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文檔簡(jiǎn)介

廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)

項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)方案工程名稱(chēng):廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)

項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)委托單位:廣州市高速公路有限公司工程地點(diǎn):廣州市增城區(qū)方案編號(hào):2016-方案-M0020廣

學(xué)

團(tuán)

司二○一六年六月二日廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)

項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)

項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)方案編校審批寫(xiě):核:核:準(zhǔn):地址:廣州市先烈東路

121

號(hào)電話政編碼:510500聯(lián)

人:劉志峰廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)

項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)目

錄1.工程概況.......................................................................................................................................

52.監(jiān)測(cè)依據(jù).......................................................................................................................................

53.監(jiān)測(cè)目的和意義.........................................................................................................................

54.監(jiān)測(cè)內(nèi)容.......................................................................................................................................

65.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置原則、監(jiān)測(cè)儀器及精度要求...........................................................................

66.監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)頻率及報(bào)警值..............................................................................................77.工作方案.......................................................................................................................................

97.1隧道監(jiān)控量測(cè)方案.............................................................................................................

97.1.1地質(zhì)支護(hù)觀察(必測(cè)項(xiàng)目).........................................................................................

97.1.2周邊收斂位移量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目)................................................................................

97.1.3拱頂下沉量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目).......................................................................................

127.1.4地表下沉量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目).......................................................................................

137.1.5小凈距拱腰處爆破振動(dòng)速度測(cè)試(必測(cè)項(xiàng)目)...................................................157.1.6錨桿拉拔量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目).......................................................................................

177.1.7初支砼內(nèi)力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)...................................................................................187.1.8圍巖壓力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目).......................................................................................

197.1.9錨桿軸力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目).......................................................................................

217.1.10鋼支撐內(nèi)力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目).................................................................................217.1.11初支、二襯空洞掃描(選測(cè)項(xiàng)目).......................................................................

227.1.12二襯斷面量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目).....................................................................................

237.2超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案...........................................................................................................

257.2.1地震波反射法(TRT)...........................................................................................257.2.2探地雷達(dá)探測(cè)方法....................................................................................................287.3監(jiān)測(cè)配合條件....................................................................................................................

307.4監(jiān)測(cè)安全條件....................................................................................................................

318.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警機(jī)制及測(cè)點(diǎn)保護(hù)標(biāo)示..................................................................................

328.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)警應(yīng)急措施..................................................................................................328.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)及標(biāo)識(shí)...........................................................................................................

33第

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標(biāo)段)8.2.1

目的..............................................................................................................................

338.2.2工作職責(zé)......................................................................................................................

338.2.3

保護(hù)方法及措施.......................................................................................................

339.監(jiān)測(cè)技術(shù)管理措施、質(zhì)量控制措施和安全控制措施..................................................349.1技術(shù)管理組織機(jī)構(gòu)...........................................................................................................

349.2技術(shù)管理規(guī)章制度...........................................................................................................

359.2.1監(jiān)測(cè)技術(shù)要求總則....................................................................................................359.2.2監(jiān)測(cè)實(shí)施管理細(xì)則....................................................................................................369.2.4應(yīng)急、搶險(xiǎn)管理細(xì)則...............................................................................................389.3質(zhì)量控制措施....................................................................................................................

399.3.1質(zhì)量控制要點(diǎn).............................................................................................................399.3.2質(zhì)量保證措施.............................................................................................................4010.信息化監(jiān)測(cè)和成果反饋.......................................................................................................

41附件1:項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)..............................................................................................................44附件2:測(cè)點(diǎn)布設(shè)圖...................................................................................................................53第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)1.工程概況本項(xiàng)目位于廣東省廣州市東北部。涉及主要區(qū)市有增城區(qū)、從化區(qū)、白云區(qū)及花都區(qū)。起點(diǎn)位于增城市荔城街與石灘鎮(zhèn)交界處的上塱村,起點(diǎn)設(shè)計(jì)里程K13+145.149,與本項(xiàng)目先行工程終點(diǎn)對(duì)接(K64+700)。路線經(jīng)增城肉聯(lián)廠北側(cè)跨越荔新公路,至山田村委跨

G324,沿山腳布線,繞避朱村基本農(nóng)保區(qū)后,采用隧道穿越雷公山,經(jīng)烏石嶺,跨西福河、S118、廣河高速,過(guò)扒嶺、車(chē)上、老屋,于伯公坳越嶺進(jìn)入從化的秋風(fēng)洞、山口莊到太平,進(jìn)入白云區(qū)鐘落潭,跨G105、流溪河后進(jìn)入花都區(qū),再跨

S118

至楊荷,終點(diǎn)位于花都區(qū)花東鎮(zhèn)楊荷村,與

點(diǎn)

K57+538.172

,

對(duì)

應(yīng)

路JBK19+756.446。路線全長(zhǎng)

44.435km,全線采用設(shè)計(jì)速度

100km/h、雙向

6

車(chē)道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。主線橋

10326m/32

座、隧道

1500m/1

座、互通式立體交叉

6

處、管理中心

1

處、服務(wù)區(qū)

