隧道施工量測(cè)方案

1、第 PAGE8 頁 共 NUMPAGES8 頁隧道施工量測(cè)方案洞外觀察包括對(duì)洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩(wěn)定、地表水滲透的觀察；洞內(nèi)在每次爆破及支護(hù)后，地質(zhì)工程師負(fù)責(zé)觀測(cè)圍巖變化、地下水狀態(tài)、檢查支護(hù)結(jié)構(gòu)外觀是否發(fā)生變化等，在觀察中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件惡化，立即通知施工負(fù)責(zé)人采取應(yīng)急措施。對(duì)已施工區(qū)段的觀察每天至少進(jìn)行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的狀態(tài)。洞內(nèi)量測(cè)點(diǎn)在復(fù)噴混凝土終凝后一小時(shí)內(nèi)埋設(shè)，保證能及時(shí)收集初始數(shù)據(jù)。配備專職量測(cè)工程師負(fù)責(zé)組織凈空水平收斂量測(cè)，使用儀器為收斂儀。根據(jù)鐵路隧道施工規(guī)范規(guī)定，隧道量測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法具體見表4.3.2-11；監(jiān)控量測(cè)流程見圖4.3.2.

2、50；內(nèi)空收斂、圍巖內(nèi)部位移測(cè)點(diǎn)及壓力測(cè)試布置見圖4.3.2.51。表4.3.2-11 隧道現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法表序號(hào)項(xiàng)目名稱方法及工具測(cè)點(diǎn)布置量測(cè)間隔時(shí)間115d16d1個(gè)月13個(gè)月大于3個(gè)月1地質(zhì)和支護(hù)裝況觀察巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或描述；地質(zhì)羅盤等開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行第一次爆破后進(jìn)行2周邊位移隧道凈空變化測(cè)定收斂儀根據(jù)不同圍巖級(jí)別確定間距(級(jí)圍巖3050m，級(jí)圍巖1030m，級(jí)圍巖510m)12次/天1次/天12次/周13次/月3拱頂下沉水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺或測(cè)桿每10m50m一個(gè)斷面12次/天1次/天12次/周13次/月4錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力各類電測(cè)錨桿、錨桿測(cè)力計(jì)及拉拔

3、器每100根抽查3根錨桿5地表下沉水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺淺埋段每10m50m一個(gè)斷面，每斷面至少7個(gè)測(cè)點(diǎn)，中線每5m20m一個(gè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位(量測(cè)斷面距開挖面)頻次(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次5b1次/7天(其中：b為隧道開挖寬度)6圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)）洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)單點(diǎn)、多點(diǎn)桿式或鋼絲式位移計(jì)每5m10m一個(gè)斷面，每斷面211個(gè)測(cè)點(diǎn)12次/天1次/2天12次/周13次/月7圍巖體內(nèi)位移（地表設(shè)點(diǎn)）地表鉆孔中安設(shè)各類位移計(jì)每代表性地段一個(gè)斷面，每斷面設(shè)35個(gè)鉆孔同地表下沉要求8圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力各種類型壓力盒每代表性地段一個(gè)斷面，每斷面設(shè)1520個(gè)測(cè)點(diǎn)12次/天1次/2天12

4、次/周13次/月9鋼支撐內(nèi)力及外力支柱壓力或其它測(cè)力計(jì)每10排拱架支撐設(shè)一對(duì)測(cè)力計(jì)12次/天1次/2天12次/周13次/月10支護(hù)及襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力及裂縫量測(cè)各類混凝土內(nèi)應(yīng)變力計(jì)、應(yīng)力計(jì)、測(cè)縫計(jì)及表面應(yīng)力解除法每代表性地段一個(gè)斷面，每斷面設(shè)11個(gè)測(cè)點(diǎn)12次/天1次/2天12次/周13次/月地質(zhì)超前探測(cè)預(yù)報(bào)開 挖開挖面巖性的判定支護(hù)狀態(tài)觀察初期支護(hù)埋入觀測(cè)元件初讀數(shù)拱頂下沉和凈空收斂按設(shè)計(jì)頻率量測(cè)數(shù)據(jù)整理和回歸分析圍巖變形趨于穩(wěn)定變形曲線出現(xiàn)反常采取措施施作二次襯砌圖4.3.2.50 圍巖監(jiān)控量測(cè)流程圖圖4.3.2.51 監(jiān)控量點(diǎn)布置圖量測(cè)儀器配備隧道量測(cè)儀器配備見表4.3.2-12。表4.

