隧道監(jiān)測項目包括:洞內(nèi)外觀察、洞內(nèi)周邊位移量測、拱頂下沉量測、地表沉降量測、建筑物基礎(chǔ)沉降等必測項目;圍巖體內(nèi)位移量測、模筑二次襯砌應(yīng)力監(jiān)測、圍巖壓力及支護間壓力量測;錨桿內(nèi)力及抗拔力量測;鋼支撐內(nèi)力量測等選測項目。
1. 洞內(nèi)外觀察
1.1觀測內(nèi)容
(1)對開挖后沒有支護的圍巖:
1)巖質(zhì)種類和分布狀態(tài),近界面位置的狀態(tài);
2)巖性特征:巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造;
3)地層時代歸屬及產(chǎn)狀;
4)節(jié)理性質(zhì)、組數(shù)、間距、規(guī)模、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度和方向性,斷面狀態(tài)特征,充填物的類型和產(chǎn)狀等;
5)斷層的性質(zhì),產(chǎn)狀,破碎帶寬度、特征;
6)溶洞的情況;
7)地下水類型,涌水量大小,涌水壓力,濕度等;
8)開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài),頂板有無剝落現(xiàn)象;
9)核準(zhǔn)圍巖級別。
(2)開挖后已支護段:
1)初期支護完成后對噴層表面的觀測及裂縫狀況的描述和記錄;
2)有無錨桿被拉脫或墊板陷入圍巖內(nèi)部的現(xiàn)象;
3)噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙或剝離,要特別注意噴混凝土是否發(fā)生剪切破壞;
4)有無錨桿和噴混凝土施工質(zhì)量問題;
5)鋼架有無被壓彎現(xiàn)象;
6)是否有底鼓現(xiàn)象。
(3)洞外觀察
主要是了解洞口、洞身和淺埋段的地表變形、開裂情況。
1.2觀察目的
通過對洞內(nèi)外觀察,以達到:
1)預(yù)測開挖面前方的地質(zhì)條件;
2)為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供依據(jù);
3)根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài),分析支護結(jié)構(gòu)的可靠程度;
4)掌握地表變形變位及開裂等情況。
1.3觀測方法
每次爆破開挖后,利用地質(zhì)素描、照相或攝像技術(shù)將觀測到的有關(guān)情況和現(xiàn)象進行詳細記錄,觀測中,如發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,要詳細記錄發(fā)現(xiàn)的時間、具體的里程位置以及對異常情況的描述。
1.4 監(jiān)測頻率
每次開挖后及初期支護后及時進行觀察,暫定平均按每5m一個斷面觀察成果。
2 隧道周邊收斂監(jiān)測
2.1 監(jiān)測內(nèi)容
隧道周邊收斂監(jiān)測,是監(jiān)測隧道內(nèi)壁兩點連線方向的相對位移或監(jiān)測點的絕對位移量。
2.2 監(jiān)測目的
對隧道周邊進行收斂觀測,主要有以下目的:
1)周邊位移是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化的最直觀反映,監(jiān)測周邊位移可為判斷隧道空間的穩(wěn)定性提供可靠的信息,以確定初期支護的安全性;
2)根據(jù)變位速度、變位加速度判斷隧道圍巖的穩(wěn)定程度,為二次襯砌提供合理的支護時機;
3)判斷初期支護設(shè)計與施工方法選取的合理性,用以指導(dǎo)設(shè)計和施工。
2.3 監(jiān)測方法
在隧道內(nèi)設(shè)置監(jiān)控量測斷面,每個斷面分別在側(cè)墻和拱頂設(shè)置測點,利用收斂計,采用一根在重錘作用下被拉緊的普通鋼尺作為傳遞位移的媒介,通過百分表測讀隧道周邊某兩點相對位置的變化。
測點應(yīng)在距開挖面2m的范圍內(nèi)盡快安設(shè),在爆破后24h內(nèi)或下一次爆破前測讀初次讀數(shù)。
2.4 測試儀器
SWJ-Ⅳ型隧道收斂計。
2.5監(jiān)測精度
監(jiān)測的最小精度1.0mm。
2.6 測點布置
本隧道平均15米布設(shè)一個監(jiān)測斷面,每監(jiān)測斷面設(shè)置不少于4條測線,測點分別布置在拱頂及兩側(cè)。
2.7水平收斂警戒值
根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004)錨噴襯砌和復(fù)合式襯砌初期支護的允許洞周水平相對收斂值如表2-1所示。
圍巖級別 |
覆蓋層厚度(M)v | ||
<50 |
50~300 |
>300 | |
Ⅲ |
0.1~0.3 |
0.2~0.5 |
0.4~1.2 |
Ⅳ |
0.15~0.5 |
0.4~1.2 |
0.8~2.0 |
Ⅴ |
0.2~0.8 |
0.6~1.6 |
1.0~3.0 |
表2-1 隧道周邊允許相對位移值(%)
2.8監(jiān)測頻率
位移速度(mm/d) |
