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11.8 监控量测


11.8.1 监控量测工作应紧接开挖、支护作业,应按设计要求进行布点和监测,并应根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理并反馈。

11.8.2 隧道监控量测项目可分为必测项目和选测项目两类,必测项目在采用喷锚构筑法施工时应按表11.8.2-1的规定进行,选测项目应按表11.8.2-2的规定选择进行。

表11.8.2-1 监控量测必测项目

    注:H0-隧道埋深;b-隧道最大开挖宽度。

表11.8.2-2 监控量测选测项目

    注:H0-隧道埋深;b-隧道最大开挖宽度。

11.8.3 隧道施工过程中应进行洞内、外观察,洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每天开挖后进行,已施工地段的观察每天应至少1次,应主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态;洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡、仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。

11.8.4 净空变化、拱顶下沉和浅埋地段地表下沉等必测项目应设置在同一断面,其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按表11.8.4的规定执行。选测项目量测断面的数量,宜在每级围岩内选有代表性的1个~2个。

表11.8.4 必测项目量测面间距和每断面测点数量

    注:洞口及浅埋地段断面间距取小值。

11.8.5 净空变化、拱顶下沉量测宜在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不应大于24h,且应在下一循环开挖前完成,并应符合下列规定:

    1 测点应牢固可靠,易于识别、保护;

    2 拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。

11.8.6 隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。当地表有建筑物时,应在建筑物周围增设地表下沉观测点,其设置应符合下列规定:

    1 横断面方向宜在隧道中心及两侧间距2m~5m处设地表下沉测点,每个断面应设7点~11点,监测范围应在隧道开挖影响范围以外;

    2 地表下沉量测应在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止;

    3 地表下沉量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。

11.8.7 量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离,并应分别按表11.8.7-1和表11.8.7-2的规定确定。当按表11.8.7-1和表11.8.7-2选择量测频率出现较大差异时,宜取量测频率较高的作为实施的量测频率。

表11.8.7-1 按位移速度的量测频率

表11.8.7-2 按距开挖面距离的量测频率

    注:b为隧道开挖宽度。

11.8.8 量测作业均应持续到变形基本稳定后2周~3周结束。对于膨胀性和挤压性围岩,当位移长期没有减缓趋势时,应适当延长量测时间。

11.8.9 量测数据整理、分析与反馈应符合下列规定:

    1 每次量测后应及时进行数据整理,并应绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图;

    2 对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化速度;

    3 数据异常时,应根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。

11.8.10 围岩稳定性的综合判别,应根据量测结果按下列规定指标进行:

    1 隧道初期支护极限相对位移不应大于表11.8.10-1所列指标,变形管理等级应按表11.8.10-2的规定指导施工;

表11.8.10-1 隧道初期支护极限相对位移(%)

    注:1 硬岩取下限,软岩取上限;

           2 拱脚水平相对净空变化指两测点间净空水平变化值与其距离之比;拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比;

           3 墙腰水平相对净空变化极限可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.2~1.3后采用。

表11.8.10-2 变形管理等级

    注:U为买测位移值;U0为最大允许位移值。

    2 应根据下列规定判别位移变化速度:

        1) 当净空变化速度持续大于1.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护系统;

        2) 当净空变化速度小于2.0mm/d时,围岩应达到基本稳定;

        3) 在浅埋特别是特浅埋地段,以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用其他指标判定。

    3 应根据下列规定判别位移时态曲线的形态:

        1) 当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t<0),围岩应趋于稳定状态;

        2) 当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t=0),围岩不稳定,应加强支护;

        3) 当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t>0),围岩进入危险状态,应立即停止掘进,加强支护。

    注:u为变形值(mm)。

条文说明

11.8.1 监控量测主要是针对初期支护,因为隧道开挖完成后,围岩本身应力的释放是一个缓慢的过程,隧道二次衬砌是需要初期支护沉降、变形完全稳定之后才开始施做。监控量测的主要作用是为围岩稳定性和支护、衬砌可靠性提供信息、提供二次衬砌合理的施作时间和为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。地表沉降观测开始于洞口段开挖前,在洞顶浅埋地段纵向沿隧道走向埋设混凝土桩及水平基准点,其断面布置与洞内拱顶下沉、净空水平收敛断面布置一致,每个地表下沉量测断面上测点横向间距为2m~5m。横向布点埋设混凝土桩。横断面点应充分结合实地地形。隧道开挖时及时根据量测数据绘制地表下沉位移—时间的关系益线,绘制地表下沉位移值—距开挖面距离的关系曲线,地表沉降量测用精密水准仪观测。拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面,拱顶下沉测点原则上布置在拱顶轴线附近。

11.8.2 本条两个表中给出了监控量测的项目,可根据隧道的地质、水文条件,确定需要选测的项目。

11.8.3 洞内观察包括开挖工作面观察和已施工段观察,内容包括围岩岩性、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向,有无松散坍塌、有无剥落掉块现象、有无渗漏水、工作面稳定状态等。

11.8.4 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。监测的目的一是通过拱顶位移监测,了解断面的变形状态,判断隧道拱顶的稳定性,二是根据变形位移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。

11.8.5、11.8.6 在隧道中心线拱顶处埋设带挂钩的预埋件作为拱顶下沉监测点,监测点采用长350mm,25的钢筋,钢筋顶端焊接钢筋圆环,监测点在钢拱架上焊接牢固,初喷完混凝土后,对附着在监测点上的混凝土进行清除,在面对进洞方向粘贴反射片。为防止机械碰测试桩,测桩外露约50mm,测桩设保护罩,拱顶下沉及水平收敛位移量测布置在同一个断面。

11.8.7 监测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表11.8.7-1和表11.8.7-2确定。由位移速度决定的监控量测频率和由开挖面的距离决定的监控量测频率之中,采用较高的频率值,当出现异常情况和不良地质时,增大监控量测频率。

11.8.8 监控量测的结束标准是根据收敛速度进行判别的,经验值为一般地段收敛速度>5mm/d时,围岩处于急剧变化状态,此时应加强初期支护;收敛速度<0.2mm/d时,拱顶下沉速度<0.15mm/d,围岩基本达到稳定。各量测项目持续至变形基本稳定后的2周后结束,如断层破碎带地段位移长时间不能稳定时,要延长量测时间并采取加强措施。

11.8.9 每次观测后应立即对量测数据进行校核,如有异常时应及时补测,并对量测数据进行整理,包括量测数据计算、填表制图和误差分析等。当位移时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理,根据现场量测的位移——时间曲线对围岩稳定性按本条第3款的要求进行判定和处理,当围岩呈不稳定状态时,暂停开挖,加强支护。

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