5、3.2-12 圍巖監(jiān)控量測(cè)儀器配備表序號(hào)儀器名稱功能與使用1地質(zhì)羅盤觀察地質(zhì)和支護(hù)狀況2隧道凈空變化測(cè)定收斂儀量測(cè)周邊位移3水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺或測(cè)桿量測(cè)拱頂下沉4電測(cè)錨桿、錨桿測(cè)力計(jì)、拉拔器量測(cè)錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力5水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺量測(cè)地表下沉6位移計(jì)量測(cè)圍巖體內(nèi)位移（洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)和地表設(shè)點(diǎn)）7壓力盒量測(cè)圍巖壓力及兩層支護(hù)間壓力8支柱壓力計(jì)、測(cè)力計(jì)量測(cè)鋼支撐內(nèi)力及外力9混凝土內(nèi)應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)、測(cè)縫計(jì)量測(cè)支護(hù)及襯砌內(nèi)應(yīng)力、表面應(yīng)力、裂縫量測(cè)數(shù)據(jù)分析及反饋周邊位移分析與反饋周邊位移是圍巖動(dòng)態(tài)的最顯著表現(xiàn)，所以隧道工程現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)主要以圍巖周邊位移作為圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及圍巖穩(wěn)定性狀態(tài)判斷的指標(biāo)。一般而言，隧

6、道開挖后，若圍巖位移量小，持續(xù)時(shí)間短，其穩(wěn)定性就好；若位移量大，持續(xù)時(shí)間長，其穩(wěn)定性就差。用圍巖的位移來判斷其穩(wěn)定狀態(tài)，關(guān)鍵是要確定一個(gè)“判斷標(biāo)準(zhǔn)”（或稱為“收斂標(biāo)準(zhǔn)”）；即是判斷隧道圍巖穩(wěn)定與否的界限。它包括三個(gè)方面：位移量（絕對(duì)或相對(duì)）、位移速率、位移加速度。圍巖內(nèi)位移及松動(dòng)區(qū)分析與反饋與周邊位移同理，如果實(shí)測(cè)圍巖的松動(dòng)區(qū)超過了允許的最大松動(dòng)區(qū)（該允許松動(dòng)區(qū)半徑與允許位移量相對(duì)應(yīng)），則表明圍巖已出現(xiàn)松動(dòng)破壞，此時(shí)必須加強(qiáng)支護(hù)或調(diào)整施工方法措施以控制松動(dòng)范圍。如加強(qiáng)錨桿（加長、加密或加粗），一般要求錨桿長度大于松動(dòng)區(qū)范圍。如果與以上情形相反，甚至錨桿后段的拉應(yīng)力很小或出現(xiàn)壓應(yīng)力時(shí)，則可適當(dāng)縮

7、短錨桿長度或縮小錨桿直徑或減小錨桿數(shù)量等。錨桿軸力分析與反饋：根據(jù)量測(cè)錨桿測(cè)得的應(yīng)變，計(jì)算錨桿的軸力。N=/82E(1-2)式中：N錨桿軸力；錨桿直徑；E錨桿的彈性模量；1、2測(cè)試部位對(duì)稱的一組應(yīng)變片量得的兩個(gè)應(yīng)變值。錨桿軸應(yīng)力是檢驗(yàn)錨桿效果與錨桿強(qiáng)度的依據(jù)，根據(jù)錨桿極限強(qiáng)度與錨桿應(yīng)力的比值k(安全系數(shù))即能作出判斷。錨桿軸應(yīng)力較大，則k值較小。一般認(rèn)為錨桿局部段的k值稍小于1是允許的，因?yàn)殇摬挠幸欢ǖ难诱剐浴８鶕?jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)錨桿軸應(yīng)力在洞室斷面各部位是不同的，表現(xiàn)為：錨桿軸應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時(shí)，凈空變位值一般超過50mm;同一斷面內(nèi)，錨桿軸應(yīng)力最大者多數(shù)在拱部45附近到起拱線之間；拱頂錨桿，不