距工作面距離 |
頻 度 |
備注 |
>10 |
(0~1)D |
1~2次/1天 |
注:D為隧道寬度 |
5~10 |
(1~2)D |
1次/1天 | |
1~5 |
(2~5)D |
1次/2天 | |
<1 |
>5D |
1次/1周 |
本隧道拱頂沉降和周邊收斂監(jiān)測按表2-2所列頻率進行。
表2-
3 隧道拱頂下沉監(jiān)測
3.1 監(jiān)測內(nèi)容
拱頂下沉監(jiān)測,是指對隧道拱頂?shù)膶嶋H下沉位移值進行監(jiān)測,是相對于不動點的絕對位移。
3.2 監(jiān)測目的
對隧道拱頂進行沉降觀測,主要有以下目的:
1)通過拱頂位移監(jiān)測,了解斷面的變形狀態(tài),判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性;
2)根據(jù)變位速度判斷隧道圍巖的穩(wěn)定程度,為二次襯砌提供合理的支護時機;
3)指導(dǎo)現(xiàn)場設(shè)計與施工。
3.3 監(jiān)測方法
在隧道內(nèi)設(shè)置監(jiān)測斷面,在隧道拱頂設(shè)置測點,安設(shè)隧道拱部監(jiān)測測點,將鋼尺或收斂計掛在作為隧道拱部測點上作為標(biāo)尺,后視點可設(shè)在穩(wěn)定的部位,用水平儀觀測。
測點應(yīng)在距開挖面2m的范圍內(nèi)盡快安設(shè),并應(yīng)保證爆破后24h內(nèi)或下一次爆破前測讀初次讀數(shù)。
3.4監(jiān)測精度
監(jiān)測的最小精度1.0mm。
3.5測點布置
本隧道平均15米布設(shè)一個監(jiān)測斷面,和隧道周邊收斂布設(shè)于同一斷面上。每監(jiān)測斷面設(shè)置在拱頂處設(shè)置監(jiān)測測點。如圖2-1所示。
3.6拱頂沉降警戒值
根據(jù)隧道埋深及圍巖類別確定拱頂沉降控制值,按表2-1要求取值。
3.7監(jiān)測頻率
2 隧道收斂位移和拱頂下沉監(jiān)測頻度表
按表2-2所列頻率進行。
4 地表下沉量測
4.1監(jiān)測內(nèi)容
測試洞口淺埋段隧道開挖時對地面沉降的影響及其影響范圍。
4.2 監(jiān)測目的
1)判斷開挖時對地面沉降的影響及其影響范圍;
2)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果決定對該區(qū)段設(shè)計、施工方法的調(diào)整和變更;
3)保證施工安全,優(yōu)化支護參數(shù);
2.4.3 測試方法
用水準(zhǔn)儀、全站儀對測點的高程進行量測,計算其高程的變化量。
4.4 測試儀器
水準(zhǔn)儀、鋼尺、全站儀
4.5測點布置
垂直隧道軸線在洞口段設(shè)置監(jiān)測斷面,隧道范圍內(nèi)從拱頂位置左右間隔2m對稱布設(shè)沉降觀測點。本隧道在進出口左右線各布置兩個監(jiān)測斷面,對于洞口坡度較緩的,設(shè)置兩個沉降監(jiān)測斷面,每斷面不少于7個監(jiān)測測點;洞口坡度較陡的,設(shè)置一個沉降監(jiān)測斷面,不少于7個監(jiān)測測點,和一個水平位移監(jiān)測斷面,不少于4個監(jiān)測測點。地表下沉樁的布置寬度應(yīng)根據(jù)圍巖級別、隧道埋置深度和隧道開挖寬度而定,地表下沉量測斷面的間距按表3采用。
埋置深度 H |
地表下沉量測斷面的間距 (m) |
H>2B |
20-50 |
B<H<2B |
10-20 |
H<B |
5-10 |
地表下沉量測斷面布置表 表2-3
4 房屋基礎(chǔ)沉降監(jiān)測
隧道下穿周邊有廠區(qū)辦公及宿舍房,需進行建筑物基礎(chǔ)沉降監(jiān)測。測點布置在建筑物基礎(chǔ)的四個角上,從開挖面前方30米開始,直至開挖面后30米,沉降基本停止為止。
為了保證施工影響范圍內(nèi)建筑物的安全,在施工過程中需進行建筑物監(jiān)測,目的是掌握工程施工期間建筑物的變化情況,以便當(dāng)建筑物變形過大,及時采取有效的保護加固措施,確保建造物安全。在地下工程施工前,應(yīng)對施工現(xiàn)場周邊的建筑物進行調(diào)查,根據(jù)建筑物的歷史年限、使用要求以及受施工影響程度,確定具體的監(jiān)測對象。然后,根據(jù)所確定的擬要監(jiān)測的對象進行詳細調(diào)查,以確定監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測方法。
a) 建筑物四角或沿外墻每6~8m處或每隔2~3根柱基上。
b) 裂縫、沉降縫、伸縮縫和不同埋深的基礎(chǔ)兩側(cè),框架結(jié)構(gòu)的主要柱基或縱橫軸線上。
c) 人工地基與天然地基的接壤處;建筑物不同結(jié)構(gòu)的分界處。
5 下穿高壓鐵塔段的監(jiān)測方案
隧道下穿高壓鐵塔地段前后30米范圍列為重點監(jiān)測地段,洞內(nèi)監(jiān)測項目按表5-4-1執(zhí)行,地表沉降監(jiān)測布點沿線路縱向每5米一個斷面,每個斷面7個測點,并在鐵塔基礎(chǔ)四個角增設(shè)4個監(jiān)測點。