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铁路隧道监控量测培训资料
一、监控量测的概念和必要性
1监控量测的必要性
1.1 隧道工程作为工程建筑物,受力特点与地面工程有很大的差别。由于隧道处于千变万化的岩体中,其所受外力是不明确的,施工 过程中应采用量测手段掌握受力情况。
1.2 隧道在开挖、支护、形成、运营的过程中,自始至终都存在受力状态变化这一特征,监控量测可以了解变化情况。
1.3 隧道监控量测是隧道施工安全的哨兵,是确保隧道安全施工的前提条件。
2监控量测的目的
2.1 确保施工安全及结构的长期稳定性;
2.2验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施工方法提供依据;
2.3 确定二次衬砌施做时间;
2.4 监控过程对周边环境影响;
2.5积累量测数据,为信息化设计与施工提供依据;
2.6 通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些隧道工程规律和特点,为今后类似工程发展提供借鉴、依据和指导作用。
二、量测项目及要求:
1.量测项目:
必测项目表
序号
监测项目
测试方法和仪器
测试精度
备 注
1
洞内、外观察
现场观察、数码相机、罗盘仪
2
拱顶下沉
水准仪的测量方法,水准仪、钢尺
0.5~1mm
3
洞内净空收敛
收敛计和隧道激光断面仪
0.1mm
4
地表沉降
水准测量的方法,水准仪
0.5~1mm
浅埋隧道必测(H0≤2b)
2.量测要求:
2.1洞内净空收敛监测点
①净空收敛点量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定,参考下表确定。
必测项目监控量测断面表
围岩级别
断面间距(m)
V~VI
5~10
Ⅳ
10 ~30
Ⅲ
30~50
Ⅱ
100~200
注:根据铁道部第120号文件规定:Ⅴ级围岩量测断面间距不大于5m,Ⅳ级围岩量测断面间距不大于10m。要严格执行(文件附后)。
②净空收敛量测点距开挖面应小于1~2m,在每次开挖后尽早埋设读数,初始读数应在开挖后12h内读取,最迟不得大于24h,而且在下一循环前必须完成初期支护变形的读数。
测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度等因素有关,本隧道主要采用全断面法、台阶法、三台阶法、CRD及双侧壁导坑法施工,其主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图”。
2.2拱顶下沉监测点
拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测,每个断面布置1~3个测点,测点设在拱顶中心或其附近。量测时间应延续的拱顶下沉稳定后。主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测点布置图”。
洞内监测点不得焊与钢架上,必须单独打孔直接安装于岩体中,预埋测点由钢筋加工而成,采用冲击电锤或风钻钻孔,埋入钢架采用直径不小于20mm的螺纹钢,前端外露钢架与埋入钢筋焊接,直接不小于6mm,加工成三角形钩。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定,埋入围岩深度不小于20cm,若围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度。
(a)拱顶测点和1条水平测线示例 ;(b)拱顶测点和2条水平测线、2条斜测线示例;(c)CD或CRD法拱顶测点和测线示例;(d)双侧壁导坑法拱顶测点和测线示例
由于隧道内作业机械、设备、人员较多,若不注意很容易碰撞或损坏监测点,现场应加强对作业人员机械相关保护的教育,同时监控量测点埋设后,应及时进行标识,标识牌长21cm,宽15cm,红底黄字。标识内容例:
20
21
15
2.3监控量测频率
隧道拱顶下沉及周边位移收敛量测频率、地表下沉量测断面间距、变形管理等级见下表:
地表下沉、拱顶下沉及周边收敛量测频率表-1
(按距开挖面距离确定的监控量测频率)
监控量测断面距开挖面距离(m)
监控量测频率
(0-1)B
2次/d
(1-2)B
1次/d
(2-5)B
1次/2-3d
>5B
1次/7d
注:B为隧道开挖宽度。
地表下沉、拱顶下沉及周边收敛量测频率表-2
按位移速度确定的监控量测频率
位移速度(mm/d)
监控量测频率
≥5
2次/d
1~5
1次/d
0. 5-1
1次/2-3d
0. 2-0. 5
1次/3d
<0.2
1次/7d
由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中,原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时应增大监控量测频率。
三、量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求:
1.每次量测后应及时进行数据整理,并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。
四、围岩稳定性的综合判别,应根据量测结果按下列指标进行:
1.净空变化速度持续≥5.0mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应撤出洞内所有施工人员
2.水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱部下沉速度小于0.15mm/d,围岩基本达到稳定。
3.在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下,应采用监控量测分析判别。
4.监控量测工作必须紧跟开挖、支护作业。按设计要求布设监测点,并根据具体情况及时调整或增加量测内容。量测数据应及时分析处理。
五、注意事项:
1.拱顶下沉:A、最终下沉速率小于0.15mm/d,回归分析表格中分段显示名称相应改正为下沉量、下沉速率;B、原始记录表格、统计表格中下沉量、累计下沉量以mm为单位精度不大与0.1mm。C、要具体实测拱顶高度,要求前视倒尺读数填写为“-”值,并且,后视读数不大于1.7m,拱顶沉降点与水准基准点高差大致相当与净空高度值。D、统计表不用手写,用电子表打印;原始记录表格中要以水准测量观测记录,并注明所有基准点点号及其高程。
2.收敛观测:A、收敛速率最终小于0.2mm/d,原始记录、统计表格中收敛仪的正尺(小孔)数据注意是0.025m的倍数(即:0.000、0.025、0.050、0.075),并应到现场具体量测实际宽度距离而定(考虑收敛仪尺身的长度、及其两个挂钩)。B、原始记录中要注明量测时的温度。C、统计表格用电子表格打印,原始记录手写。
中铁二十三局湘桂铁路扩改工程V标指挥部
附件:铁道部文件第120号