京廣鐵路段暗挖隧道監(jiān)控量測(cè)方案
2015-12-03 
   1、監(jiān)控量測(cè)的目的

   監(jiān)控量測(cè)是隧道在施工過程中不可缺少的內(nèi)容,不僅監(jiān)測(cè)地層、圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系、淺埋段圍巖、支護(hù)動(dòng)態(tài),及施工對(duì)既有建(構(gòu))筑物的影響,通過對(duì)兩側(cè)數(shù)據(jù)的整理和分析,及時(shí)確定相應(yīng)的施工措施,確保施工過程和既有建筑的安全。

   2、監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目

   2.1、必測(cè)項(xiàng)目是施工中必須作為一道工序進(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目。它包括:

   (1)洞內(nèi)外觀察

   (2)水平相對(duì)凈空變化值的量測(cè)

   (3)拱頂下沉的量測(cè)。

   (4)地表沉降

   2.2、選測(cè)項(xiàng)目是根據(jù)圍巖性質(zhì)、隧道埋置深度、開挖方式等條件自行確定的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目,作為必測(cè)項(xiàng)目的驗(yàn)證和補(bǔ)充。它包括:

   (1)圍巖壓力

   (2)鋼架壓力

   (3)隧底隆起

   3、量測(cè)斷面的間距和頻率

   3.1、洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護(hù)觀察,地質(zhì)及支護(hù)狀況的觀察,對(duì)判斷圍巖的穩(wěn)定性、進(jìn)行開挖前方的地質(zhì)預(yù)報(bào)等十分重要,所以地質(zhì)觀察和記錄對(duì)開挖后的每一個(gè)工作面都應(yīng)及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行物理力學(xué)試驗(yàn)。初期支護(hù)完成后應(yīng)進(jìn)行噴層表面裂縫及其發(fā)展、滲水、變形觀察和記錄。

   3.2、洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定,地表水滲透等觀察。

   3.3、凈空變形量測(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,其間距按表1采用。拱頂下沉量測(cè)與凈空水平收斂量測(cè)應(yīng)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行,并用相同的量測(cè)頻率,應(yīng)從表2根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離較高的一個(gè)量測(cè)頻率。

   3.4、地表下沉量測(cè)應(yīng)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。地表下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)與凈空水平收斂及拱頂下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置在同一斷面內(nèi)。

   3.4、需要進(jìn)行橫斷面方向地表下沉量測(cè)時(shí),其測(cè)點(diǎn)間距應(yīng)采取2~5米,在同一量測(cè)斷面內(nèi)應(yīng)取7~11個(gè)測(cè)點(diǎn)。地表下沉的量測(cè)頻率應(yīng)和拱頂下沉及凈空水平收斂的量測(cè)頻率相同。地表下沉量測(cè)應(yīng)在開挖工作面前方H0+B(隧道埋置深度+隧道最大開挖寬度)處開始,直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉,下沉基本停止時(shí)為止。

   4、測(cè)點(diǎn)設(shè)置要求及測(cè)設(shè)工具

   周邊位移量測(cè)以水平相對(duì)凈空變化值的量測(cè)為主,水平凈空變化量測(cè)線的布置應(yīng)根據(jù)施工方法、地質(zhì)條件、量測(cè)斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。拱頂下沉量測(cè)斷面的位置在每一斷面宜布置1~3個(gè)點(diǎn)。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)的安裝應(yīng)能保證在開挖后12小時(shí) (最遲不超過24小時(shí))內(nèi)和在下一循環(huán)開挖前測(cè)到初次讀數(shù)。坑道周邊收斂計(jì)可選鉸彈簧式或重錘式,拱頂下沉量測(cè)采用水平儀、水準(zhǔn)儀和掛鉤鋼尺等,有條件時(shí)可采用激光隧道斷面監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行量測(cè)。變形量測(cè)可采用單點(diǎn)或多點(diǎn)式錨頭和傳力桿,配以機(jī)械式百分表或點(diǎn)測(cè)位移計(jì)。

   5、量測(cè)方法及數(shù)據(jù)處理

   5.1、水平收斂量測(cè)

   5.1.1、量測(cè)方法

   水平相對(duì)凈空變化的量測(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+εt

   Xto——初讀數(shù)時(shí)經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值,

   Xt0= X0+εt0

   Xt——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;

   ε——溫度修正值,

   εt=α(T0-T)L

   α——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。

   5.1.2、數(shù)據(jù)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。
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