隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 設(shè)計錨桿用鋼筋)將其對接于測試部位(區(qū)段)，制成測試錨桿，并測取空載讀數(shù)。(六)壓力支護(噴射混凝土或模筑混凝土襯砌)與圍巖之間的接觸應(yīng)力大小，既反映了支護的工作狀態(tài)，又反映了圍巖施加于支護的形變壓力情況，因此，圍巖壓力的量測就成為必要。(1)將壓力傳感器按測試應(yīng)力的方向埋設(shè)于測試部位，在噴射混凝土或模筑混凝土振搗過程中，應(yīng)注意不要損傷導(dǎo)線或?qū)Ч堋?jù)此可以判別圍巖的工程性質(zhì)，如穩(wěn)定性，并對圍巖進行工程分類。①“一”型②“L”型④“凸”型圖7510 波速與孔深關(guān)系曲線類型P(km/s)Lm)vP(km/s)L(m)vP(km/s)vP(km/s)L(m)L(m)112233445534523423451223454545IIIIIIIIIIIIIIIIII66①“—”型，無明顯分帶，表示圍巖較完整；②”L”型，無松弛帶，有應(yīng)力升高帶，表示圍巖較堅硬；③“廠”型，有松弛帶，應(yīng)分析區(qū)別是由于爆破引起的松動還是圍巖進入塑性后的松動；④“凸”型，松弛帶、應(yīng)力升高帶均有。量測項目通常分為必測項目A和選測項目B。量測項目及其要求見表752。應(yīng)測項目按一定間隔設(shè)置量測斷面，常稱為一般量測斷面。在量測中，可根據(jù)具體情況決定布設(shè)數(shù)量，進行適當?shù)恼{(diào)整。另外，在有偏壓、底鼓等特殊情況下，則應(yīng)視具體情形，調(diào)整測點位置和數(shù)量。可采用單孔、雙孔兩種測試方法；或在同一部位，呈直角相交布置三個測孔，以便充分掌握圍巖結(jié)構(gòu)對聲波測試結(jié)果的影響。在由位移速度決定的量測頻率和由距開挖掌子面距離決定的量測頻率中，原則上應(yīng)采取頻率高的。圖7517 地表沉降量測區(qū)間量測區(qū)間上半上半下半下半(2~5)DH+h3D450Hh1h2圍巖位移量測、錨桿軸力量測、噴層(襯砌)應(yīng)力量測、圍巖壓力量測、格柵應(yīng)力量測等的量測頻率，原則上與同一斷面內(nèi)的應(yīng)測項目量測頻率相同。(二)凈空位移分析與反饋如前所述，凈空位移是圍巖動態(tài)的最顯著表現(xiàn)，所以隧道工程現(xiàn)場量測主要以凈空位移作為圍巖穩(wěn)定性評價及圍巖穩(wěn)定狀態(tài)判斷的指標。表756 量測數(shù)據(jù)管理基準參考值指標內(nèi)容日本、法國、德國規(guī)范綜合值推薦基準值城市地鐵山嶺隧道地面最大沉陷50mm30mm60mm地面沉陷槽拐點曲率1/3001/5001/300地層損失系數(shù)5%5%5%洞內(nèi)邊墻水平收斂20~40mm20mm(~)B%洞內(nèi)拱頂下沉75~229mm50mm(~) B%注：B——開挖洞室最大跨度(m) 如果位移值超過允許值不多，且初期支護中的噴射混凝土未出現(xiàn)明顯開裂，一般可不予補強。(四)錨桿軸力分析與反饋根據(jù)量測錨桿測得的應(yīng)變，即能算出錨桿的軸力。若錨桿軸應(yīng)力超過屈服強度時，則應(yīng)優(yōu)先考慮改變錨桿材料，采用高強鋼材。噴層應(yīng)力與圍巖壓力及位移有密切關(guān)系。另外，還應(yīng)注意對淺埋隧道的橫向地表位移觀測，橫向地表位移帶發(fā)生在淺埋偏壓隧道工程中，其處理較為復(fù)雜，應(yīng)加強治理偏壓的對策研究。左線隧道歷時10天左右豎直位移達到160mm，橫向位移超過100mm，縱向位移達到70mm。表3419 F7斷層各洞室兩側(cè)橫向水平位移和比值隧道里程橫向水平位移/mm左邊墻/右邊墻左拱腳/右拱腳左右倍數(shù)均值平均倍數(shù)左邊墻右邊墻左拱腳右拱腳迂導(dǎo)YyK0+188YyK0+193右線正洞YDK177+278YDK177+220YDK177+185YDK177+140左線平導(dǎo)DK177+270DK177+235DK177+192DK177+150表3419 F7斷層、板巖夾千枚巖地段各洞室位移比值隧道F7斷層地段志留系地層右線迂導(dǎo)右線正洞左線平導(dǎo)板巖夾千枚巖地段縱向位移橫向位移豎直位移根據(jù)隧道縱向位移與豎直位移△L/△S比值計算得出F7斷層區(qū)段的位移向量方位角α沿縱向分布如圖524所示。實測二襯接觸壓力占圍巖壓力比例(簡稱二襯分擔壓力比例)初期支護與二次襯砌的圍巖壓力比例始終是隧道界討論的熱點問題之一，作為“荷載—結(jié)構(gòu)”模式計算中的重要計算參數(shù)，它關(guān)系到二襯受力狀態(tài)及穩(wěn)定程度。(2)下臺階及仰拱開挖期間，各量測項目產(chǎn)生較大波動。