隧道施工監控量測技術-資料下載頁

　　

【正文】 應在開挖后12h內讀取，最遲不超過24h，而且在下一循環開挖前，讀取初期變形值的讀數。凈空水平收斂測線的布置根據施工方法、地質條件、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一條水平測線，采用單側壁導坑開挖時，在兩導坑墻中各設一條水平測線，沿隧道縱向在拱頂和先行導坑拱頂布設測點。必要時視收斂變形情況，決定是否對仰拱隆起進行監測。量測測點布置圖詳見圖161。2)監測儀器：精密水準儀，銦鋼尺，鋼掛尺，收斂計等。(3)地表沉降監測1)監測范圍及點位布置：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開挖線以外2倍洞跨范圍內進行監測，根據隧道埋深和結構的不同，選擇不同的監測斷面間距。洞口淺埋段隧道軸線上每10m布設測點，其余段每20m布設一沉降監測主斷面，橫向觀測點間距一般在隧道頂部為2m，頂部外為5m，每個斷面布設15～25個測點。地表觀測點按普通水準點埋設，在3～4倍洞徑外設置水準基點。地表沉降觀測示意見圖162。圖161 拱頂下沉及收斂量測測點布置圖2)監測儀器：精密水準儀，銦鋼尺。(4)地下管線沉降量測1)管線調查：施工前向有關管線管理單位進行調研，收集管線圖。在缺乏圖紙資料時，采用管線探測儀進行現場勘查，或向附近的管線用戶進行詢查，準確判斷開挖對地下管線產生的影響，防止地下管線因變形過大而出現開裂。2)監測方法和測點布置：地下管線沉降測點盡量利用管線設施布設直接測點，即沿管線方向每5～10m布設一監控點,監測方法與地表沉降監測相同。3)監測儀器：精密水準儀、經緯儀(或全站儀)。 4)監測頻率：開挖面距測量斷面前后＜2B時，1～2次/天；距測量斷面前后＜5B時，1次/2天；距測量斷面前后＞5B時，1～2次/周。(5)瀏陽河水位及河床高程監測1)監測范圍：橫向線路中線兩側3倍洞跨范圍，縱向為本標段對應瀏陽河河寬。圖162 地表沉降觀測示意圖2)監測方法：水位數據采集采用GPS RTK技術，并對其進行Kalman濾波。實際水下地形實測時，定位采用RTK技術，測深采用單頻測深儀。利用單頻測深系統按一定的比例尺要求進行實測。將實測的深度數據通過水位改正，獲得河床的數字地面高程數據，并利用基于M估計的抗差濾波方法對其進行粗差剔除。最后繪制該實驗區域的DTM圖形。3)監測頻率：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。(6)地層位移監測1)監測范圍和方法：土體分層沉降監測根據隧道上方的建筑物分布情況來確定，本項目建筑物位于隧道線路斜上方，在線路上方沿建筑物側面布置最少2個土體分層沉降監測孔。2)監測儀器：鋼筋計、地層分層沉降儀等。(7)初期支護鋼拱架及二次襯砌鋼筋應力量測1)測點布置：在水下不良地質段5～10m設置一監測斷面，共選擇2～5個斷面進行。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8個，主要量測初支結構拱架主力筋和二次襯砌鋼筋的受力情況，以此評價支護結構的受力狀況及合理性，推求圍巖壓力。2)量測儀器和方法：在同一斷面初期支護格柵主筋與二次襯砌鋼筋上設置應力量測點，截斷一段格柵主筋和襯砌鋼筋，將鋼筋應力計焊接在此段代替主筋受力，通過數據傳輸線進行受力量測。4 明挖基坑監控量測監控量測的項目主要根據工程的重要及難易程度、工程地質和水文地質、圍護結構形式、基坑深度、施工方法、經濟情況、工程周邊環境等綜合而定，本標段明挖基坑及支護結構測點布置見圖163?；颖O測橫斷面布置圖。5 監測管理等級基準與結束標準(1)監測結束標準1)暗挖隧道監測結束標準根據收斂速度判別：一般地段：收斂速度＞5mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態，加強初期支護系統；收斂速度＜，圍巖基本達到穩定。