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隧道监测的项目和方法
日期:2017-7-31 9:41:15 作者:佚名 来源:本站原创
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隧道监测项目包括:洞内外观察、洞内周边位移量测、拱顶下沉量测、地表沉降量测、建筑物基础沉降等必测项目;围岩体内位移量测、模筑二次衬砌应力监测、围岩压力及支护间压力量测;锚杆内力及抗拔力量测;钢支撑内力量测等选测项目。

1. 洞内外观察

1.1观测内容

(1)对开挖后没有支护的围岩:

1)岩质种类和分布状态,近界面位置的状态;

2)岩性特征:岩石的颜色、成分、结构、构造;

3)地层时代归属及产状;

4)节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性,断面状态特征,充填物的类型和产状等;

5)断层的性质,产状,破碎带宽度、特征;

6)溶洞的情况;

7)地下水类型,涌水量大小,涌水压力,湿度等;

8)开挖工作面的稳定状态,顶板有无剥落现象;

9)核准围岩级别。

(2)开挖后已支护段:

1)初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录;

2)有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象;

3)喷混凝土是否产生裂隙或剥离,要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏;

4)有无锚杆和喷混凝土施工质量问题;

5)钢架有无被压弯现象;

6)是否有底鼓现象。

(3)洞外观察

主要是了解洞口、洞身和浅埋段的地表变形、开裂情况。

1.2观察目的

通过对洞内外观察,以达到:

1)预测开挖面前方的地质条件;

2)为判断围岩、隧道的稳定性提供依据;

3)根据喷层表面状态及锚杆的工作状态,分析支护结构的可靠程度;

4)掌握地表变形变位及开裂等情况。

1.3观测方法

每次爆破开挖后,利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录,观测中,如发现异常现象,要详细记录发现的时间、具体的里程位置以及对异常情况的描述。

1.4 监测频率

每次开挖后及初期支护后及时进行观察,暂定平均按每5m一个断面观察成果。

2 隧道周边收敛监测

2.1 监测内容

隧道周边收敛监测,是监测隧道内壁两点连线方向的相对位移或监测点的绝对位移量。

2.2 监测目的

对隧道周边进行收敛观测,主要有以下目的:

1)周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映,监测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息,以确定初期支护的安全性;

2)根据变位速度、变位加速度判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时机;

3)判断初期支护设计与施工方法选取的合理性,用以指导设计和施工。

2.3 监测方法

在隧道内设置监控量测断面,每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点,利用收敛计,采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传递位移的媒介,通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。

测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设,在爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。

2.4 测试仪器

SWJ-Ⅳ型隧道收敛计。

2.5监测精度

监测的最小精度1.0mm。

2.6 测点布置

本隧道平均15米布设一个监测断面,每监测断面设置不少于4条测线,测点分别布置在拱顶及两侧。

2.7水平收敛警戒值

根据《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)锚喷衬砌和复合式衬砌初期支护的允许洞周水平相对收敛值如表2-1所示。

围岩级别

覆盖层厚度(M)v 

<50

50~300

>300

0.1~0.3

0.2~0.5

0.4~1.2

0.15~0.5

0.4~1.2

0.8~2.0

0.2~0.8

0.6~1.6

1.0~3.0

2-1 隧道周边允许相对位移值(%)

2.8监测频率

位移速度(mm/d)

距工作面距离

频  度

备注

>10

(0~1)D

1~2次/1天

注:D为隧道宽度

5~10

(1~2)D

1次/1天

1~5

(2~5)D

1次/2天

<1

>5D

1次/1周

本隧道拱顶沉降和周边收敛监测按表2-2所列频率进行。

2-

3 隧道拱顶下沉监测

3.1 监测内容

拱顶下沉监测,是指对隧道拱顶的实际下沉位移值进行监测,是相对于不动点的绝对位移。

3.2 监测目的

对隧道拱顶进行沉降观测,主要有以下目的:

1)通过拱顶位移监测,了解断面的变形状态,判断隧道拱顶的稳定性;

2)根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时机;

3)指导现场设计与施工。

3.3 监测方法

在隧道内设置监测断面,在隧道拱顶设置测点,安设隧道拱部监测测点,将钢尺或收敛计挂在作为隧道拱部测点上作为标尺,后视点可设在稳定的部位,用水平仪观测。

测点应在距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。

3.4监测精度

监测的最小精度1.0mm。

3.5测点布置

本隧道平均15米布设一个监测断面,和隧道周边收敛布设于同一断面上。每监测断面设置在拱顶处设置监测测点。如图2-1所示。

3.6拱顶沉降警戒值

根据隧道埋深及围岩类别确定拱顶沉降控制值,按表2-1要求取值。

3.7监测频率

2 隧道收敛位移和拱顶下沉监测频度表

按表2-2所列频率进行。

4 地表下沉量测

4.1监测内容

测试洞口浅埋段隧道开挖时对地面沉降的影响及其影响范围。

4.2 监测目的

1)判断开挖时对地面沉降的影响及其影响范围;

2)根据监测结果决定对该区段设计、施工方法的调整和变更;

3)保证施工安全,优化支护参数;

2.4.3 测试方法

用水准仪、全站仪对测点的高程进行量测,计算其高程的变化量。

4.4 测试仪器

水准仪、钢尺、全站仪

4.5测点布置

垂直隧道轴线在洞口段设置监测断面,隧道范围内从拱顶位置左右间隔2m对称布设沉降观测点。本隧道在进出口左右线各布置两个监测断面,对于洞口坡度较缓的,设置两个沉降监测断面,每断面不少于7个监测测点;洞口坡度较陡的,设置一个沉降监测断面,不少于7个监测测点,和一个水平位移监测断面,不少于4个监测测点。地表下沉桩的布置宽度应根据围岩级别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定,地表下沉量测断面的间距按表3采用。

埋置深度 H

地表下沉量测断面的间距 (m)

H>2B

20-50

B<H<2B

10-20

H<B

5-10

  地表下沉量测断面布置表 2-3

4 房屋基础沉降监测

隧道下穿周边有厂区办公及宿舍房,需进行建筑物基础沉降监测。测点布置在建筑物基础的四个角上,从开挖面前方30米开始,直至开挖面后30米,沉降基本停止为止。

为了保证施工影响范围内建筑物的安全,在施工过程中需进行建筑物监测,目的是掌握工程施工期间建筑物的变化情况,以便当建筑物变形过大,及时采取有效的保护加固措施,确保建造物安全。在地下工程施工前,应对施工现场周边的建筑物进行调查,根据建筑物的历史年限、使用要求以及受施工影响程度,确定具体的监测对象。然后,根据所确定的拟要监测的对象进行详细调查,以确定监测内容及监测方法。

a) 建筑物四角或沿外墙每6~8m处或每隔2~3根柱基上。

b) 裂缝、沉降缝、伸缩缝和不同埋深的基础两侧,框架结构的主要柱基或纵横轴线上。

c) 人工地基与天然地基的接壤处;建筑物不同结构的分界处。

5 下穿高压铁塔段的监测方案

隧道下穿高压铁塔地段前后30米范围列为重点监测地段,洞内监测项目按表5-4-1执行,地表沉降监测布点沿线路纵向每5米一个断面,每个断面7个测点,并在铁塔基础四个角增设4个监测点。


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