建兴高速隧道监控方案.doc

凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线监测实施大纲辽宁省交通高等专科学校公路工程质量检测中心二零一二年十一月- II -目 录1 工程概况21.1 项目背景21.2 编制依据22 监控量测及质量检测实施大纲22.1隧道内目测观察22.2周边收敛量测22.3拱顶下沉量测22.4 地表下沉量测22.5 锚杆轴力量测22.6 初衬与二衬之间压力量测22.7钢架应力量测23 质量检测项目23.1二次衬前断面检测23.2初期支护雷达检测23.3混凝土二衬雷达检测21 工程概况1.1 项目背景凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线共有隧道5座，设计上均为分离式单向隧道，隧道具体情况见表1-1。表1-1建兴高速公路隧道一览表合同段隧道名称单洞起讫桩号左/右单洞长度(m)左/右路基1标灰窑子隧道ZK3+020-ZK4+020 / K2+985-K3+9901000 /1005韩杖子隧道ZK7+625-ZK8+115 / K7+645-K8+045490 /400路基2标四家子隧道ZK35+650-ZK36+145 / K35+650-K36+136495 /506大苇沟隧道ZK37+940-ZK38+745 / K37+955-K38+695805 /740路基3标樊屯隧道ZK67+430-ZK68+060 / K67+430-K68+080630 /650为确保建兴高速公路隧道工程的质量和安全，受辽宁省高速公路建设管理局的委托，我单位承担了建兴高速全部5座隧道的监控量测及质量检测工作，现根据隧道实际情况编制监控量测及质量检测实施大纲。1.2 编制依据公路工程技术标准（JTG B01-2003）公路隧道设计规范（JTG D70-2004）；公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）； 公路工程质量检验评定标准（JTG F80-2004）；公路项目安全性评价指南 （JTGTB05-2004）；铁路隧道衬砌质量无损检测规程 （TB10223-2004）；铁路工程物理勘探规程（TB10013-2004）；公路勘测规范(JTG C10-2007)；工程测量规范（GB50026-2007）；公路工程地质勘查规范（JTJ064-98）；五座隧道施工图设计文件、招标文件和合同文件等。2 监控量测及质量检测实施大纲2.1隧道内目测观察1）隧道目测观察的目的：（1）预测开挖前方的地质条件。（2）为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据。（3）根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。2）观察内容：（1）掌子面地质水文条件、岩性、结构面产状、有无断层，是否偏压、围岩类别，掌子面自稳情况，地下水影响情况等，并做好记录。（2）对初期支护效果观察包括：锚杆的锚固效果、喷层的光洁度、喷层的有无裂缝，裂缝的部位、长度、宽度、深度，喷层是否把钢支撑全部覆盖。2.2周边收敛量测1）量测目的 收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目。周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以达到以下目的。判断隧道空间的稳定性：根据变位速度判断围岩稳定程度和二次衬砌施作的合理时机；指导现场的施工；2）量测设计（1）收敛量的间距与测线收敛量测的间距和测线根据隧道施工过程中确定的实际围岩级别来确定，具体监测按照表2-1和图2-1所示进行实施。表2-1周边收敛量测断面间距和每断面测点数量围岩级别断面间距（m）每断面测点数量净空变化102012条基线10301条基线30502条基线一条水平基线 两条水平基线 三条基线图2-1周边收敛量测基线示意图（2）量测频率：量测频率根据位移速度来确定，具体实施如表2-2所示表2-2测试频率（按位移速度）位移速度（mm/d）量测频率51次/d151次/2d0.511次/3d0.211次/7d0.21次/15d3）量测仪器周边收敛量测采用全站仪或者JSS30A型数显收敛计进行量测。2.3拱顶下沉量测1）量测目的拱顶沉降量测数据是确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全的最基本的资料。量测的目的如下：（1）判断隧道空间的稳定性；（2）根据变位速度判断围岩的稳定程度和二次衬砌施作的合理时机；指导现场施工。（3）指导现场施工。2）量测设计（1）拱顶下沉量测的间距与测点收敛量测的间距和测线根据隧道施工过程中确定的实际围岩级别来确定，具体监测按照表2-3和图2-2所示进行实施。表2-3拱顶下沉量的量测频率围岩级别断面间距（m）10203050图2-2拱顶沉降测点布置（2）量测频率表2-4拱顶下沉量测频率时间115d16d1个月13个月3个月量测频率1次/2d1次/3d12次/周13次/月备注量测频率根据围岩时间状况可做适当修改3）量测仪器拱顶下沉量测使用精密水准仪或者全站仪测量。