1

處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)

1

處、匝道收費(fèi)站

6

處??偼顿Y約

65.52

億元。2.監(jiān)測(cè)依據(jù)(1)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTGF60-2009;(2)《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007;(3)《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB/T12897-2006;(4)《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB/T12898-2009;(5)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD70-2004;(6)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF801—2004;(7)《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》JTG/TF60-2009;(8)《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》Q(chēng)/CR

9218-2015;(9)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001;(10)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014。3.監(jiān)測(cè)目的和意義施工監(jiān)控量測(cè)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與信息反饋是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)信息化設(shè)計(jì)的一部分,既保證結(jié)構(gòu)安全施工,也是提高經(jīng)濟(jì)效益的重要條件。通過(guò)對(duì)隧道及施工影響范圍內(nèi)的地表沉降、周邊收斂、拱頂下沉、圍巖內(nèi)部位移全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)檢測(cè),并將監(jiān)(檢)測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋,以合理調(diào)整施工參數(shù)和采取必要的第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)技術(shù)措施,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性,了解支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同工況時(shí)的受力狀態(tài)和應(yīng)力分布,對(duì)圍巖穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià),根據(jù)隧道開(kāi)挖后獲得的量測(cè)信息,提出修改設(shè)計(jì)方案和施工方案的意見(jiàn),確保施工與運(yùn)營(yíng)安全和減少不必要的浪費(fèi)。本次監(jiān)(檢)測(cè)目的主要為以下幾個(gè)方面:(1)了解隧道工程施工過(guò)程中變形情況,及時(shí)了解隧道的安全;(2)為修正設(shè)計(jì)和施工參數(shù)、預(yù)估發(fā)展趨勢(shì)提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),是設(shè)計(jì)和施工的重要補(bǔ)充手段;(3)為隧道圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定提供依據(jù),確定二次襯砌施工時(shí)間;(4)為理論驗(yàn)證提供對(duì)比數(shù)據(jù),為優(yōu)化施工方案提供依據(jù);(5)積累區(qū)域性設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)。4.監(jiān)測(cè)內(nèi)容廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)項(xiàng)目隧道監(jiān)控工程,工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工要求都有其自身的特色。為及時(shí)反映施工所需的圍巖穩(wěn)定程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),以保證施工安全,提高施工效率,本次隧道監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括:(1)必測(cè)項(xiàng)目包括:地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)觀察、周邊收斂監(jiān)測(cè)、拱頂沉降監(jiān)測(cè)、地表沉降監(jiān)測(cè)、小凈距拱腰處爆破振動(dòng)速度測(cè)試、錨桿抗拔力;(2)選測(cè)項(xiàng)目包括:初支砼應(yīng)力、圍巖壓力量測(cè)、錨桿軸力量測(cè)、鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)、初支、二襯空洞掃描、二襯斷面量測(cè)。本次超前地質(zhì)預(yù)報(bào)內(nèi)容包括:地質(zhì)雷達(dá)、地質(zhì)預(yù)報(bào)

TRT。因施工監(jiān)控量測(cè)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,而且地質(zhì)條件變化多端,量測(cè)的具體布置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況做適當(dāng)調(diào)整。5.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置原則、監(jiān)測(cè)儀器及精度要求根據(jù)《雷公山隧道設(shè)計(jì)圖》、相關(guān)規(guī)范及本項(xiàng)目地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)狀況,我機(jī)構(gòu)在本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中擬采用的測(cè)點(diǎn)布置原則如下表

5-1

所示;各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)布置,具體見(jiàn)附圖

1。第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)表

5-1

隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)布置匯總表監(jiān)測(cè)項(xiàng)目位置或序項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)布置號(hào)類(lèi)型監(jiān)測(cè)對(duì)象123地質(zhì)支護(hù)觀察

掌子面圍巖和襯砌

爆破或開(kāi)挖后未支護(hù)的圍巖和已支護(hù)段襯砌周邊收斂拱頂下沉隧道兩側(cè)隧道頂部量測(cè)間距Ⅴ級(jí)圍巖段

5m,Ⅳ級(jí)圍巖段

10m,Ⅲ級(jí)圍巖段

30m,

Ⅱ級(jí)圍巖段

30m。地表下沉在隧道設(shè)計(jì)淺埋地段布設(shè);每個(gè)隧道至少

2

個(gè)斷面,若出現(xiàn)不良地質(zhì)情況時(shí),加設(shè)監(jiān)測(cè)斷面;每個(gè)地表監(jiān)測(cè)斷面上測(cè)線與隧道中心線垂直,埋設(shè)測(cè)點(diǎn)時(shí)中心監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在隧道軸線的地表位置,其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)眼中心線對(duì)稱(chēng)布置,測(cè)點(diǎn)間距由中心監(jiān)測(cè)點(diǎn)開(kāi)始至距離地表隧道軸線最遠(yuǎn)一點(diǎn)由密至疏布置,具體距離按

