1、監(jiān)控量測依據(jù)
1.1 交通部《公路隧道設計規(guī)范》(JTG D70-2004),人民交通出版社;
1.2 交通部《公路隧道施工技術規(guī)范》(JTJ042-94),人民交通出版社;
1.3 《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004);
1.4 《巖土工程勘察規(guī)范》(JB50021-2001);
1.5 《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ064-98);
1.6 《錨桿噴射砼支護技術規(guī)范》(GB50086-2001);
1.7隧道施工設計圖 ;
1.8隧道土建工程施工招標文件技術規(guī)范等 ;
2、監(jiān)控量測目的和要求
2.1 監(jiān)控量測主要目的
。1)根據(jù)對地表和圍巖變形的監(jiān)測數(shù)據(jù)對圍巖穩(wěn)定性和支護系統(tǒng)的安全性及時進行分析和評估,以便有針對性地改進施工工藝、優(yōu)化支護參數(shù),有效地控制地表和圍巖變形,確保施工安全和工程質(zhì)量,保護地表環(huán)境;
(2)預測施工引起地表和圍巖變形,根據(jù)地表變形發(fā)展趨勢,決定是否需要采取保護措施,并為確定經(jīng)濟、合理的保護措施提供依據(jù),確保地表構筑物及地下管線的安全;
(3)為研究地表沉降與圍巖變形的分析預測方法等積累資料,并為改進設計和調(diào)整施工參數(shù)提供依據(jù);
。4)優(yōu)化設計與施工,為后續(xù)工程提供技術依據(jù)。
2.2 監(jiān)控量測應滿足的要求
加強工程安全質(zhì)量管理、防止重大事故發(fā)生的有力措施。根據(jù)相關要求,監(jiān)測主要應滿足以下幾方面的要求:
。1)監(jiān)測的數(shù)據(jù)和資料完整、客觀、真實地反映工程安全狀態(tài)和質(zhì)量情況;
(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)和資料可以按照安全預警位發(fā)出報警信息,既可以對安全和質(zhì)量事故做到防患于未然,又可以對各種潛在的安全和質(zhì)量隱患做到心中有數(shù);
(3)監(jiān)測應滿足作為設計變更的重要信息和各項要求。
3、監(jiān)控量測主要內(nèi)容
3.1 監(jiān)控量測項目、斷面及測點數(shù)量
根據(jù)隧道工程施工技術規(guī)范,確定了隧道施工過程中監(jiān)測的項目、斷面數(shù)量及測點數(shù)量。不同級別圍巖段內(nèi)布設初期支護變形測試斷面的間距:Ⅴ級圍巖地段的斷面間距為5~10m,Ⅳ級圍巖地段的斷面間距為10~20m,Ⅱ~Ⅲ級圍巖地段的斷面間距為20~30m。
4、監(jiān)控量測實施
4.1 監(jiān)控量測儀器設備及精度要求
根據(jù)隧道工程要求和合同內(nèi)容,擬定現(xiàn)場監(jiān)測采用的儀器設備及精度要求,例如: DS32型水準儀(精度要求+0.1mm),收斂計(精度要求+0.01mm), DS32型水準儀、銦鋼尺(精度要求+0.1mm)。
4.2 監(jiān)控量測頻率
根據(jù)隧道工程施工技術規(guī)范要求,為了確保隧道開挖期間的施工及周邊環(huán)境安全,達到監(jiān)測目的,依據(jù)技規(guī)要求及工程經(jīng)驗,擬定監(jiān)測項目的監(jiān)測頻率,如:開挖
面距量測斷面前后<2B時,1~2次/天,開挖面距量測斷面前后<5B時;1次/2天,開挖面距量測斷面前后>5B時,1次/周,3個月以后2~3次/月(其中B表示隧道開挖寬度)。
4.3 監(jiān)控量測控制標準和預警標準
根據(jù)隧道工程設計文件及招標文件要求,監(jiān)測中應及時對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理分析,判斷其穩(wěn)定性及發(fā)展趨勢,并及時反饋到施工中。依據(jù)技規(guī)要求及以往工程經(jīng)驗,確定采用以下二種方法在監(jiān)測中進行控制和預警。
