隧道變形量測作業(yè)指導(dǎo)書資料

1、變形量測作業(yè)指導(dǎo)書1適用范圍 “新奧法”的最大特點是采用與圍巖密貼噴混凝土錨桿鋼筋網(wǎng)等 ,并積極利用圍巖本身的支承能力來達到襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定監(jiān)控量測工作是采用新奧法設(shè)計施工的隧道在監(jiān)視隧道圍巖穩(wěn)定性過程中必不可少的重要施工程序,它為初期支護和二次襯砌設(shè)計參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù),是確保施工及結(jié)構(gòu)運營安全指導(dǎo)施工程序便利施工管理的重要手段2.監(jiān)控量測項目隧道監(jiān)控量測的項目應(yīng)根據(jù)工程特點規(guī)模大小和設(shè)計要求綜合選定量測項目分為必測項目和選測項目兩大類本標(biāo)段主要監(jiān)控量測項目有:2.1 必測項目必測項目是在采用錨噴構(gòu)筑法施工時必須作為一道工序進行的項目,它包括:(1)洞內(nèi)外觀察;(2)水平相對凈空變化值的量測;

2、(3)拱頂下沉量測;2.2 選測項目選測項目是根據(jù)圍巖性質(zhì)隧道埋置深度開挖方式等條件有選擇地進行的項目,它包括:(1)地表下沉量測;(2)圍巖內(nèi)部變形量測;(3)錨桿軸力量測;(4)圍巖壓力量測;(5)支護襯砌應(yīng)力量測;(6)鋼架內(nèi)力及所承受的荷載量測;(7)圍巖彈性波速度測試3.量測斷面的間距和量測頻率3.1 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察是直接利用肉眼對隧道內(nèi)外圍巖及其支護襯砌結(jié)構(gòu)變化進行觀察,以了解圍巖穩(wěn)定狀況,對隧道施工其指導(dǎo)性作用3.1.1 洞內(nèi)觀察洞內(nèi)觀察分開挖工作面觀察和已施工段觀察兩部分(1)開挖工作面觀察開挖工作面觀察在每次開挖后進行,觀察內(nèi)容包括圍巖圍巖等級變化節(jié)理發(fā)育程度巖層及裂隙

3、走向地下滲水情況等每次觀察后必須及時繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖填寫開挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級別判定卡(見附表1),對于易引起坍塌的巖塊及時進行錨桿支護或噴射混凝土封閉(2)已施工段觀察對已施工段的觀察每天進行至少一次,主要觀察內(nèi)容為:噴射混凝土錨桿鋼架和二次襯砌的工作狀態(tài),并作好詳細(xì)的記錄3.1.2 洞外觀察洞外觀察應(yīng)每天進行一次,觀察重點在洞口段和洞身淺埋段,其觀察內(nèi)容為:地表開裂地表沉陷邊坡及仰坡穩(wěn)定狀態(tài)地表水滲透情況等3.2 隧道周邊位移量測隧道周邊位移量測包括水平凈空變化值量測和拱頂下沉量測,在同一斷面內(nèi)進行其量測斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級別隧道斷面尺寸埋置深度等確定(具體見下

4、表)量測頻率(具體見下表)根據(jù)變形速度和距開挖面距離較高的一個頻率選取當(dāng)圍巖達到基本穩(wěn)定后,在以1次/7d的量測頻率量測23周后可結(jié)束量測;若位移長期沒有收斂趨勢,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長量測時間,直到位移速率小于0.5mm/d時方可結(jié)束測量拱頂下沉及周邊收斂量測間距表圍巖級別量測斷面間距(m)(淺埋)1015(深埋)2030(淺埋)1015(深埋)2030405050100拱頂下沉及周邊收斂量測間距表變形速度(mm/d)量測斷面距開挖面距離(m)量測頻率5(01)B12次/天15(12)B1次/天0.51(12)B1次/2天0.20.5(25)B1次/2天<0.2>5B1次/周3.3 地表下

