隧道监测专项方案Word格式.docx
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隧道区在复式背斜北翼,关键出露三叠系地层,次级褶皱宽缓,大部分地段地层近于水平,仅在发育次级褶皱地段地层发生倾斜,倾角介于10o~35o之间。
区内断裂结构不甚发育,地壳运动相对比较微弱。
依据中国地震烈度区划分图(),本区地震基础烈度为Ⅵ度区,地震动峰值加速度g=0.05,反应谱特征周期s=0.45。
隧道区地下水类型关键为黄土孔隙裂隙水及基岩裂隙水,关键受大气降水补给,富水较弱。
进、出口段隧道洞室在地下水位以上,在通常情况下可按无水考虑,但在雨季,尤其是连续降水时段,地表水入渗造成洞室形成渗水,按大气降水入渗估算该段涌水量;
洞身段在地下水以下,分别按达西定律和水平廊道集水法计算该段涌水量。
隧道估计涌水量左线为1161.05m3/d,右线为1181.84m3/d。
2监控内容
依据招标文件、设计资料和现场实际情况,对隧道进行超前地质预报、周围位移、拱顶下沉、地表下沉进行监控量测。
3监测依据
《公路隧道设计规范》JTGD70-;
《公路隧道施工技术规范》JTGF60-;
《公路隧道施工技术细则》JTG/TF60-;
《岩土工程勘察规范》(GB50021—);
《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—98);
施工图设计资料及工程地质勘察汇报,协议文本。
4人员及仪器设备
人员组成见表1,关键仪器设备见表2
参与人员表1
序号
姓名
职称
本项目职务
1
高级工程师
项目责任人
2
检测工程师
技术责任人
3
监测组长
4
监测员
5
检测员
6
关键仪器设备表2
仪器名称
数量
单位
规格型号
仪器编号
检测项目
瑞典MALA地质雷达
台
X3M
HRYQ146
地质超前预报
RAMAC屏蔽天线
套
100MHZ
HRYQ146-2
精密自动安平水准仪
DSZ2+FS1
HRYQ
地表下沉、拱顶下沉
因瓦线条式水准尺
(铟钢尺)
3M
数显收敛计
JSS30A型
周围位移
我单位中标后将立即成立×
高速公路隧道监测项目部,由比较熟悉超前预报及监控量测工作4-6人组成(见表1)。
项目责任人统一协调管理,依据项目实际情况,若技术难度比较大,可合适增加人员及仪器设备。
项目部下设监测小组,人员配置及职责以下:
项目责任人:
负责组织生产、人员设备调度,对外沟通、联络。
对本项目质量、安全负全责。
技术责任人:
对项目标技术及质量负责,编写实施细则,审定汇报等。
现场监测组:
设组长1人,组员3人,关键负责监测实施方案、现场数据测试、资料综合分析,并负责提交监测汇报。
5监测频率
依据施工图设计资料和《公路隧道施工技术规范》(JTGF60—)要求,隧道现场监控量测频率见表3。
现场监测项目及频率表3
监测内容
方法及仪器
测点部署
量测间隔时间
1~15d
16~1
个月
1~3
大于
3个月
地质雷达法
每30m一个断面
依据实际预报结果决定下一测试断面位置
洞内、外观察
现场观察、地质罗盘等
开挖及早期支护后进行
-
拱顶下沉
水准测量法,精密水准仪、铟钢尺等
h<
30m时,S=10mh>
30m时,S=20m
2次/d
1次/2d
1次/周
1次/月
多种类型收敛计
地表下沉
水准测量法,精密水准仪,铟钢尺等
15m时,S=5m15m<
开挖面距量测断面前后<30m时,
2次/d;
开挖面距量测断面前后<60m时,
1次/2d;