2~5m

布置,寬度為:W=B(開(kāi)挖寬度)+H/2(兩側(cè)埋深的一半)。必測(cè)項(xiàng)目施工影響范圍內(nèi)地表4地表下沉小凈距拱腰處爆

小靜距隧道拱腰5678布置在爆破影響范圍內(nèi)小凈距隧道拱腰處按錨桿數(shù)

1%且不小于

3

根破振動(dòng)速度測(cè)試處錨桿拉拔錨桿每個(gè)斷面設(shè)

5

個(gè)測(cè)點(diǎn),每個(gè)測(cè)點(diǎn)安設(shè)

1

個(gè)傳感器初支硂內(nèi)力初支襯砌錨桿軸力錨桿每個(gè)斷面設(shè)

3~7

根錨桿,取

3

根每代表性地段選測(cè)項(xiàng)目選

1~2

布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵9圍巖壓力圍巖與初期支護(hù)

個(gè)斷面

部位上,如拱頂、拱腰、拱腳等,并進(jìn)行逐一編號(hào)101112鋼支撐內(nèi)力鋼拱架初支、二襯二次襯砌每個(gè)斷面設(shè)

3~7

個(gè)測(cè)點(diǎn),取

3

個(gè)隧道拱頂、左右拱腰和左右邊墻分別布置約

100m

一個(gè)檢測(cè)斷面初支、二襯空洞掃描二襯斷面量測(cè)備注H-隧道埋深(結(jié)構(gòu)頂?shù)降孛娴木嚯x);B-隧道開(kāi)挖寬度,因施工監(jiān)控量測(cè)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,而且地質(zhì)條件變化多端,量測(cè)的具體布置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況做適當(dāng)調(diào)整。6.監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)頻率及報(bào)警值根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求,參考其他類(lèi)似工程的經(jīng)驗(yàn),擬定本項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)頻率和警戒值供業(yè)主及相關(guān)方審定,如下表

6-1

所示。第

7頁(yè)

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標(biāo)段)表

6-1

隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)x器、監(jiān)測(cè)頻率和警戒值表量測(cè)間隔時(shí)間(天)儀器監(jiān)測(cè)項(xiàng)目位移管理等級(jí)1~1516~3030~90>90未支護(hù)的圍巖需每次爆破或開(kāi)挖后地質(zhì)支護(hù)觀

現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、直察

尺或裂縫計(jì)//爆破或開(kāi)挖后已支護(hù)段襯砌需每天不間斷當(dāng)

U

<(Uo/3)

時(shí)可正常施工,當(dāng)(Uo/3)≤U≤(2

Uo

/3)時(shí)

應(yīng)加強(qiáng)支護(hù),當(dāng)

U

>(2Uo/3)時(shí)應(yīng)采取特殊措施收斂計(jì)、全站儀周邊收斂1

次/2天1~2

次/周1

次/天1~3

次/月拱頂下沉量

水準(zhǔn)儀、銦鋼測(cè)

尺、全站儀開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<2B

時(shí),1

次/天;水準(zhǔn)儀、銦鋼尺、全站儀、

開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后<5B

時(shí),1

次/2

天;全站儀地表下沉//必測(cè)開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后>5B

時(shí),1

次/周項(xiàng)目后行洞爆破施工時(shí),先行洞初期支護(hù)處震動(dòng)爆破速度不得大于15cm/s。后行洞爆破小凈距拱腰

爆破振動(dòng)儀、處爆破振動(dòng)

放大器、記錄預(yù)計(jì)總爆破次數(shù)的

20%,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況

施工時(shí),后行洞中夾和委托方需求適當(dāng)調(diào)整巖靠先行洞一側(cè)拱腰位置的最大震動(dòng)速度:Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖不超過(guò)

15cm/s;Ⅴ級(jí)圍巖不超過(guò)

10cm/s速度測(cè)試器錨桿拉拔錨桿拉拔儀//////混凝土應(yīng)力初支硂內(nèi)力

計(jì)、頻率讀數(shù)儀70%控制值土壓力盒、頻率讀數(shù)儀70%控制值圍巖壓力錨桿軸力1

次/2天1~2

次/周設(shè)計(jì)容許值1

次/天1~3

次/月鋼筋計(jì)、頻率讀數(shù)儀70%控制值選測(cè)項(xiàng)目硂應(yīng)力計(jì)、頻率讀數(shù)儀70%控制值鋼支撐內(nèi)力初支、二襯空洞掃描探地雷達(dá)////二襯斷面量

激光隧道斷測(cè)

面儀、全站儀設(shè)計(jì)容許值70%控制值H-隧道埋深(結(jié)構(gòu)頂?shù)降孛娴木嚯x);B-隧道開(kāi)挖寬度;U—實(shí)測(cè)位移值;Uo—隧道圍巖預(yù)留變形量。備注第

