。
a、采用收敛计量测时,测点采用焊接或钻孔预埋。
b、采用全站仪量测时,测点应用膜片式回复反射器作为测点靶标,靶标粘附在预埋件上。
量测方法包括自由设站和固定设站两种。
⑶拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。
在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。
测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。
⑷地表沉降监控量测可采用精密水准仪、铟钢尺进行,基准点应设置在地表沉降影响范围之外。
测点采用地表钻孔埋设,测点四周用水泥砂浆固定。
当采用常规水准测量手段出现困难时,可采用全站仪量测。
⑸围岩内变形量测可采用多点位移计。
多点位移计应钻孔埋设,通过专用设备读数。
3、应力、应变监控量测
⑴应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。
⑵振弦式传感器通过频率接收仪获得频率读数,依据频率一量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。
⑶光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数,换算出相应量测参量值。
⑷钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。
传感器应成对埋设在钢架的内、外侧。
⑸采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时,应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。
⑹采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力或应变量测时,应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。
⑺采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力应变量测时,应把光纤光栅传感器焊接(氩弧焊)或粘贴在相应测点位置。
⑻混凝土、喷混凝土应变量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器,传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。
4、接触压力量测
⑴接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。
⑵接触压力量测可采用振弦式传感器。
传感器与接触面要求紧密接触,传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。
5、爆破振动监控量测
⑴爆破振动速度和加速监控量测可采用振动速度和加速度传感器,以及相应的数据采集设备。
⑵传感器应固定在与埋件上,通过爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度,分析振动波形和振动衰减规律。
6、孔隙水压与水量监控量测
⑴孔隙水压监控量测可采用孔隙水压计进行。
⑵水压计应埋入带刻槽的测点位置,采取措施确保水压计直接与水接触。
通过数据采集设备获得各测点读数,并换算出相应孔隙水压力值。
⑶水量监控量测可采用三角堰、流量计进行。
7、周边位移量测
⑴隧道开挖后应不间断进行周边位移和拱顶下沉的量测,运用全站仪进行无尺量测。
a、隧道开挖后,周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映,净空的变化(收缩和扩张)是围岩变形最明显的体现。
b、拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映,易于实现量测信息的反馈。
拱顶测点在支护结构施工时埋设。
c、拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在3~6h内完成,其他量测应在每次开挖后12h内取得起始读数,最迟不得大于12h,且在下一循环开挖前必须完成。
d、拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立关系。
三、监控量测数据分析及信息反馈
1、监控量测数据分析处理
⑴监控量测数据的分析处理应包括数据校核、数据整理及数据分析。
⑵每次观测后应立即对观测数据进行校核,监测结果分析采用散点图(时态曲线)和回归分析法,依据时态曲线的形态结合围岩稳定性、支护结构的工件状态安全性评价,并提出实施意见指导施工。
如有异常应及时补测。
⑶每次观测后应及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。
⑷监控量测数据的分析应包括以下主要内容:
a、根据量测值绘制时态曲线;
b、选择回归曲线,预测最终值,并与控制基准进行比较;
c、对支护及围岩状态、工法、工序进行评价;
d、及时反馈评价结论,并提出相应工程对策建议。