4.3.1 根據(jù)監(jiān)測物理量的最大值或回歸預測最大值
。1)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,按表4-4中的三級管理制度進行指導施工。
表4-3監(jiān)測的三級管理制度
管理等級 管理位移 施工狀態(tài) 備注
、 Uo<(Un/3) 可正常施工 Uo―實測值,Un―最大允許值(控制標準)
、 (Un/3)≤Uo≤(2Un/3) 應注意并加強監(jiān)測
Ⅰ Uo>(2Un/3) 應預警并采取特殊措施
。2)監(jiān)測的控制標準和預警標準,見表4-4:
表4-4監(jiān)測的控制標準和預警標準
序號 監(jiān)測項目 控制標準(規(guī)范值或設計值) 預警標準
1 監(jiān)測項目 地表下沉 30mm 20mm
2 周邊收斂 設計預留變形量:Ⅱ~Ⅲ級圍巖
為50mm,Ⅳ~Ⅴ級圍巖為100mm 設計值預留
變形量的2/3
3 拱頂下沉
上述監(jiān)測控制標準及相應管理對策,應在經(jīng)過業(yè)主、設計、施工及監(jiān)理方確認后予以實施,以后在施工過程中應根據(jù)監(jiān)測情況逐步加以調(diào)整、完善。
4.3.2 根據(jù)監(jiān)測物理量變化時態(tài)曲線的形態(tài)
當變化速率不斷下降時(du2/d2t<0),表明圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài);
當變化速率保持不變時(du2/d2t =0),表明圍巖不穩(wěn)定,應考慮加強支護;
當變化速率不斷上升時(du2/d2t>0),表示圍巖進入危險狀態(tài),必須立即停止開挖,加強支護。
4.4 回歸分析
4.4.1 采用的回歸函數(shù)有:
U= A +Blnt或 (U= A + Blg(1+t))
U=t/(A+ Bt)
U=Ae-B/t
U=A(e-Bt-e-Bt0)
U=Alg〔(B+t)/(B+t0)〕
式中: U ―― 變形值
A、B ―― 回歸系數(shù)
t、t0 ―― 測點的觀測時間(day)
4.4.2量測數(shù)據(jù)處理――回歸分析
在現(xiàn)場測試中,由于測試條件、人員等因素的影響,給測試數(shù)據(jù)造成偶然誤差,使散點圖上下波動,應用中必須進行數(shù)學處理,以某一函數(shù)式來表示,進而獲得能較準確反映實際情況的典型曲線,找出測試數(shù)據(jù)隨時間變化的規(guī)律,并推算測試數(shù)據(jù)的極值,為監(jiān)控設計提供重要信息。
4.4.3可采用隧通隧道監(jiān)控量測系統(tǒng)軟件對量測數(shù)據(jù)進行分析
“隧通隧道監(jiān)控量測信息系統(tǒng)TMMIS”是專門針對隧道及地下工程具體情況并根據(jù)多年監(jiān)測技術和經(jīng)驗,采用先進的計算機技術和科學的數(shù)據(jù)處理方法研制的對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)一管理的完善的信息化軟件系統(tǒng)。該軟件能夠及時、快速地對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行高效管理和分析,能夠節(jié)約大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和管理時間。設置安全警戒值后,當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到該值時,系統(tǒng)會及時給出預警和警報。同時為類似工程積累經(jīng)驗。
4.5 監(jiān)控量測方法
4.5.1 隧道監(jiān)測項目測點埋設及觀測方法
。1)初期支護收斂變形監(jiān)測
隧道變形初期支護測試斷面必須盡量靠近開挖工作面,但太近會造成開挖爆破下的碎石砸壞測樁,太遠又會漏掉該測試斷面開挖后的變位值。變形測點應距開挖面2m的范圍內(nèi)盡快埋設;但根據(jù)以往隧道變形測試經(jīng)驗,變形測點埋設在相距1.0~1.5倍開挖循環(huán)進尺的斷面上較為適宜。初次讀數(shù)應保證爆破后24h內(nèi)或下一次爆破前測讀。