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標(biāo)段)當(dāng)隧道暫停施工時(shí),可根據(jù)測(cè)點(diǎn)變形速率穩(wěn)定情況適當(dāng)降低頻率;當(dāng)測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域二襯支護(hù)完成時(shí)停止監(jiān)測(cè)。7.工作方案7.1

隧道監(jiān)控量測(cè)方案7.1.1

地質(zhì)支護(hù)觀察(必測(cè)項(xiàng)目)該項(xiàng)目包括對(duì)工作面觀察和支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果觀察。工作面工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況觀察包括巖石的名稱(chēng)、巖層產(chǎn)狀、斷層、層理、節(jié)理等結(jié)構(gòu)面的分布、走向、產(chǎn)狀。洞內(nèi)狀態(tài)觀察是可靠性很高且最直接的判斷資料,觀察使用地質(zhì)錘、鋼卷尺、放大鏡、手電、照相機(jī)或攝像機(jī)等。在隧道開(kāi)挖工作面爆破后,應(yīng)立即對(duì)開(kāi)挖后沒(méi)有支護(hù)的圍巖進(jìn)行觀測(cè),將觀測(cè)的有關(guān)情況和現(xiàn)象詳細(xì)記錄。圍巖觀測(cè)包括以下內(nèi)容:l.節(jié)理性質(zhì)、組數(shù)、間距、規(guī)模,節(jié)理裂縫的發(fā)育程度和方向性,斷面狀態(tài)特征,充填物的類(lèi)型和產(chǎn)狀;2.斷層的性質(zhì)、產(chǎn)狀,破碎帶寬度、特征;3.地下水的類(lèi)型、涌水量大小、涌水位置等;4.開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài),頂板及側(cè)壁有無(wú)剝落現(xiàn)象。對(duì)開(kāi)挖后已支付段襯砌的觀測(cè)應(yīng)每天不間段地進(jìn)行。如發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)詳細(xì)記錄發(fā)現(xiàn)時(shí)間、距開(kāi)挖面距離、附近測(cè)點(diǎn)的各項(xiàng)量測(cè)數(shù)據(jù)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)情況,并應(yīng)增加觀測(cè)頻率。支護(hù)觀察與記錄應(yīng)包括如下內(nèi)容:1.初期支護(hù)完成后,對(duì)噴層表面的觀察及裂縫狀況的描述和記錄;2.有無(wú)噴射混凝土出現(xiàn)裂隙或剝離,特別是剪切破壞的現(xiàn)象;3.有無(wú)錨桿被拉脫或墊板陷入圍巖內(nèi)部的現(xiàn)象;4.有無(wú)鋼拱架屈服現(xiàn)象;5.有無(wú)底鼓現(xiàn)象;6.有無(wú)噴射混凝土表面大量涌水、滲水現(xiàn)象。7.有無(wú)錨桿和噴射混凝土的施工質(zhì)量問(wèn)題。7.1.2

周邊收斂位移量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目)收斂計(jì)觀測(cè)窗面板上有一條直線稱(chēng)為第一條直線,在觀測(cè)窗的中央。觀測(cè)窗第

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標(biāo)段)內(nèi)還有一條直線稱(chēng)為第二條直線,收斂觀測(cè)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母使鋼尺收緊到觀測(cè)窗內(nèi)第二條直線與面板上的直線重合時(shí)讀取測(cè)值。①將收斂計(jì)百分表讀數(shù)預(yù)調(diào)在25~30mm位置。當(dāng)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)到最大讀數(shù)時(shí),不可再調(diào),否則將導(dǎo)致百分表?yè)p壞。②將收斂計(jì)鋼尺掛鉤分別掛在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)上,然后收緊鋼尺,將銷(xiāo)釘插入鋼尺上適當(dāng)?shù)男】變?nèi)。③轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母,使鋼尺收緊到觀測(cè)窗內(nèi)的第二條直線與面板上的第一條直線重合時(shí)。讀取鋼尺及百分表中的數(shù)值,兩者相加即可得到測(cè)點(diǎn)距離。④每次測(cè)量完畢后,先松開(kāi)調(diào)節(jié)螺母,然后退出卡鉤將鋼尺取下,擦凈收好,并定期涂上防銹油脂。注意事項(xiàng):一般均用收斂計(jì)量測(cè)其中兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移值,測(cè)試方法及注意事項(xiàng)如下:(1)每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)連續(xù)讀數(shù)3次,取平均值作為本次測(cè)試讀數(shù)。(2)用一臺(tái)以上收斂計(jì)相互使用時(shí),應(yīng)先作比較修正后方可進(jìn)行正式使用。(3)洞內(nèi)外溫度較大時(shí),到達(dá)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)后,應(yīng)將收斂計(jì)保護(hù)箱打開(kāi),放置十五分鐘以上進(jìn)行觀測(cè),以消除溫度影響。(4)開(kāi)挖后盡快埋設(shè)測(cè)點(diǎn),并測(cè)取初讀數(shù),要求12h內(nèi)完成;(5)測(cè)點(diǎn)(測(cè)試斷面)應(yīng)盡可能靠近開(kāi)挖面;(6)讀數(shù)應(yīng)在重錘穩(wěn)定或張力調(diào)節(jié)器指針?lè)€(wěn)定指示規(guī)定的張力值時(shí)讀??;(7)當(dāng)相對(duì)位移值較大時(shí),要注意消除換孔誤差;(8)測(cè)試頻率應(yīng)視圍巖條件、工程結(jié)構(gòu)條件及施工情況而定。(9)整個(gè)量測(cè)過(guò)程中,應(yīng)作好詳細(xì)記錄,并隨時(shí)檢查有無(wú)錯(cuò)誤。記錄內(nèi)容應(yīng)包括斷面位置、測(cè)點(diǎn)(測(cè)線)編號(hào)、初始讀數(shù)、各次測(cè)試讀數(shù)、當(dāng)時(shí)溫度以及開(kāi)挖面距量測(cè)斷面的距離等。兩測(cè)點(diǎn)的連線稱(chēng)為測(cè)線。第