5、沉量測地表下沉量測根據(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行其測點應(yīng)布設(shè)在隧道中線上,且與測點在同一斷面上其量測的間距按下表布置,量測頻率與周邊位移量頻率相同當(dāng)需要進行橫斷面方向地表下沉量測時,其同一斷面取711個測點,測點間距取25m地表下沉量測在開挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)處開始,直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉下沉基本停止為止地表下沉量測斷面間距表埋置深度量測斷面間距(m)H>2B2050B<H<2B1020H<B104.量測的管理及人員儀器配備4.1 量測的管理本標(biāo)段成立監(jiān)控量測小組負(fù)責(zé)管段內(nèi)隧道的監(jiān)控量測工作現(xiàn)場測點的埋設(shè)和保護

6、工作由各隧道所屬的工班負(fù)責(zé)量測工作由監(jiān)控量測組長負(fù)責(zé),各隧道技術(shù)員配合每次量測結(jié)果要記錄詳細(xì),并及時將量測數(shù)據(jù)進行處理分析,以及時指導(dǎo)施工生產(chǎn)4.2 量測人員儀器的配備監(jiān)控量測所需人員儀器配置如下:監(jiān)控量測小組人員配置表工作人員人 數(shù)工作職責(zé)測量3量測數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)1量測數(shù)據(jù)的處理分析監(jiān)控量測必測項目表序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備 注1拱頂下沉水準(zhǔn)測量法,水準(zhǔn)儀鋼尺1mm2地表下沉水準(zhǔn)測量法,水準(zhǔn)儀塔尺1mm淺埋必測(H02b)3凈空變化凈空變化測定儀,收斂計0.01mm監(jiān)控量測選測項目表序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備 注1圍巖壓力壓力盒0.001MPa2二襯接觸壓力壓力盒0

7、.001MPa3鋼架受力鋼筋計0. 1MPa4噴混凝土受力混凝土應(yīng)變計105錨桿桿體應(yīng)力鋼筋計0. 1MPa監(jiān)控量測項目儀器配備表序號監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度備 注1洞內(nèi)觀察地質(zhì)羅盤等2拱頂下沉水準(zhǔn)儀鋼尺1mm3凈空變化球式收斂計0.01mm4地表下沉水準(zhǔn)儀塔尺1mm5圍巖內(nèi)部變形移動式多點位移計0.1mm6錨桿軸應(yīng)力鋼筋計0.1MPa7圍巖壓力壓力盒0.001MPa8支護襯砌應(yīng)力混凝土應(yīng)變計0.1MPa9鋼架內(nèi)應(yīng)力及其所承受荷載鋼筋計支柱壓力計0.1MPa10圍巖彈性波速度聲波儀及其配套探頭5.測點的埋設(shè)測點的埋設(shè)根據(jù)開挖方式地質(zhì)條件量測斷面所在位置及隧道埋深等條件綜合確定若地質(zhì)條件復(fù)

8、雜,下沉量大或偏壓明顯時應(yīng)同時量測拱腰下沉及基底隆起量測點應(yīng)安裝在距開挖工作面12m以內(nèi),且在開挖后12小時(最遲不超過24小時)內(nèi)完成,并在下一循環(huán)開挖前測取初次讀數(shù)測點主要布設(shè)方式如下:6.量測的方法及數(shù)據(jù)的處理6.1 水平相對凈空變化量測6.1.1 水平相對凈空變化量測方法水平相對凈空變化的量測首先要求將預(yù)埋件按要求的時間及方法埋設(shè),然后進行儀器的安裝(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;因第一次量測的初始讀數(shù)是關(guān)鍵性讀數(shù),應(yīng)反復(fù)測讀;當(dāng)連續(xù)量測3次的誤差R0.18mm(R值根據(jù)收斂計不同而異)時才能

