1、監(jiān)控量測的目的
監(jiān)控量測是隧道在施工過程中不可缺少的內(nèi)容,不僅監(jiān)測地層、圍護結構體系、淺埋段圍巖、支護動態(tài),及施工對既有建(構)筑物的影響,通過對兩側數(shù)據(jù)的整理和分析,及時確定相應的施工措施,確保施工過程和既有建筑的安全。
2、監(jiān)控量測的項目
2.1、必測項目是施工中必須作為一道工序進行的監(jiān)控量測項目。它包括:
(1)洞內(nèi)外觀察
(2)水平相對凈空變化值的量測
(3)拱頂下沉的量測。
(4)地表沉降
2.2、選測項目是根據(jù)圍巖性質(zhì)、隧道埋置深度、開挖方式等條件自行確定的監(jiān)控量測項目,作為必測項目的驗證和補充。它包括:
(1)圍巖壓力
(2)鋼架壓力
(3)隧底隆起
3、量測斷面的間距和頻率
3.1、洞內(nèi)觀察分為開挖工作面觀察和初期支護觀察,地質(zhì)及支護狀況的觀察,對判斷圍巖的穩(wěn)定性、進行開挖前方的地質(zhì)預報等十分重要,所以地質(zhì)觀察和記錄對開挖后的每一個工作面都應及時進行地質(zhì)素描及數(shù)碼成像,必要時應進行物理力學試驗。初期支護完成后應進行噴層表面裂縫及其發(fā)展、滲水、變形觀察和記錄。
3.2、洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定,地表水滲透等觀察。
3.3、凈空變形量測斷面的間距應根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸、埋置深度等確定,其間距按表1采用。拱頂下沉量測與凈空水平收斂量測應在同一斷面內(nèi)進行,并用相同的量測頻率,應從表2根據(jù)變形速度和距開挖工作面距離較高的一個量測頻率。
3.4、地表下沉量測應根據(jù)隧道埋置深度、地質(zhì)條件、地表有無建筑物、所采用的開挖方式等因素確定是否進行。地表下沉量測的測點應與凈空水平收斂及拱頂下沉量測的測點布置在同一斷面內(nèi)。
3.4、需要進行橫斷面方向地表下沉量測時,其測點間距應采取2~5米,在同一量測斷面內(nèi)應取7~11個測點。地表下沉的量測頻率應和拱頂下沉及凈空水平收斂的量測頻率相同。地表下沉量測應在開挖工作面前方H0+B(隧道埋置深度+隧道最大開挖寬度)處開始,直至襯砌結構封閉,下沉基本停止時為止。
4、測點設置要求及測設工具
周邊位移量測以水平相對凈空變化值的量測為主,水平凈空變化量測線的布置應根據(jù)施工方法、地質(zhì)條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。拱頂下沉量測斷面的位置在每一斷面宜布置1~3個點。若地質(zhì)條件復雜,下沉量大或偏壓明顯時,應同時量測拱腰下沉及基底隆起量。測點的安裝應能保證在開挖后12小時 (最遲不超過24小時)內(nèi)和在下一循環(huán)開挖前測到初次讀數(shù)。坑道周邊收斂計可選鉸彈簧式或重錘式,拱頂下沉量測采用水平儀、水準儀和掛鉤鋼尺等,有條件時可采用激光隧道斷面監(jiān)測儀進行量測。變形量測可采用單點或多點式錨頭和傳力桿,配以機械式百分表或點測位移計。
5、量測方法及數(shù)據(jù)處理
5.1、水平收斂量測
5.1.1、量測方法
水平相對凈空變化的量測首先要求將預埋件按要求的時間及方法埋設,然后進行儀器的安裝(如下圖所示)。
當儀器安裝完成后,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;因第一次量測的初始讀數(shù)是關鍵性讀數(shù),應反復測讀;當連續(xù)量測3次的誤差R≤0.18mm(R值根據(jù)收斂計不同而異)時才能繼續(xù)爆破掘進作業(yè)。用同樣方法可讀得間隔時間t后的t時刻的Xi值,則t時刻的周邊收斂值Ut即為百分表兩次讀數(shù)差:
Ut=L0-Lt+Xtl-Xto
式中:L0——初讀數(shù)時所用尺孔刻度值;
Lt——t時刻時所用尺孔刻度值;
Xtl——t時刻時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值,
Xtl= Xt+εt
Xto——初讀數(shù)時經(jīng)溫度修正后的百分表讀數(shù)值,
Xt0= X0+εt0
Xt——t時刻量測時百分表讀數(shù)值;
X0——初始時刻百分表讀數(shù)值;
ε——溫度修正值,
εt=α(T0-T)L
α——鋼尺線膨脹系數(shù);
T0——鑒定鋼尺的標準溫度,T0=20℃;
T——每次測量時的平均氣溫;
L——鋼尺長度。
5.1.2、數(shù)據(jù)處理
每次測量時要做好詳細的量測記錄,記錄內(nèi)容包括日期、時間、里程編號、環(huán)境溫度、量測數(shù)據(jù)等,并及時根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)繪制時態(tài)曲線和空間關系曲線。當位移時間曲線趨于平緩時,及時進行量測數(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。