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標(biāo)段)圖

7-1

周邊位移量測(cè)圖片圖

7-2

周邊位移量測(cè)圖片4.數(shù)據(jù)整理量測(cè)數(shù)據(jù)整理包括數(shù)據(jù)計(jì)算、列表或繪圖表示各種關(guān)系。(1)坑道周邊相對(duì)位移計(jì)算式為u

=

R

-

Rii0式中,R0——初始觀測(cè)值;Ri——第

i次觀測(cè)值;ui——第

i次量測(cè)時(shí),該兩測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位移值。(2)量測(cè)過(guò)程應(yīng)及時(shí)計(jì)算出各測(cè)線的相對(duì)位移值,相對(duì)位移速率,及其與時(shí)間和開(kāi)挖斷面距離之間的關(guān)系,并列表或繪圖。第

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標(biāo)段)圖

7-3

監(jiān)測(cè)結(jié)果分析圖圖

7-4

監(jiān)測(cè)結(jié)果分析圖7.1.3

拱頂下沉量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目)隧道監(jiān)測(cè)最常用的方法有以下兩種:(1)用全站儀量測(cè):該方法用一全站儀來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)拱頂下沉的量測(cè)。測(cè)量時(shí)在拱頂測(cè)點(diǎn)的位置貼一個(gè)反光膜,用全站儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)處的標(biāo)高,來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。(2)用水準(zhǔn)儀量測(cè):該方法用一測(cè)量鋼尺和高精度的水準(zhǔn)儀配合測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)拱頂下沉的量測(cè)。測(cè)量時(shí)把鋼尺掛在預(yù)埋的測(cè)點(diǎn)上,下掛一1kg的垂球保持鋼尺牽直,有水準(zhǔn)儀讀取鋼尺的讀數(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。根據(jù)監(jiān)測(cè)精度和廣州增城沙莊至花都北興公路二期工程(荔城至花都北興段)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況綜合考慮,本參數(shù)暫定采用全站儀量測(cè)。拱頂沉降點(diǎn)和洞室收斂點(diǎn)、地表下沉測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在同一斷面上。通過(guò)了解斷面形狀與變化趨勢(shì),對(duì)隧道二襯澆筑時(shí)間提供依據(jù)。一般情況,二次襯砌的施工應(yīng)在同時(shí)達(dá)到下列三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行:1、隧道收斂變化速率小于

0.2mm/d、拱頂沉降或底板垂直位移速率小于0.1mm/d;第

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標(biāo)段)2、隧道拱頂沉降、周邊收斂位移速度明顯下降;3、隧道位移相對(duì)值已達(dá)到總相對(duì)位移量的

90%以上。平均速率是指至少

7d

觀測(cè)的平均值,總位移量可由回歸分析計(jì)算得到。對(duì)淺埋、軟弱圍巖等特殊地段、應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)具體情況確定二次襯砌施工時(shí)間,施工過(guò)早可能使二次襯砌承受過(guò)大的荷載、施工過(guò)遲則可能使初期支護(hù)破壞。7.1.4

地表下沉量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目)對(duì)于上覆地層厚度不足隧道直徑兩倍的地段視為淺埋段,一般處于隧道的進(jìn)出口位置。根據(jù)需要,對(duì)淺埋段地表沉降需要進(jìn)行觀測(cè),通過(guò)精密水準(zhǔn)儀或全站儀量測(cè)不同時(shí)刻測(cè)點(diǎn)的高程即可得到測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間段內(nèi)的下沉值,如下圖

7-9所示。圖

7-9

地表沉降測(cè)點(diǎn)布置圖沉降觀測(cè)方法a

基準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)按國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求進(jìn)行觀測(cè),作業(yè)過(guò)程嚴(yán)格遵守規(guī)范要求,每次觀測(cè)由固定的測(cè)量人員,采用固定儀器按相同的觀測(cè)路線進(jìn)行,觀測(cè)記錄至0.01