特殊地質地段：收斂速度＞3mm/d時，加強初期支護強度和剛度，嚴格控制過大變形。各量測項目持續到變形基本穩定2周后結束量測，水下不良地質段位移長時間不能穩定時，延長量測時間并采取加強措施,保證結構穩定。2)明挖隧道監測結束標準①深層土體側向最大水平位移為50mm，位移變化速率為4mm/d；結構側向最大水平位移為30mm，位移變化速率為3mm/d。②最大支撐軸力：第一道8000kN，第二道9000kN。③豎向立柱沉降值為20mm。④坑外地下水位每天下降5nun。⑤。⑥基坑外地表最大沉降坡度5‰。各量測項目持續到變形基本穩定2～5周后結束量測，當有危險征兆時，需延長量測時間連續監測并采取加強措施,保證結構穩定。(2)監測管理等級基準1)暗挖隧道監測管理等級基準建立暗挖隧道監測變形管理等級標準，管理等級分三等，其等級劃分及相應基準值見表164和表165。通過對監測結果的比較和分析來判定支護結構的穩定性和安全性，并指導施工。2)明挖基坑監測管理等級基準建立明挖隧道監測變形管理等級標準，管理等級分三等，其等圖163 基坑監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。Un的確定：Un的確定應考慮圍巖類別、隧道埋置深度等因素并結合現場條件選擇。表165 結構允許相對位移表(%) 埋深圍巖級別50m50～300mV～～表166 明挖基坑安全等級與支護結構允許水平位移表安全等級條件重要性系數最大水平位移值一級H≥15m或H≥7m且A≤2H%H且不大于40mm二級H≥7m%H且不大于60mm三級H7m%H且不大于100mm級劃分及相應基準值見表166。通過對監測結果的比較和分析來判定支護結構的穩定性和安全性，并指導施工。6 監測數據統計分析與信息反饋為確保監測結果的質量，加快信息反饋速度，建立快速信息反饋平臺。監控量測設置洞內和洞外兩個監測小組，每個小組的監測數據均由計算機管理，并與項目總工計算機通過局域網進行內部快速傳遞，從而做到每日監測結果的及時上報。如有變形超過管理標準，則由總工根據相關要求制定對策，通過調度命令直接傳達到作業隊執行，并同時通過書面、電話及其它方式通知建設、監理和設計單位。周報、月報則通過書面形式上報項目總工，由項目部按期向施工監理、設計單位和業主單位提交監測報告，并附上相對應的測點位移或應力時態曲線圖，對施工情況進行評價并提出施工建議。工程監控量測作為施工組織的重要內容之一，置于動態管理體系之中，具體包括監測數據的整理、分析和信息反饋等幾個主要方面。(1)監測數據的整理、分析1)數據整理：把原始數據通過一定的方法，用頻率分布的形式把一組數據分布情況顯示出來，進行數據的數字特征計算,并整理分析。2)回歸分析和曲線擬合：繪制量測數據的時態變化曲線圖(即時態散點圖，如圖164所示)和距開挖面關系圖。圖164 時態散點示意圖0時間(t).變形值(mm).在取得足夠的數據后，再根據散點圖的數據分布狀況，選擇合適的函數，對監測結果進行回歸分析，以預測該測點可能出現的最大位移值或應力值，預測結構和建筑物的安全狀況，防患于未然。還可通過插值法，在實測數據的基礎上，采用函數近似的方法，求得符合測量規律而又未實測到的數據。常用的回歸函數有：對數函數 U=Alg(1+t)+B 指數函數 U=AeB/t U=A(eBteBt0)雙曲函數 式中：U—變形值(或應力值)；A、B—回歸系數；t、t0—測點的觀測時間(day)；T—量測時距開挖時的時間(day)。 (2)監控量測數據的反饋流程監控量測信息反饋組織流程見圖165。監測數據反饋流程見圖166。圖165 監測數據反饋組織流程圖監理與業主工程施工監測組測量參數項目經理施工監測總工程師調整施工參數 (3)信息反饋設計的主要內容施工方法變更的建議；施工工序的更改；預留變形量的修改或確認；設計參數的修改或確認；輔助施工措施的選擇與變更；周邊環境的影響評估及輔助施工措施建議。