隧道變形量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書資料

1、變形量測(cè)作業(yè)指導(dǎo)書1適用范圍 “新奧法”的最大特點(diǎn)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(lái)達(dá)到襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定監(jiān)控量測(cè)工作是采用新奧法設(shè)計(jì)施工的隧道在監(jiān)視隧道圍巖穩(wěn)定性過(guò)程中必不可少的重要施工程序,它為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù),是確保施工及結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)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(cè)項(xiàng)目隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定量測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目?jī)纱箢惐緲?biāo)段主要監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目有:2.1 必測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目是在采用錨噴構(gòu)筑法施工時(shí)必須作為一道工序進(jìn)行的項(xiàng)目,它包括:(1)洞內(nèi)外觀察;(2)水平相對(duì)凈空變化值的量測(cè);

2、(3)拱頂下沉量測(cè);2.2 選測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目是根據(jù)圍巖性質(zhì)隧道埋置深度開(kāi)挖方式等條件有選擇地進(jìn)行的項(xiàng)目,它包括:(1)地表下沉量測(cè);(2)圍巖內(nèi)部變形量測(cè);(3)錨桿軸力量測(cè);(4)圍巖壓力量測(cè);(5)支護(hù)襯砌應(yīng)力量測(cè);(6)鋼架內(nèi)力及所承受的荷載量測(cè);(7)圍巖彈性波速度測(cè)試3.量測(cè)斷面的間距和量測(cè)頻率3.1 洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察是直接利用肉眼對(duì)隧道內(nèi)外圍巖及其支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行觀察,以了解圍巖穩(wěn)定狀況,對(duì)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(kāi)挖工作面觀察和已施工段觀察兩部分(1)開(kāi)挖工作面觀察開(kāi)挖工作面觀察在每次開(kāi)挖后進(jìn)行,觀察內(nèi)容包括圍巖圍巖等級(jí)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(shí)繪制開(kāi)挖工作面地質(zhì)素描圖填寫開(kāi)挖工作面地質(zhì)狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級(jí)別判定卡(見(jiàn)附表1),對(duì)于易引起坍塌的巖塊及時(shí)進(jìn)行錨桿支護(hù)或噴射混凝土封閉(2)已施工段觀察對(duì)已施工段的觀察每天進(jìn)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(jìn)行一次,觀察重點(diǎn)在洞口段和洞身淺埋段,其觀察內(nèi)容為:地表開(kāi)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(cè)隧道周邊位移量測(cè)包括水平凈空變化值量測(cè)和拱頂下沉量測(cè),在同一斷面內(nèi)進(jìn)行其量測(cè)斷面的間距應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別隧道斷面尺寸埋置深度等確定(具體見(jiàn)下

4、表)量測(cè)頻率(具體見(jiàn)下表)根據(jù)變形速度和距開(kāi)挖面距離較高的一個(gè)頻率選取當(dāng)圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定后,在以1次/7d的量測(cè)頻率量測(cè)23周后可結(jié)束量測(cè);若位移長(zhǎng)期沒(méi)有收斂趨勢(shì),應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長(zhǎng)量測(cè)時(shí)間,直到位移速率小于0.5mm/d時(shí)方可結(jié)束測(cè)量拱頂下沉及周邊收斂量測(cè)間距表圍巖級(jí)別量測(cè)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(cè)間距表變形速度(mm/d)量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離(m)量測(cè)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(cè)地表下沉量測(cè)根據(jù)隧道埋置深度地質(zhì)條件地表有無(wú)建筑物所采用的開(kāi)挖方式等因素確定是否進(jìn)行其測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在隧道中線上,且與測(cè)點(diǎn)在同一斷面上其量測(cè)的間距按下表布置,量測(cè)頻率與周邊位移量頻率相同當(dāng)需要進(jìn)行橫斷面方向地表下沉量測(cè)時(shí),其同一斷面取711個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)間距取25m地表下沉量測(cè)在開(kāi)挖工作面前方H+h(隧道埋置深度+隧道高度)處開(kāi)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(cè)斷面間距表埋置深度量測(cè)斷面間距(m)H>2B2050B<H<2B1020H<B104.量測(cè)的管理及人員儀器配備4.1 量測(cè)的管理本標(biāo)段成立監(jiān)控量測(cè)小組負(fù)責(zé)管段內(nèi)隧道的監(jiān)控量測(cè)工作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)和保護(hù)