毫米,計(jì)算及結(jié)果至

0.1

毫米。其精度要求見(jiàn)表

7-1。表

7-1

精度

要求序號(hào)項(xiàng)目限差1每公里高程偶然中誤差±0.45

毫米第

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標(biāo)段)23每測(cè)站同差中誤差基輔分劃讀數(shù)差±0.13

毫米±0.3

毫米4往返較差及附合或環(huán)線閉合差±0.3

n

毫米(n)為測(cè)站數(shù)≤30

米5678視線長(zhǎng)度前后視距差≤0.5

米任一測(cè)站前后視距差累計(jì)檢測(cè)間歇點(diǎn)高差的差≤3.0

米≤0.7

毫米b

沉降觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)沉降監(jiān)測(cè)因現(xiàn)場(chǎng)條件等原因?qū)е滤疁?zhǔn)測(cè)量不具備測(cè)量條件,從而退而求其次采用全站儀代替水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量,采用全站儀中點(diǎn)法三角高程測(cè)量。1.測(cè)量原理如下:全站儀中點(diǎn)法三角高程測(cè)量示意圖hBA

=

SBA

×sina

+i

-

V

+

f2(1)基準(zhǔn)點(diǎn)與測(cè)站的高差:22h

=

S

×sina

+i

-

V

+

f(2)測(cè)站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差:

1B1B111a說(shuō)明:i

為儀器高,V

為所擺棱鏡高,

為垂直角。

為球氣差參數(shù),一般ff

=

(1-

k)×D22R公式為其中

K

為折光系數(shù),在我國(guó)一般為

0.14,R

為地球曲率半徑

6371km,D

為所D=

S

×cosa測(cè)平距,。2.基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的高差為:hSBA

×sina

+i

-

V

+

fS

×sina

+i

-

V

+

f—(

1B

)1A=222111SBA

×sina

-

S

×sina

+

f

-

f

+V

-

V2=21B1211第

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標(biāo)段)1-

K22R1-

K12RSBA

×sina

-

S

×sina

+S2cosa22-S2cosa1

+V1

-

V2221B1=BA1B在短距離測(cè)量情況下,球氣差相同,且測(cè)點(diǎn)沉降參與三角高程測(cè)量是棱鏡高度不變,因此,基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差公式簡(jiǎn)化為:h1A

=

S

sina

-

S

sinaBA21B17.1.5

小凈距拱腰處爆破振動(dòng)速度測(cè)試(必測(cè)項(xiàng)目)對(duì)爆破影響范圍內(nèi)小凈距拱腰初支處進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè),確保振速控制在設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的安全范圍內(nèi),具體的工作內(nèi)容有:現(xiàn)場(chǎng)熟悉、了解和掌握隧道施工狀況;配備先進(jìn)監(jiān)測(cè)設(shè)備、按有關(guān)規(guī)范對(duì)爆破影響區(qū)小凈距拱腰進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè),對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析:(1)對(duì)振動(dòng)技術(shù)參數(shù)即頻率、振幅、周期、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)相位等的監(jiān)測(cè)。對(duì)振動(dòng)量即速度、加速度、位移等物理量的監(jiān)測(cè)(2)對(duì)振動(dòng)量即速度、加速度、位移等物理量的監(jiān)測(cè)。1)爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)原理爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)原理如流程圖

7-11???/p>

益放

器掉

護(hù)存

儲(chǔ)

器傳

器A

D

轉(zhuǎn)

換時(shí)

、

發(fā)

路外

發(fā)

入圖

數(shù)

據(jù)

出R

S

2

3

2

口C

P

U計(jì)

機(jī)圖

7-11

爆破震動(dòng)原理圖由于炸藥在巖石中的爆炸作用,使安裝布置在監(jiān)測(cè)質(zhì)點(diǎn)上的傳感器隨質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而振動(dòng),使傳感器內(nèi)部的磁系統(tǒng)、空氣隙、線圈之間作相對(duì)的運(yùn)動(dòng),變成電動(dòng)勢(shì)信號(hào),電動(dòng)勢(shì)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線輸入可變?cè)鲆娣糯笃鲗⑿盘?hào)放大,進(jìn)入

AD

轉(zhuǎn)換,再通過(guò)時(shí)鐘、觸發(fā)電路,同時(shí)也通過(guò)存儲(chǔ)器信號(hào)保護(hù),再通過(guò)

CPU

系統(tǒng)輸入計(jì)算機(jī),采用波形顯示和數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行波形分析和數(shù)據(jù)處理。2)監(jiān)測(cè)方法爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),所以在爆破前根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的準(zhǔn)第