測點埋設時,在隧道左邊墻和右邊墻部位分別埋設測樁(測樁埋設深度約15cm,鉆孔直徑約20cm,用早強錨固劑固定,測樁設置保護罩),并進行初始讀數(shù)。監(jiān)測儀器采用隧道收斂計(SGS-1)。監(jiān)測方法采用精度較高的水平基線測試方法,并進行溫度修正。
(2)初期支護拱頂下沉監(jiān)測
拱頂下沉測點與收斂變形測點布置在同一斷面上。
測點埋設時,在隧道拱頂部位埋設1個帶掛鉤的測樁(測樁埋設深度約15cm,鉆孔直徑約20cm,用早強錨固劑固定),并進行初始讀數(shù)。監(jiān)測儀器采用水準儀和水準尺。監(jiān)測方法采用水準抄平方法,基準點分別設置在洞內(nèi)和洞外(用于校核),視線長度一般不大于30m,監(jiān)測誤差控制在1.0mm以內(nèi)(高程誤差0.7mm),必要時采用冗余觀測方法來提高監(jiān)測精度。
在隧道所處陸域段,與隧道拱頂下沉及收斂變形測試斷面相應的里程上,要盡可能布置地表下沉測試斷面。
4.5.2監(jiān)測警報
監(jiān)測中,當監(jiān)測數(shù)據(jù)異常,超出預警值或時態(tài)曲線出現(xiàn)不穩(wěn)定征兆時,在監(jiān)測完成后24小時內(nèi)發(fā)出監(jiān)測預警報告,及時報告現(xiàn)場業(yè)主代表、駐地監(jiān)理、施工單位和設計代表。當出現(xiàn)特別緊急的情況時,馬上口頭或電話通知業(yè)主代表、駐地監(jiān)理、施工單位和設計代表。
5、監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施
在隧道工程監(jiān)測項目的實施工程中,將充分利用資源優(yōu)勢,合理配置技術力量,投入先進的技術設備,保證優(yōu)質(zhì)、高效地完成好監(jiān)測工作。
保證監(jiān)測所需儀器設備在標定有效期內(nèi),在儀器設備使用前進行檢查、調(diào)試,保證進場測試數(shù)據(jù)的科學性和準確性,保證儀器在數(shù)據(jù)采集期間有足夠的電能。
4、人員相對固定
要求負責監(jiān)控量測的技術人員能吃苦耐勞,對工作認真負責,儀器操作熟悉,資料采集和數(shù)據(jù)處理及時,發(fā)現(xiàn)問題及時向領導反映。
6、監(jiān)控量測進度保證措施
1、根據(jù)隧道工程的要求,按技規(guī)的相關規(guī)定和《監(jiān)測方案》的內(nèi)容,及時開展現(xiàn)場監(jiān)測工作,合理選擇監(jiān)測斷面,適時埋設測點并采集數(shù)據(jù)。每日量測數(shù)據(jù)當天進行整理和分析 。
2、配備充足的儀器、設備,并保證測試所需儀器設備在標定有效期內(nèi),在儀器設備使用前進行檢查,保證儀器能正常工作。
3、要求監(jiān)測人員每日對監(jiān)測數(shù)據(jù)及時輸入為電子文檔并進行備份,防止因數(shù)據(jù)丟失造成的報告不及時。
7、監(jiān)控量測安全保證措施
安全目標:不出現(xiàn)任何安全事故。
1、人員安全
在現(xiàn)場,有關安全事宜應聽從安全監(jiān)督人員的指揮,遇有險情,必須撤離現(xiàn)場。遇到監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時,首先進行初步的安全判斷,在確定安全情況下再繼續(xù)進行相應的工作。
2、儀器設備安全
儀器設備的安全是現(xiàn)場監(jiān)測工作的基礎。嚴格按技規(guī)要求對儀器設備的保護措施進行操作和維護。
3、數(shù)據(jù)安全
監(jiān)測原始數(shù)據(jù)應妥善保管,不能丟失。對于采用計算機儲存的監(jiān)測數(shù)據(jù),要及時做好備份并做好儲存位置的說明,避免數(shù)據(jù)丟失和混亂。
4、財物安全
妥善保管財物、避免丟失。
5、交通安全
監(jiān)控量測人員駕車進入隧道必須注意行車安全,減速慢行,避免發(fā)生交通事故。
8、監(jiān)控量測人員安排
應安排有經(jīng)驗的監(jiān)控量測人員開展工作,可根據(jù)隧道工程的工作量安排人員數(shù)量。