6、工作由各隧道所屬的工班負(fù)責(zé)量測(cè)工作由監(jiān)控量測(cè)組長(zhǎng)負(fù)責(zé),各隧道技術(shù)員配合每次量測(cè)結(jié)果要記錄詳細(xì),并及時(shí)將量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,以及時(shí)指導(dǎo)施工生產(chǎn)4.2 量測(cè)人員儀器的配備監(jiān)控量測(cè)所需人員儀器配置如下:監(jiān)控量測(cè)小組人員配置表工作人員人 數(shù)工作職責(zé)測(cè)量3量測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)1量測(cè)數(shù)據(jù)的處理分析監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表測(cè)試精度備 注1拱頂下沉水準(zhǔn)測(cè)量法,水準(zhǔn)儀鋼尺1mm2地表下沉水準(zhǔn)測(cè)量法,水準(zhǔn)儀塔尺1mm淺埋必測(cè)(H02b)3凈空變化凈空變化測(cè)定儀,收斂計(jì)0.01mm監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表測(cè)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(jì)0. 1MPa4噴混凝土受力混凝土應(yīng)變計(jì)105錨桿桿體應(yīng)力鋼筋計(jì)0. 1MPa監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目?jī)x器配備表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法和儀表測(cè)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(jì)0.01mm4地表下沉水準(zhǔn)儀塔尺1mm5圍巖內(nèi)部變形移動(dòng)式多點(diǎn)位移計(jì)0.1mm6錨桿軸應(yīng)力鋼筋計(jì)0.1MPa7圍巖壓力壓力盒0.001MPa8支護(hù)襯砌應(yīng)力混凝土應(yīng)變計(jì)0.1MPa9鋼架內(nèi)應(yīng)力及其所承受荷載鋼筋計(jì)支柱壓力計(jì)0.1MPa10圍巖彈性波速度聲波儀及其配套探頭5.測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)根據(jù)開(kāi)挖方式地質(zhì)條件量測(cè)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(shí)應(yīng)同時(shí)量測(cè)拱腰下沉及基底隆起量測(cè)點(diǎn)應(yīng)安裝在距開(kāi)挖工作面12m以內(nèi),且在開(kāi)挖后12小時(shí)(最遲不超過(guò)24小時(shí))內(nèi)完成,并在下一循環(huán)開(kāi)挖前測(cè)取初次讀數(shù)測(cè)點(diǎn)主要布設(shè)方式如下:6.量測(cè)的方法及數(shù)據(jù)的處理6.1 水平相對(duì)凈空變化量測(cè)6.1.1 水平相對(duì)凈空變化量測(cè)方法水平相對(duì)凈空變化的量測(cè)首先要求將預(yù)埋件按要求的時(shí)間及方法埋設(shè),然后進(jìn)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(cè)的初始讀數(shù)是關(guān)鍵性讀數(shù),應(yīng)反復(fù)測(cè)讀;當(dāng)連續(xù)量測(cè)3次的誤差R0.18mm(R值根據(jù)收斂計(jì)不同而異)時(shí)才能

9、繼續(xù)爆破掘進(jìn)作業(yè)用同樣方法可讀得間隔時(shí)間t后的t時(shí)刻的Xi值,則t時(shí)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(shí)所用尺孔刻度值; Ltt時(shí)刻時(shí)所用尺孔刻度值;Xtlt時(shí)刻時(shí)經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值, Xtl= Xt+tXto初讀數(shù)時(shí)經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值, Xt0= X0+t0Xtt時(shí)刻量測(cè)時(shí)百分表讀數(shù)值;X0初始時(shí)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(cè)量時(shí)的平均氣溫;L鋼尺長(zhǎng)度6.1.2 水平相對(duì)凈空變化量測(cè)數(shù)據(jù)的處理每次測(cè)量時(shí)要做好詳細(xì)的量測(cè)記錄,記錄內(nèi)容包括日期時(shí)間

10、里程編號(hào)環(huán)境溫度量測(cè)數(shù)據(jù)等,并及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制時(shí)態(tài)曲線和空間關(guān)系曲線當(dāng)位移時(shí)間曲線趨于平緩時(shí),及時(shí)進(jìn)行量測(cè)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(duì)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(cè)時(shí)間(d); t0測(cè)點(diǎn)初讀數(shù)時(shí)距開(kāi)挖時(shí)的時(shí)間(d); T量測(cè)時(shí)距開(kāi)挖時(shí)的時(shí)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(jìn)行:(1)變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工:變形管理等級(jí)表管理等級(jí)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(qiáng)支護(hù)U>2U0/3應(yīng)采取特殊措施注:U實(shí)測(cè)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(shí),圍巖處于急劇變形狀態(tài),應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)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(dá)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(cè)分析判別(3)根據(jù)位移時(shí)態(tài)曲線的形態(tài)判別:當(dāng)圍巖位移速率不斷下降時(shí)(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(shí)(du2/d2t=0),圍巖不穩(wěn)定,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù);當(dāng)圍巖位移速率不斷上升時(shí)(du2/d2t<

12、0),圍巖進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài),必須立即停止掘進(jìn),加支護(hù)強(qiáng)6.2 拱頂下沉量測(cè)6.2.1 拱頂下沉量測(cè)方法拱頂下沉量測(cè)采用水準(zhǔn)測(cè)量法進(jìn)行,后視點(diǎn)可設(shè)在穩(wěn)定襯砌上,用水平儀進(jìn)行觀測(cè)(如下圖所示)將拱頂初始相對(duì)高差與t時(shí)刻相對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)的處理拱頂下沉量測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法同水平相對(duì)凈空變化量測(cè)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(duì)凈空變化的判別6.3 地表下沉量測(cè)地表下沉的量測(cè)仍采用水準(zhǔn)測(cè)量方式,量測(cè)儀器為水平儀塔尺,測(cè)點(diǎn)布置形式如下圖所示量測(cè)方法及數(shù)據(jù)處理分析方法同隧道周邊位移量測(cè)附表1圍巖級(jí)別判定卡工程名稱位置里 程評(píng)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(qiáng)度Rc= MPa點(diǎn)荷載強(qiáng)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