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標(biāo)段)備工作,并嚴(yán)格按照工作流程進(jìn)行工作。為確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確可靠,首先對(duì)爆破點(diǎn)附近的監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確的調(diào)查后,確定監(jiān)測(cè)對(duì)象,然后在爆破前對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查、檢測(cè)和標(biāo)定,同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象與爆破點(diǎn)相對(duì)位置關(guān)系,確定測(cè)點(diǎn)位置及布置方法,提前進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安置,根據(jù)爆破時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3)布點(diǎn)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在監(jiān)測(cè)圖紙標(biāo)定的爆破影響范圍內(nèi)的小凈距隧道拱腰位置。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,將爆破振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置在所需監(jiān)測(cè)的隧道側(cè)壁上。安裝傳感器時(shí)必須安裝穩(wěn)固,否則質(zhì)點(diǎn)的速度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將產(chǎn)生失真現(xiàn)象,一般采用石膏固定傳感器效果較好。還應(yīng)注意對(duì)傳感器的保護(hù),使其避免受到爆破碎石或其它物體的物理性損傷。另外必須注意傳感器的方向性。a

測(cè)點(diǎn)布置遵循的原則最大振動(dòng)斷面發(fā)生的位置和方向監(jiān)測(cè);爆破地震效應(yīng)跟蹤監(jiān)測(cè);爆破地震波衰減規(guī)律監(jiān)測(cè)。b

測(cè)點(diǎn)的布置方法按照上述原則和爆破地震的傳播規(guī)律和以往的經(jīng)驗(yàn),測(cè)點(diǎn)布置垂直方向、水平方向和水平切向的傳感器即靠近開(kāi)挖隧道一側(cè)(迎爆面)。4)測(cè)試監(jiān)測(cè)前將傳感器編號(hào),固定在規(guī)定的測(cè)振儀中,并配合固定的振子,然后在標(biāo)定振子臺(tái)上進(jìn)行標(biāo)定,作出振子跳高和速度的標(biāo)定曲線。傳感器、放大器槽路和振子在監(jiān)測(cè)中不得互換,以提高量測(cè)精度。每隔一段時(shí)間后,要重新對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,檢查其是否發(fā)生變化,以便修正??拐鹦阅茉綇?qiáng),防干擾性能越好,量測(cè)數(shù)據(jù)越精確、穩(wěn)定。量測(cè)時(shí)注意導(dǎo)線的接頭防潮和屏蔽。監(jiān)測(cè)前傳感器預(yù)埋件必須牢固地固定在測(cè)點(diǎn)處,留出少量螺栓,以和傳感器擰緊為原則,不要使傳感器離測(cè)量面太遠(yuǎn),以防產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),影響量測(cè)精度。監(jiān)測(cè)時(shí),起爆與測(cè)量?jī)x器的同步通過(guò)一同步電纜(一端連在掌子面起爆雷管上,另一端連在示波器上)實(shí)現(xiàn)。5)數(shù)據(jù)處理和分析采用自動(dòng)記錄儀將速度傳感器測(cè)得的測(cè)點(diǎn)水平徑向、水平切向和垂直方向第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)上的振動(dòng)速度進(jìn)行記錄。所記錄的振動(dòng)波形應(yīng)有時(shí)間標(biāo)尺,并標(biāo)出最大振幅值和所處時(shí)刻。6、注意事項(xiàng)儀器操作注意事項(xiàng)a

傳感器:傳感器安裝的準(zhǔn)確性是數(shù)據(jù)可靠性的重要保障?,F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):(a)傳感器的測(cè)量方向必須準(zhǔn)確,安裝時(shí)應(yīng)使用水平尺及羅盤(pán),對(duì)傳感器的安裝進(jìn)行調(diào)平及調(diào)方向,確保三維測(cè)量方向的正確。(b)傳感器安裝位置應(yīng)選擇在與被監(jiān)測(cè)物形成一體的結(jié)構(gòu)上,并選取離爆點(diǎn)最近的位置。(c)傳感器必須與被監(jiān)測(cè)物可靠粘結(jié),粘結(jié)劑可選擇石膏粉、AB

膠,也可以選擇以?shī)A具或磁座方式,與被測(cè)物形成剛性聯(lián)接。(d)傳感器與儀器的連接必須可靠,連接完成后,可輕拽線纜,確認(rèn)線纜已接好;儀器進(jìn)入信號(hào)等待狀態(tài)后,輕輕用手指敲擊傳感器,觀察儀器是否記錄,確保傳感器及儀器的可靠工作。b

儀器:現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí),應(yīng)先安裝好傳感器并將傳感器線纜與儀器完成連接后,才能打開(kāi)儀器電源;電源打開(kāi)后

30

秒內(nèi)不作操作,儀器將自動(dòng)進(jìn)入采集等待狀態(tài)。圖

7-12

爆破振速監(jiān)測(cè)7.1.6

錨桿拉拔量測(cè)(必測(cè)項(xiàng)目)本項(xiàng)目采用拉拔儀錨桿來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試。①在隧道圍巖制定部位鉆錨桿孔??咨畹?/p>