9、繼續(xù)爆破掘進作業(yè)用同樣方法可讀得間隔時間t后的t時刻的Xi值,則t時刻的周邊收斂值Ut即為百分表兩次讀數(shù)差:Ut=L0-Lt+Xtl-Xto 式中:L0初讀數(shù)時所用尺孔刻度值; Ltt時刻時所用尺孔刻度值;Xtlt時刻時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值, Xtl= Xt+tXto初讀數(shù)時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值, Xt0= X0+t0Xtt時刻量測時百分表讀數(shù)值;X0初始時刻百分表讀數(shù)值;溫度修正值, t=(T0-T)L鋼尺線膨脹系數(shù);T0鑒定鋼尺的標(biāo)準(zhǔn)溫度,T0=20;T每次測量時的平均氣溫;L鋼尺長度6.1.2 水平相對凈空變化量測數(shù)據(jù)的處理每次測量時要做好詳細(xì)的量測記錄,記錄內(nèi)容包括日期時間

10、里程編號環(huán)境溫度量測數(shù)據(jù)等,并及時根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)繪制時態(tài)曲線和空間關(guān)系曲線當(dāng)位移時間曲線趨于平緩時,及時進行量測數(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)律目前,常采用的回歸函數(shù)有:對數(shù)函數(shù) U=A+Bln(t+1) U=Aln()指數(shù)函數(shù) U=Ae-B/t U=A(e-Bt0-e-BT)雙曲函數(shù) U=A 式中:U變形值(mm); AB回歸系數(shù); t量測時間(d); t0測點初讀數(shù)時距開挖時的時間(d); T量測時距開挖時的時間(d)6.1.3 圍巖穩(wěn)定性的判別圍巖穩(wěn)定性的判別應(yīng)按下列指標(biāo)進行:(1)變形管理等級指導(dǎo)施工:變形管理等級表管理等級管理位移(mm)施工狀態(tài)U<U0/3

11、可正常施工U0/3U2U0/3應(yīng)加強支護U>2U0/3應(yīng)采取特殊措施注:U實測位移值;U0最大允許位移值(2)根據(jù)位移變化速度判別:凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時,圍巖處于急劇變形狀態(tài),應(yīng)加強初期支護系統(tǒng)水平收斂(拱腳附近)速度小于0.2mm/d,拱部下沉速度小于0.15mm/d,圍巖基本達到穩(wěn)定在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下,應(yīng)采用監(jiān)控量測分析判別(3)根據(jù)位移時態(tài)曲線的形態(tài)判別:當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(du2/d2t<0),圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(du2/d2t=0),圍巖不穩(wěn)定,應(yīng)加強支護;當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(du2/d2t<

12、0),圍巖進入危險狀態(tài),必須立即停止掘進,加支護強6.2 拱頂下沉量測6.2.1 拱頂下沉量測方法拱頂下沉量測采用水準(zhǔn)測量法進行,后視點可設(shè)在穩(wěn)定襯砌上,用水平儀進行觀測(如下圖所示)將拱頂初始相對高差與t時刻相對高差相減變得拱頂下沉量,即:Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q0-Q)+(P0-P)若Ut為正值,則表示拱頂下沉;若Ut為負(fù)值,則表示拱頂向上位移6.2.2 拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的處理拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的處理方法同水平相對凈空變化量測6.2.3 圍巖穩(wěn)定性的判別拱頂圍巖下沉穩(wěn)定性的判別同水平相對凈空變化的判別6.3 地表下沉量測地表下沉的量測仍采用水準(zhǔn)測量方式,量測儀器為水平儀塔尺,測點布置形式如下圖所示量測方法及數(shù)據(jù)處理分析方法同隧道周邊位移量測附表1圍巖級別判定卡工程名稱位置里 程評定距洞口距離(m)巖性指標(biāo)巖石類型(名稱)黏聚力c= MPa;=極硬巖硬巖中硬巖較軟巖軟巖極軟巖單軸抗壓極限強度Rc= MPa點荷載強度Ix= MPa變形模量E= MPa泊松比v=天然重度= Kn/m3其它巖體完整狀態(tài)地質(zhì)構(gòu)造影響程度輕微較重嚴(yán)重極嚴(yán)重完整較完整較破碎破碎極破碎地質(zhì)結(jié)構(gòu)面間距(m)>1.50.61.50.20.60.060.2<0.06延