10~20
H
10
3.4.2横断面方向地表下沉量测的测点间距应去2~5m,在一个测量断面内应设7~11个测点。
3.4.3地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)处开始,直到隧道衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
3.4.4地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。
3.4.5各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1~3周。
3.4.6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。
4项目量测频率
项目量测频率见表4-1。
表4-1量测频率表
项目
量测时间间隔
围岩地质及支护状态观察
工作面每次开挖后进行,已支护地段喷砼、锚杆、钢架1次/天
地表沉降
开挖面距量测面<2B时,2次/天
开挖面距量测面2B~5B时,1次/2天,开挖面距量测面>5B时,1次/周
周边位移收敛
变形速度≥5mm/d,量测断面距开挖面距离(0~1)B
变形速度≥1~5mm/d,量测断面距开挖面距离(1~2)B
变形速度≥0.5~1mm/d,量测断面距开挖面距离(1~2)B
变形速度≥0.2~0.5mm/d,量测断面距开挖面距离(2~5)B
变形速度<0.2mm/d,量测断面距开挖面距离>5B
1~2次/天
1次/天
1次/2天
1次/2天
1次/周
拱顶下沉
同上
围岩内位移
1-15天
16—30天
1—3月
3月以上
2次/天
1次/2天
1~2次/周
2次/月
锚杆抗拔力
1~2次/周
1~2次/月
其他项目
根据需要进行
5监控量测控制基准及位移管理等级
5.1监控量测控制基准根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性以及周围建(构)筑物特点和重要性等因素制定,包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等。
5.2位移控制基准根据测点距开挖面的距离,由初期支护极限相对位移按表5-1要求确定:
表5-1位移控制基准
类别
距开挖面1B(U1B)
距开挖面2B(U1B)
距开挖面较远
允许值
65%U0
90%U0
100%U0
注:
B—隧道开挖宽度;U0—极限相对位移值。
5.3根据位移控制基准,位移管理按下表分为三个等级,见表5-2。
表5-2位移管理等级表
管理等级
距开挖面1B
距开挖面2B
应对措施
Ⅲ
U0<(U1B/3)
U0<(U2B/3)
可正常施工
Ⅱ
(U1B/3)≤U0≤(2U1B/3)
(U2B/3)≤U0≤(2U2B/3)
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
U0>(2U2B/3)
U0>(2U2B/3)
暂停施工,采取相应工程对策
注:
U0—实测位移值。
5.4地表沉降控制基准根据地层稳定性、周围建(构)筑物的安全要求分别确定,取最小值,钢架内力、喷混凝土内力、二次衬砌内力、围岩压力(换算成内力)、初期支护与二次衬砌间接触压力(换算成内力)、锚杆轴力等控制标准满足《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)相关规定。
5.5根据控制基准,结合时态曲线形态判别围岩与支护结构稳定性。
5.6一般情况下,二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行:
隧道周边水平收敛速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降;隧道位移相对值已达到总相对位移量的90%以上;对浅埋、软弱围岩等特殊地段,视现场具体情况确定二次衬砌施作时机。
6监控量测资料的整理与反馈
6.1量测数据处理与应用
6.1.1将量测记录及时输入计算机系统,根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线。
见图6-1。
6.1.2若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常,表明围岩和支护已呈不稳定状态,加强支护,必要时暂停开挖并进行施工处理。
6.1.3当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。
回归分析函数在下列函数中选择:
A、对数函数:
u=a+b/lg(1+t)或u=a×lg(1+t)
B、指数函数:
u=a×e-b/t或u=a×(1-e-b/t)
C、双曲函数:
u=t/a+b×t或u=a×[1-(1/(1+b×t))2]
式中:
a、b—回归常数;t—初读数后的时间(d);u—位移值(mm)。
ab
图6-1位移u-时间t的关系曲线图
6.1.4各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定后,进行二次衬砌的施作。
6.2拱顶下沉、周边收敛测试数据按标准格式记录。
6.3根据现场量测数据绘制位移---时间曲线或散点图,在位移---时间曲线趋平缓时应进行回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。
当位移—时间曲线出现反弯点,即位移出现范畴的急剧增加现象,表明围岩和支护已呈不稳定状态,应及时加强支护和必要时应停止进行掘进,采取必要的安全措施。
6.4根据位移变化速率判断围岩稳定状况,变形基本稳定应符合下列条件:
隧道周边变形速率有明显减缓趋势;拱脚水平相对净空变化速度小于0.2mm/d,拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。
6.5围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判断,并及时反馈于设计和施工中,根据水平相对净空变化值进行判断时,应符合《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》的有关规定。
6.6量测过程中如发现异常现象或与设计不符时,应及时提出,以便修改支护参数。
7工程安全性评价及应对措施
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建议,以此作为设计施工变更最重要的依据,做到信息化设计与施工。
根据位移管理等级,将功成安全性评价相应分为三级进行,并采取相应的应对措施,具体位移管理等级及应对措施见位移管理等级表。
工程安全性评价见图7-1。
图7-1工程安全性评价流程图
根据监控量测结果所反应的不同情况及其对应的工程管理等级,可采取加强超前预支护、喷混凝土稳定开挖面、调整施工方法、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等应对措施,确保施工的顺利进行。
8确保监测质量的措施
8.1为确保施工监测质量,真正做到信息化指导施工,确保施工安全,必须严格按照以下措施进行操作。
8.2成立监测管理小组,实行监测质量专人责任制,由有经验的专业监测人员组成,制定实施性计划使监测按计划有步骤地进行;
8.3工程开工前,充分调查施工现场的地质状况,并确定合理的警戒值,汇编成资料,上报监理部门审批。
施工中,当发现被测对象接近或超过警戒监测值时,应立即报告监理,并提出应急补救措施;
8.4观测前,对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核,确保仪器的稳定可靠和观测的精度;
8.5观测中,采用增加测回数的办法,保证初始值的准确性;
8.6制定各点位的保护措施。
定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测,有怀疑时立即进行复核,如有问题应及时处理,监测时采用相同的观测路径及方法;
8.7建立监测复核制度,确保监测数据的真实可靠;
8.8每个工程项目的监测资料必须保持有完整、清晰的监测记录、图表、曲线及监测文字报告;
8.9建立监测成果反馈制度,对大量的监测信息使用计算机绘图和分析,及时将监测信息及监测成果反馈给监理、设计和施工现场,指导施工。
9量测中注意事项
9.1根据地质条件、量测目的、施工进程,由总工程师编制量测计划,组织专门监测队伍,由具体工程技术人员负责实施。
9.2量测点埋设宜尽量靠近开挖工作面,要求不超过2米,能保证爆破24小时内及下一次爆破之前测读初读数。
9.3准确及时做好各项量测原始记录,及时提拱给设计人员,不得随意涂改。
9.4要采取措施保护好在施工中各项量测元件及仪器。
9.5设计与施工人员必须紧密配合,协调一致,及时研究和解决实施过程中出现的问题,确保施工安全。