开挖面距量测断面前后<80m时,
1次~7d;
注:
S—测量间距;
h—隧道埋深。
6监测方法
6.1超前地质预报
地质雷达法是一个用于确定地下介质分布电磁波法,是一个高分辨率探测方法。
该方法是经过天线向掘进方向发射高频电磁波,对于不一样介质(地质体),电磁波传输特点不一样,当碰到存在电性差异介质界面时,便发生反射,并返回为接收天线接收。
电磁波在介质中传输时间和距离成正比,所以可计算出界面位置,并可依据反射波振幅、频率特征推测地质体性质。
断层破碎带、含水带、软弱结构面、溶洞等全部和周围岩石存在较大电性差异,用GPR方法进行超前地质探测正是基于这一前提。
现场探测时,可在掌子面布设“井”字型测网(测线部署见图1)。
当区域结构走向和隧道轴线大致平行时,应在隧道侧壁部署部分测线。
采取连续观察方法,用REFLEXW专用软件对采集数据进行处理。
在资料处理基础上,分析地质雷达图象,识别反射信号,确定电磁波在岩石介质中传输速度、反射波抵达时间,计算反射界面位置,经过分析反射波振幅、频率,结合前期勘察资料推断地质体性质。
图1地质超前预报测线示意图
探地雷达(GPR)方法是一个高频电磁波法,其含有频率高、衰减快特点,所以探测距离较短(30米为宜)。
但其分辨率高,对围岩内软弱结构面、岩溶、富水带等地质异变情况探测效果好,且施工方便。
6.2周围位移、拱顶下沉
周围位移、拱顶下沉和地表下沉(浅埋地段)等必测项目设置在同一断面,其量测断面间距、测试频率应依据表3确定。
周围位移、拱顶下沉量测部位和测点部署见图2。
1.5m
测点埋设:
采取φ22钢筋,长30cm,端部用φ8钢筋焊接一个三角形,用于挂尺。
隧道开挖后布设拱顶测点和两对水平收敛测点。
布点时要求将钢筋垂直锚入隧道顶面或侧壁围岩中,外露5cm左右。
对测点要采取保护方法(如用塑料袋包裹,以防喷浆时沾上水泥浆而引发量测误差)并做上标识。
图2周围位移、拱顶下沉测点部署图
在不受到爆破影响范围内立即安设测点,距开挖面不应超出2m,埋入围岩深度不应小于0.2m,将测点用水泥砂浆牢靠固定在选定位置上,测点应牢靠、可靠、易于识别,能真实地反应围岩、支护动态改变信息。
测点牢靠后即可测量,并应在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不得超出24h,而且在下一循环开挖前必需完成。
周围位移测试方法:
1)将收敛计放在待测位置进行恒温。
2)把SR44W型氧化银纽扣电池装入电池盒内,然后对仪器进行“对零”,测量现场温度并统计。
3)打开收敛计钢尺摇把,拉出尺头挂钩放入测点孔内,将收敛计拉至另一端测点,并把尺架挂入测点孔内,选择适宜尺孔,将尺孔销插入,用尺卡将尺和联尺架固定。
4)调整调整螺母,仔细观察,使塑料窗口上刻线对在张力窗口内标尺上两条白线之间(每次应一致)。
5)记下钢尺在联尺架端时基线长度和数显读数。
每次观察最少完成三次读数,取其平均值为此次观察读数值。
当三次读数极差大于0.05mm时,应重新测试。
拱顶下沉测试方法:
对于浅埋隧道,可由地面钻孔,使用挠度计或其它仪表测定拱顶相对地面不动点位移值。
对于深埋隧道,可在拱顶布设固定测点,将铟钢尺挂在拱顶测点上,后视点可设在稳定衬砌上,用精密水准仪进行观察。
第一次读数后视点读数为A1,前视读数为B1;
第二次后视点读数为A2,前视读数为B2。
6.3地表下沉
地表下沉断面间距、测试频率见表3,测点部署见图4。
5m
(3-8)×
5×
2m
45º
测点
图4测点部署图
基点埋设:
基点应埋设在沉降影响范围以外稳定区域,而且应埋设在视野开阔、通视条件很好地方;
基点数量依据需要埋设,基点要牢靠可靠。
基点埋设方法见图5。
图5基点埋设图(单位:
cm)
沉降测点埋设:
用冲击钻在地表钻孔,然后放入长200~300mm,直径20~30mm圆头钢筋,四面用水泥砂浆填实。
测试方法:
1)观察方法采取精密水准测量方法。
将三脚架调至合适高度使架头顶面大致水平。
将仪器安放在架头,拧紧中心螺丝。
调整仪器脚螺旋,使圆水准器气泡居中。
检验赔偿器是否正常工作,假如正常即可进行高程测量,反之重新整平。
用粗瞄器瞄准目标,使目标进入望远镜视场,再使用水平微动手轮使目标移到视场中心,转动调焦手轮使目标成像清楚而且和分划板没有视差。
在望远镜视准线对应铟钢尺镜像刻度处,正确读取水平状态数据。
2)基点和周围水准点联测取得初始高程。
观察时各项限差宜严格控制,每测点读数高差不宜超出0.3mm,对不在水准路线上观察点,一个测站不宜超出3个,超出时应重读后视点读数,以作查对。
首次观察应对测点进行连续两次观察,两次高程之差应小于±
0.5mm,取平均值作为初始值。
3)注意事项
(1)使用仪器前必需先具体阅读仪器操作说明书及注意事项,不得违规操作。
(2)仪器在运输和使用过程当中,必需轻拿轻放,防潮防震。
(3)观察时应避免阳光直照在仪器上,以免影响观察精度。
(4)仪器应做定时检验和维修。
7数据整理分析和反馈
监测信息反馈应依据检测数据分析结果,对工程安全性及工程施工质量进行评价,并提出对应工程对策和提议。
地质预报信息反馈步骤见图5,监控量测信息反馈步骤见图6。
1)对早期时态曲线应进行回归分析,估计可能出现最大值和改变速度,掌握位移改变规律。
2)数据异常时,应立即分析原因,提出对策和提议,并立即反馈给相关单位。
3)每次量测后应立即进行数据整理和数据分析并绘制量测数据时态曲线和距开挖面距离图;
4)应绘制地表下沉沿隧道纵向和横向改变速率曲线。
应依据量测数据处理结果,立即提出调整和优化施工方案和工艺;
围岩变形和速度较大时,应立即采取安全方法,并提议变更设计。
5)围岩稳定性、二次支护时间应依据所测得位移量或回归分析所得最终位移量、位移速度及其改变趋势、隧道埋深、开挖断面大小、围岩等级、支护所受压力、应力、应变等进行综合分析判定。
6)最大下沉量控制标准依据地面结构类型和质量要求而定,大约1~2cm在弯变点地标倾斜应小于结构要求,通常应小于1/300.
7)依据回归分析假如地表下沉量超出上述标准,应采取方法。
8)围岩稳定性综合判别,应依据测量结果,按下列指标判定:
(1)实测位移值(U)不应大于隧道极限位移(Uo),通常情况下,宜将隧道设计得预留变形量作为极限位移,而设计变形量应依据检测结果不停修正。
依据公路隧道施工技术细则(JTG/TF60—)位移管理等级见表4。
位移管理等级表4
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅲ
U<(Uo/3)
可正常施工
Ⅱ
(Uo/3)≤U≤(2Uo/3)
应加强支护
Ⅰ
U>(2Uo/3)
应采取特殊方法
(2)依据位移改变速度判定
经过中国下坑、金家岩、军全部山、云台山、五指山、圆梁山、等几十座隧道位移观察表明:
变形速度是由大变小递增过程,变形时程曲线可分为三个阶段:
a、变形急剧增加阶段:
变形速度大于1.0mm/
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