8、管凈空位移值大小如何，出現(xiàn)壓應(yīng)力的情況是不少的。錨桿的局部段k值稍小于1的允許程度應(yīng)該是不超過錨桿的屈服強(qiáng)度。若錨桿軸應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時(shí)，則應(yīng)優(yōu)先考慮改變錨桿材料，采用高強(qiáng)鋼材。當(dāng)然，增加錨桿數(shù)量或錨桿直徑也可獲得降低錨桿軸應(yīng)力的效果。圍巖壓力分析與反饋由圍巖壓力分布曲線可知圍巖壓力的大小及分布狀況。圍巖壓力的大小與圍巖位移量及支護(hù)剛度密切相關(guān)。圍巖壓力大，即作用于初期支護(hù)的壓力大。這可能有兩種情況：一是圍巖壓力大但變形 量不大，這表明支護(hù)及時(shí)，尤其是支護(hù)的封底時(shí)間可能過早或支護(hù)剛度太大，可作適當(dāng)調(diào)整，讓圍巖釋放較多的應(yīng)力；另一種是圍巖壓力大且變形量也很大，此時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，限制圍巖變形，控制圍

9、巖壓力的增長。當(dāng)測(cè)得的圍巖壓力很小但變形量很大時(shí)，則應(yīng)考慮可能出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)。噴層應(yīng)力分析與反饋噴層應(yīng)力是指切向應(yīng)力，因?yàn)閲妼拥膹较驊?yīng)力總是不大的。噴層應(yīng)力與圍巖壓力及位移有密切關(guān)系。噴層應(yīng)力大的原因有二個(gè)方面，一是圍巖壓力和位移大；二是由于支護(hù)不足。在實(shí)際工程中，一般允許噴層有少量局部裂紋，但不能有明顯的裂損，或剝落、起鼓等。如果噴層應(yīng)力過大，或出現(xiàn)明顯裂損，則應(yīng)適當(dāng)增加初始噴層厚度。如果噴層厚度已較厚時(shí)，則不應(yīng)再增加噴層厚度，而應(yīng)增強(qiáng)錨桿、調(diào)整施工措施、改變封底時(shí)間等。地表下沉分析與反饋如果量測(cè)結(jié)果表明地表下沉量不大，能滿足限制性要求，則說明支護(hù)參數(shù)和施工措施是適當(dāng)?shù)?；如果地表下沉量大或出現(xiàn)

10、增加的趨勢(shì)，則應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)和調(diào)整施工措施，如適當(dāng)增加噴層混凝土、增設(shè)錨桿、加鋼筋網(wǎng)、加鋼支撐、超前支護(hù)等，或縮短開挖循環(huán)進(jìn)尺、提前封閉仰拱、甚至預(yù)注漿加固圍巖等。確保監(jiān)控量測(cè)質(zhì)量的措施為確保施工監(jiān)測(cè)質(zhì)量，真正做到信息化指導(dǎo)施工，確保施工安全、順利進(jìn)行，嚴(yán)格按照以下措施進(jìn)行操作:成立監(jiān)測(cè)管理小組，實(shí)行監(jiān)測(cè)質(zhì)量專人責(zé)任制，由有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)監(jiān)測(cè)人員組成，制定實(shí)施性計(jì)劃使監(jiān)測(cè)按計(jì)劃，有步驟地進(jìn)行；工程開工前，充分調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況，并確定合理的警戒值，匯編成資料，上報(bào)監(jiān)理部門審批。施工中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象接近或超過警戒監(jiān)測(cè)值時(shí)，立即報(bào)告監(jiān)理，并向監(jiān)理報(bào)送應(yīng)急補(bǔ)救措施；觀測(cè)前，對(duì)所有儀器設(shè)備按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)和校核，確保儀器的穩(wěn)定可靠的觀測(cè)的精度；制定各點(diǎn)位的保護(hù)措施。定期對(duì)使用的基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性檢測(cè)，