表3416 支護后隧道分區(qū)段變形量測技術(shù)指標統(tǒng)計表左右線位置初期支護二次襯砌累計變形/mm最大變形速率/mm最大變形發(fā)生位置最大值平均值最大值平均值最大值平均值右線隧道進入斷層初期YDK177+505拱腰——設(shè)計施工改進后YDK177+370墻腳左線隧道進入斷層初期DK177+535拱腰設(shè)計施工改進后DK177+290拱頂YDK176+800+200+400+600+800YDK177+000變形/mmF7斷層影響帶主帶影響帶里程圖3417 F7斷層區(qū)段右線隧道變形沿隧道縱向分布圖DK176+900DK177+000+100+200+300+400+500+600里程變形/mm初支拆換段新開挖段圖3418 F7斷層區(qū)段左線隧道變形沿隧道縱向分布圖F7斷層影響帶F7斷層主帶 圍巖松動圈測試采用地震折射層析法或稱地震折射CT法，對烏鞘嶺隧道10號、11號斜井正洞工區(qū)F7斷層變形段、11號斜井正洞迂回導(dǎo)坑工區(qū)試驗段圍巖進行了松動圈測試。(4)保證基坑支護的安全。各監(jiān)測項目詳細量測頻率見表163。凈空水平收斂測線的布置根據(jù)施工方法、地質(zhì)條件、量測斷面所在位置、隧道埋深等條件確定，采用三臺階臨時仰拱法開挖時，在拱腰、上邊墻和下邊墻各設(shè)一條水平測線，采用單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖時，在兩導(dǎo)坑墻中各設(shè)一條水平測線，沿隧道縱向在拱頂和先行導(dǎo)坑拱頂布設(shè)測點。圖161 拱頂下沉及收斂量測測點布置圖2)監(jiān)測儀器：精密水準儀，銦鋼尺。實際水下地形實測時，定位采用RTK技術(shù)，測深采用單頻測深儀。初期支護拱架每斷面上測點對稱布置12個，襯砌鋼筋每斷面布設(shè)8個，主要量測初支結(jié)構(gòu)拱架主力筋和二次襯砌鋼筋的受力情況，以此評價支護結(jié)構(gòu)的受力狀況及合理性，推求圍巖壓力。②最大支撐軸力：第一道8000kN，第二道9000kN。2)明挖基坑監(jiān)測管理等級基準建立明挖隧道監(jiān)測變形管理等級標準，管理等級分三等，其等圖163 基坑監(jiān)測橫斷面布置示意圖表164 變形管理等級標準表管理等級管理位移施工狀態(tài)ⅢU0＜Un／3正常施工Ⅱ(Un／3).≤U0≤(2Un／3).加強支護ⅠU0＞(2Un／3).采取特殊措施注：U0為實測變形值，Un允許變形值，見表165。工程監(jiān)控量測作為施工組織的重要內(nèi)容之一，置于動態(tài)管理體系之中，具體包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理、分析和信息反饋等幾個主要方面。圖165 監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋組織流程圖監(jiān)理與業(yè)主工程施工監(jiān)測組測量參數(shù)項目經(jīng)理施工監(jiān)測總工程師調(diào)整施工參數(shù) (3)信息反饋設(shè)計的主要內(nèi)容施工方法變更的建議；施工工序的更改；預(yù)留變形量的修改或確認；設(shè)計參數(shù)的修改或確認；輔助施工措施的選擇與變更；周邊環(huán)境的影響評估及輔助施工措施建議。(3)制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應(yīng)的測點埋設(shè)保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃之中。(9)對所裝儀器進行監(jiān)管和保護，如果所裝儀器損壞或丟失，及時安裝替換儀器；對完成的監(jiān)測土建工程(觀測站、觀測墩、保護墩等)進行監(jiān)管和維護，如有損毀、及時修復(fù)；監(jiān)測儀器光纜在埋設(shè)引線過程中，復(fù)雜(關(guān)鍵)部位以PVC管或鋼管進行保護，如遇交叉施工，派專人看護光纜，如有損毀、及時按照規(guī)范要求進行光纜聯(lián)接。(16)根據(jù)土建項目的施工進度計劃安排安全監(jiān)測項目的實施計劃，并使各監(jiān)測項目的控制工期與相應(yīng)土建項目的控制工期相協(xié)調(diào)。(12)測試元件及監(jiān)測儀器均來自正規(guī)廠家的合格產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家獲得ISO9000系列質(zhì)量體系認證，測試元件有合格證，監(jiān)測儀器定期進行校核、標定。