7 暗挖隧道監測結果異常的處理(1)如果是由于基底下沉引起的，盡快將仰拱封閉，如仍然下沉，在墻角處加設錨桿，復噴混凝土并在基底鉆孔注漿加固、換填或施工樁基。(2)如果是由于圍巖壓力引起的，多次復噴并用錨桿加固圍巖，補強初期支護。在下一循環施工時，修改支護參數，增強初期支護，同時增大觀測頻率；必要時經監理同意施作二次襯砌，如果需加強襯砌則會同設計單位商定。(3)如出現變形速率突然增大出現不穩定征兆時，進行適時監測觀察，委派專職觀察員對初支進行監視；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。8 監控量測施工質量保證措施(1)成立監測管理小組，所有監控量測工作人員均具有相應資質和兩年以上工作經驗，監測組組長由具有豐富施工、監測經驗及有結構受力計算、分析能力的工程師擔任，在項目總工的領導下進行日常監測、分析、反饋及資料整理工作。監測工作需制定監測計劃經相關部門審批后按計劃有步驟地進行。(2)監測組與監理工程師密切配合工作，及時向總工、項目負責人和監理工程師報告情況，并提供有關切實可靠的數據記錄。(3)制定切實可行的監測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃之中。(4)所有量測作業人員持證上崗，并建立質量責任制，確保施工監測質量；并且人員相對固定，保證數據資料的連續性。(5)在現場設立儀器檢驗、率定室，對所有傳感器及光(電)纜進行率定、檢驗。按規定屬強檢的儀器設備，要經過國家標準計量單位或國家認可的檢驗單位檢驗合格，且檢驗結果在有效期內。圖166 監測數據反饋流程圖現場施工監控量測監測設計資料調研量測結果的微機信息處理系統量測結果的綜合處理及反分析監測結果的綜合評價量測結果的形象化、具體化報送設計、監理單位結構穩定、安全性判斷經驗類比理論分析甲方、規范要求等 地層、周圍建筑物等動態及現狀分析說明、提交修正說明、施工建議反饋設計施工是否改變設計、施工方法新設計施工方法調整施工參數、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備，放在干燥的倉庫中妥善保管。對存放時間達到3個月而未安裝的儀器，在安裝時將對儀器性能再次檢驗。(7)設定監控量測管理基準值，當發現超過基準值時，立即報告監理，并向監理報送應急補救措施。(8)儀器安裝之前，對每支儀器按儀器制造商的說明書及本規范的規定進行檢驗、率定，以確保儀器可以正常工作,儀器設備安裝完畢后，會同監理工程師立即對儀器設備的埋設安裝質量進行檢查和驗收，經監理工程師確認其質量合格后，進行下道工序的施工,并向監理工程師提交一份儀器的檢驗、率定報告。(9)對所裝儀器進行監管和保護，如果所裝儀器損壞或丟失，及時安裝替換儀器；對完成的監測土建工程(觀測站、觀測墩、保護墩等)進行監管和維護，如有損毀、及時修復；監測儀器光纜在埋設引線過程中，復雜(關鍵)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、及時按照規范要求進行光纜聯接。(10)觀測前，按有關規定對儀器、儀表的力學特性、溫度特性及防水密封絕緣特性等進行標定檢驗。確保儀器的穩定可靠性和保證觀測的精度。(11)觀測前，采用增加測回數的措施，保證初始值的準確性。(12)測試元件及監測儀器均來自正規廠家的合格產品，生產廠家獲得ISO9000系列質量體系認證，測試元件有合格證，監測儀器定期進行校核、標定。(13)各監測項目在監測過程中嚴格遵守相應的實施細則。(14)量測數據經現場檢查、室內兩級復核之后上報，且量測數據的存儲、計算、管理均用計算機系統進行。(15)監測項目的觀測要求和頻次嚴格按規范及設計要求執行。(16)根據土建項目的施工進度計劃安排安全監測項目的實施計劃，并使各監測項目的控制工期與相應土建項目的控制工期相協調。在工程實施過程中將根據整個工程的實際進度情況不斷進行調整，以確保承擔的監測項目能同主體工程一起，按期完成目標進度。168 /