⑸监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数、经验公式等进行分析,并预测最终值。
⑹爆破振动安全允许距离R,可根据爆破振动速度按下式公式计算:
R=(K/V)1/α·Q1/3
注:
Q——炸药量(kg);V——保护对象所在地质点振动安全允许速度(cm/s)
爆破区不同岩性的K、α值
岩性
K
α
坚硬岩石
50~150
1.3~1.5
中硬岩石
150~200
1.5~1.8
软岩石
250~350
1.8~2.0
注:
K,α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
2、监控量测信息反馈及工程对策
⑴监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果,对工程安全性进行评价,并提出相应工程对策与建议。
监控量测信息反馈程序流程图
工程安全性评价分级及相应应对措施
管理等级
应对措施
Ⅲ
正常施工
Ⅱ
综合评价设计施工措施,加强监控量测,
必要时采取相应工程对策
Ⅰ
暂停施工,采取相应工程对策
工程安全性评价流程
⑵施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。
a、实时分析:
每天根据监控量测数据及时进行分析,发现安全隐患应分析原因并提交异常报告;
b、阶段分析:
按周、月进行阶段分析,总结监控量测数据的变化规律,对施工情况进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工。
⑶工程对策主要应包括下列内容:
a、一般措施:
稳定开挖工作面措施;调整开挖方法;调整初期支护强度和刚度并及时支护;降低爆破振动影响;围岩与支护结构间回填注浆。
b、辅助施工措施:
地层预处理,包括注浆加固,降水、冻结等方法;超前支护,包括超前锚杆(管)、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。
四、施工单位职责
1、施工单位应将监控量测管理及实施计划纳入施工生产计划中,作为一个关健的工序来抓,成立现场监控量测小组,具体负责各项监测工作。
监控量测的人员和设备应报监理单位审批。
2、编制监控量测实施细则,上报监理、业主,经批准后实施,作为现场作业、检查验收的依据。
制定切实可行的监控量测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。
3、施工监控量测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
4、工程竣工后,施工单位应将监控量测资料整理归档并纳入竣工文件中。
5、施工单位应拥有专业的监控量测项目的人员和设备,掌握成熟、可靠的测试数据处理与分析技术。
监控量测的人员要求稳定,以确保监控量测工作的连续性。
量测仪器要求专人使用、专业机构保养、专业机构检校。
量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。
测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。
6、监控量测变更必须经项目技术负责人审核,报监理工程师批准。
7、施工单位应建立严格的监控量测数据复核、审查制度,保证数据的准确性。
五、监理单位职责
1、做好对监控量测工作的指导、检查和监督,及时向建设单位报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。
2、审批施工单位上报的监控量测实施细则;审查施工单位监控量测的人员的资质和设备进场情况。
3、现场监督施工单位监控量测的全过程,并对每次监控量测的结果进行验收。
对施工单位的监控量测工作总结报告的审批。
六、监控量测验收资料
监控量测验收资料应包括以下内容:
1、监控量测设计;
2、监控量测实施细则及批复;
3、监控量测结果及周(月)报;
4、监控量测数据汇总表及观察资料;
5、监控量测工作总结报告。
七、参考资料
1、客运专线铁路工程施工技术指南使用手册TZ214-2005
2、铁路隧道监控量测技术规程TB10121-2007J721-2007
附件:
附录A隧道初期支护净空拱顶下沉监测点时间间隔监测记录表
附录B隧道初期支护单点净空拱顶下沉监测日报汇总表
附录C隧道初期支护净空收敛监测点时间间隔监测记录表
附录D隧道初期支护单点净空收敛监测日报汇总表
附录E隧道二次衬砌净空拱顶下沉监测点时间间隔监测记录表
附录F隧道二次衬砌单点净空拱顶下沉监测日报汇总表
附录G隧道二次衬砌净空收敛监测点时间间隔监测记录表
附录H隧道二次衬砌单点净空收敛监测日报汇总表
附录I隧道净空变化量测记录表
附录J拱顶下沉量测记录表
附录K开挖工作面质状况记录表
附录A隧道初期支护净空拱顶下沉监测点时间间隔监测记录表
承包单位:
合同号:
监理单位:
编号:
工程名称
该测点开挖时间
年月日时
监测点埋设位置
监测点编号
初沉1
监测点里程
该测点建点时间
年月日时
测点初测时间
年月日时
测点初测数值D0
监测
次数
掌子面所在里程
距掌子面(m)
本次监测时间
年月日时
本次监测拱顶下沉值DN(㎜)
拱顶下沉值
DN-DN-1(㎜)
时间间隔
(h、d)
拱顶下沉速度
(㎜/h、d)
监测点评价
备注
1
2
3