圖166 監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋流程圖現(xiàn)場施工監(jiān)控量測監(jiān)測設(shè)計資料調(diào)研量測結(jié)果的微機信息處理系統(tǒng)量測結(jié)果的綜合處理及反分析監(jiān)測結(jié)果的綜合評價量測結(jié)果的形象化、具體化報送設(shè)計、監(jiān)理單位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性判斷經(jīng)驗類比理論分析甲方、規(guī)范要求等 地層、周圍建筑物等動態(tài)及現(xiàn)狀分析說明、提交修正說明、施工建議反饋設(shè)計施工是否改變設(shè)計、施工方法新設(shè)計施工方法調(diào)整施工參數(shù)、改變施工方法或輔助施工措施否是(6)將檢驗合格的儀器設(shè)備，放在干燥的倉庫中妥善保管。(3)如出現(xiàn)變形速率突然增大出現(xiàn)不穩(wěn)定征兆時，進行適時監(jiān)測觀察，委派專職觀察員對初支進行監(jiān)視；如伴有響聲及新生裂縫，立即暫停正常施工，加強支護和采取可能的搶救性措施。還可通過插值法，在實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用函數(shù)近似的方法，求得符合測量規(guī)律而又未實測到的數(shù)據(jù)。6 監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與信息反饋為確保監(jiān)測結(jié)果的質(zhì)量，加快信息反饋速度，建立快速信息反饋平臺。⑥基坑外地表最大沉降坡度5‰。5 監(jiān)測管理等級基準與結(jié)束標準(1)監(jiān)測結(jié)束標準1)暗挖隧道監(jiān)測結(jié)束標準根據(jù)收斂速度判別：一般地段：收斂速度＞5mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態(tài)，加強初期支護系統(tǒng)；收斂速度＜，圍巖基本達到穩(wěn)定。3)監(jiān)測頻率：開挖面距河床2B和開挖通過時每天1～2次，開挖面距河床5B時每兩天一次，開挖面距河床5B時每周一次。3)監(jiān)測儀器：精密水準儀、經(jīng)緯儀(或全站儀)。(3)地表沉降監(jiān)測1)監(jiān)測范圍及點位布置：對沿線路縱向暗挖隧道陸域段進行地表沉降量測，為了獲得地表沉降變形規(guī)律及確保先行隧道安全順利進行施工，在橫向選擇隧道兩側(cè)開挖線以外2倍洞跨范圍內(nèi)進行監(jiān)測，根據(jù)隧道埋深和結(jié)構(gòu)的不同，選擇不同的監(jiān)測斷面間距。觀察開挖面附近初期支護狀況和噴砼表面裂紋狀況，結(jié)合變形監(jiān)測判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性和初期支護的可靠性。“○”為選測項目對工程附近的管線監(jiān)測包括水平位移,垂直位移,水平標高,管段撓度,接縫情況等。(4)10號斜井工區(qū)迂回導(dǎo)坑大斷面試驗段(F7斷層主帶)松散脫落帶：局部出現(xiàn)(主要集中在斷面突變處)，；松動帶：～；過渡帶：～；。常規(guī)變形常規(guī)變形量測包括初期支護拱頂下沉及水平收斂，及二次襯砌拱頂下沉及水平收斂量測，初期支護變形量測斷面沿隧道縱向每5m布置一個，二次襯砌變形量測每10~20m布置一個。二襯分擔壓力比例沿橫斷面分布如圖3419所示。通過對實測支護壓力終值的統(tǒng)計分析，可得荷載側(cè)壓力系數(shù)。其中，B為開挖洞室的跨度，△（平均值），△（平均值），α則為Sy與Sz的合位移S與鉛垂線的夾角。在F7斷層共布置13個三維位移量測斷面，左線隧道5個，分別為DK177+150、+19+23+270、+318；右線隧道共6個，分別為YDK177+1+18+2+27+32+400；右線迂回導(dǎo)坑2個，分別為YyK0+18+193。如果噴層厚度已較厚時，則不應(yīng)再增加噴層厚度，而應(yīng)增強錨桿、調(diào)整施工措施、改變封底時間等。圍巖壓力大，即作用于初期支護的壓力大。一般認為錨桿局部段的K值稍小于1是允許的，因為鋼材有一定的延性。應(yīng)當特別指出的是，在流變性和膨脹性強烈的地層中，單靠初期支護不能使圍巖位移收斂時，就宜于在位移收斂以前，施作模筑混凝土二次襯砌，做到有效地約束圍巖位移。它包括三個方面：位移量(絕對或相對)、位移速率、位移加速度，見第五章第三節(jié)有關(guān)內(nèi)容。量測數(shù)據(jù)反饋設(shè)計、施工的理論法，目前正在蓬勃興起，那就是將監(jiān)控量測與理論計算相結(jié)合的反分析計算法，這里，簡要介紹根據(jù)對量測數(shù)據(jù)的分析來修正設(shè)計參數(shù)和調(diào)整施工措施的一些