2.4 地表下沉量测1）量测目的根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以确定隧道支护结果。应用于整个隧道的施工过程中，为二次衬砌的施设提供依据，并为预测和反馈提供参数。2）量测设计（1）地表下沉的测点每个断面测点具体位置见图，每550m一个断面，每个隧道至少两个断面，中线每520m一个测点。图2-3地表下沉量测测点布置（2）量测频率：量测频率根据开挖面与量测断面距离来确定，具体实施如表2-5所示。表2-5测试频率（开挖面与量测断面距离）开挖面与量测断面距离（mm/d）量测频率2B1次/2d5B1次/周3）量测仪器精密水平仪，水准尺。2.5 锚杆轴力量测1）量测目的根据锚杆所承受的拉力，判断锚杆布置是否合理，了解围岩内部应力的分布情况。2）量测设计（1）量测锚杆的布置不论是电测式锚杆还是机械式锚杆，其布置的形式是一样的。在每一检测断面内一般布置35个量测位置（孔），每一量测位置的钻孔内设测点35个（根据量测深度和所选的量测锚杆决定）测力计。具体布置形式为在拱顶中央1个，在拱基线上（或拱基线上1.5m处）左右各设一个，在量测墙施工底板线上1.5m处各设一个。如图 所示。具体部位也可根据岩性及现场情况适当调整。图2-4量测锚杆布置形式（2）量测频率：量测频率根据不同时间区段来确定，具体实施如表2-6所示。表2-6测试频率（开挖面与量测断面距离）时间区段量测频率115天1次/2d16天一个月1次/3d13个月1次/周3个月以后13次/月3）量测仪器钢筋计，锚杆测力计。2.6 初衬与二衬之间压力量测隧道开挖后，围岩要向净空方向变形，而支护结构要阻止这种变形，这样就会产生围岩作用与支护结构上的围岩压力。围岩压力量测，通常情况下是指围岩与支护或喷层与二衬衬砌混凝土间的接触压力的测试。1）量测目的了解围岩压力的量值及分布状态；判断围岩和支护的稳定性，分析二次衬砌的稳定性和安全度。2）量测设计初衬与二衬之间压力量测的断面布置与测点初衬与二衬之间压力量测属于监控量测中的选测项目，根据合同要求，在其中一个洞口（选择围岩较差的区段）进行量测。测点布置如图2-3所示。图2-5初衬与二衬之间压力量测布置3）量测频率表2-7初衬与二衬之间量测频率时间115d16d1个月13个月3个月量测频率1次/2d1次/3d1次/周13次/月备注量测频率根据围岩时间状况可做适当修改4)量测仪器初衬与二衬之间的接触压力量测仪器采用振弦式压力盒和综合测试仪进行量测。2.7钢架应力量测如果隧道围岩级别分别为IV、V、VI级，尤其在浅埋、偏压隧道中，早期围岩压力增长较快，需要提高初期支护的强度和刚度时，隧道开挖后常采用各种钢架进行支护。一般在V、VI级围岩中常采用型钢钢架；IV级围岩中常采用格栅钢架。通过对钢架的应力量测，可知钢架的实际工作状态，从钢架的性能曲线上可以确定在此压力作用下钢架所具有的安全系数，视具体情况确定是否需要采用加固措施。1）量测目的（1）了解钢架应力的大小，为钢架选型与设计提供依据。（2）根据钢架的受力状态，判断围岩和支护结构的稳定性。（3）了解钢架的实际工作状态，保证隧道施工安全。2）量测设计钢架应力量测前必须根据具体的围岩情况做出监测设计，再根据监测设计来布置应变计或钢筋计。应力、应变计在隧道周边的布置与压力盒相同。在应力、应变计安装时，应尽量使应力计与钢筋同心，防止钢筋计偏心或应变计受扭而影响元件的使用和读数的准确性；将钢筋计焊接在格栅主筋时，要注意给钢筋计降温，防止温度过高烧坏钢筋计的钢弦。在埋设时，应注意对测试元件、测线的保护，防止由于埋设不当而使元件不能正常工作，或者埋设后测线被扯断。3）量测频率应力应变计的观测频率与同一断面压力盒的观测频率相同，一般埋设初期观测频率较高，后期观测频率较低。观测时，根据具体情况及要求，定期进行测量；每次每个测点的测量不应少于3次，力求测量数值可靠、稳定，并做好原始记录。这样通过一段时间的现场观测，就可以根据所获得的资料进行整理分析 。4)量测仪器采用综合测试仪和钢弦式表面应变计或者钢弦式钢筋应力计。3 质量检测项目3.1二次衬前断面检测运用隧道激光断面仪对隧道二次衬砌施作前的初期支护断面进行检测，目的在于判定初期支护断面是否侵入二次衬砌净空，以保证二次衬砌混凝土的厚度。1)检测断面间距按照规范要求频率的20%进行抽测。2)检测部位二次衬砌施作前初期支护断面。3）检测频率每次开挖和初期支护施工完成后，二次衬砌施作前。4)检测工作量对全路段隧道未施作二次衬砌的初期支护总长的30%进行二次衬砌施作前隧道净空断面抽测（按规范要求频率的20%抽测）。3.2初期支护雷达检测1）检测目的采用地质雷达对隧道初期支护混凝土厚度，钢支撑数量及平均间距分布、喷射混凝土密实状况及背后回填等情况进行分析和判定。2）测线布置地质雷达检测测线的布置方式为：沿隧道轴线按拱顶1条、左右拱腰各1条，共3条连续测线。各测线的具体分布见图3-1。检测过程中结合现场施工情况，选取适合检测的位置进行检测。图3-1初期支护地质雷达检测测线布置3）检测工作量对全路段隧道未施作的二次衬砌的初期支护总长的30%进行隧道初期支护地质雷达质量检测