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)在正常深度的基礎(chǔ)上稍作調(diào)整,以便錨桿外露長(zhǎng)度大些,保證千斤頂?shù)陌惭b;或采用正??咨?,將待測(cè)錨桿加長(zhǎng),從而為千斤頂安裝提供空間。②按照正常的安裝工藝安裝待測(cè)錨桿,用砂漿將錨桿口部抹平,以便支放承壓墊板。③根據(jù)錨桿的種類(lèi)和試驗(yàn)?zāi)康拇_定拉拔時(shí)間。④在錨桿尾部加上墊板,套上中空千斤頂,將錨桿外端與千斤頂內(nèi)缸固定在一起,并裝設(shè)位移測(cè)量設(shè)備與儀器。⑤通過(guò)手動(dòng)油壓泵加壓,從油壓表讀取油壓,根據(jù)活塞面積換算錨桿承受的拉拔力,視需量從千分表讀取錨桿尾數(shù)的位移,繪制錨桿拉拔力位移曲線,供分析研究。圖

7-13

錨桿拉拔量測(cè)圖

7-14

錨桿拉拔量測(cè)圖片結(jié)果分析示意圖7.1.7

初支砼內(nèi)力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)方法同鋼支撐內(nèi)力量測(cè),首先要根據(jù)傳感器的標(biāo)定曲線把測(cè)量的頻率值轉(zhuǎn)化為應(yīng)力值,用之后的轉(zhuǎn)化值與第一天的轉(zhuǎn)化值相比較,最終做出應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線,即

P-t

曲線。第

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標(biāo)段)圖

7-15

混凝土應(yīng)力計(jì)圖片-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.2D1D2D3D4時(shí)間(T)圖

7-16

初支砼內(nèi)力量測(cè)結(jié)果分析圖7.1.8

圍巖壓力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)1.量測(cè)原理圍巖與初支、初支與二襯之間的接觸應(yīng)力大小,既反映了支護(hù)的工作狀態(tài),又反映了圍巖施加于支護(hù)的形變壓力情況??刹捎煤惺綁毫鞲衅?稱(chēng)壓力盒)進(jìn)行測(cè)試。將壓力盒埋設(shè)于混凝土內(nèi)的測(cè)試部位及支護(hù)——圍巖接觸面的測(cè)試部位,則壓力盒所受壓力即為該部位(測(cè)點(diǎn))壓力。測(cè)試方法及注意事項(xiàng):(1)將壓力傳感器按測(cè)試應(yīng)力的方向埋設(shè)于測(cè)試部位,在噴射混凝土或模筑混凝土振搗過(guò)程中,應(yīng)注意不要損傷導(dǎo)線或?qū)Ч堋#?)垂直于測(cè)試面布置。(3)測(cè)試頻率應(yīng)按要求執(zhí)行。(4)數(shù)據(jù)分析:首先要根據(jù)傳感器的標(biāo)定曲線把測(cè)量的頻率值轉(zhuǎn)化為應(yīng)力值,用之后的轉(zhuǎn)化值與第一天的轉(zhuǎn)化值相比較,最終做出應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線,即P-t

曲線。第

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標(biāo)段)頻率儀讀數(shù)方法與圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)相同。測(cè)量完成后,記錄傳感器的頻率值(或頻率模數(shù)值)、溫度值、儀器編號(hào)、設(shè)計(jì)編號(hào)和測(cè)量時(shí)間。振弦式土壓力的計(jì)算公式:2P=KΔf

+bΔT式中:P—被測(cè)土壓力值(MPa)。2K—儀器標(biāo)定系數(shù)(MPa/Hz

)。22Δf

—土壓力計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量頻率平方值相對(duì)于基準(zhǔn)平方值的變化量(Hz

)。b—土壓力計(jì)的溫度修正系數(shù)(MPa/℃)。ΔT—土壓力計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量(℃)。2頻率模數(shù)

F=f

×10

。‐3量測(cè)時(shí)首先要根據(jù)傳感器的標(biāo)定曲線把測(cè)量的頻率值轉(zhuǎn)化為應(yīng)力值,用之后的轉(zhuǎn)化值與第一天的轉(zhuǎn)化值相比較,圖

7-17

監(jiān)測(cè)儀器和位置荷

MPa)0.2000.1500.1000.0500.000-0.050-0.100拱

A點(diǎn)拱

B點(diǎn)拱

C點(diǎn)拱

D點(diǎn)拱

E點(diǎn)時(shí)

(T:天

)圖

7-18

二次襯砌壓應(yīng)力分析圖第

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標(biāo)段)7.1.9

錨桿軸力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)本項(xiàng)目采用各類(lèi)電測(cè)錨桿,在實(shí)際量測(cè)工作中,是采用與設(shè)計(jì)錨桿強(qiáng)度相等,且剛度基本相等的各式鋼筋計(jì)來(lái)觀測(cè)錨桿的應(yīng)力、應(yīng)變,測(cè)點(diǎn)安裝完畢用頻率計(jì)測(cè)定并記錄下每個(gè)鋼筋計(jì)的讀數(shù)作為初值。量測(cè)時(shí)首先要根據(jù)傳感器的標(biāo)定曲線把測(cè)量的頻率值轉(zhuǎn)化為應(yīng)力值,用之后的轉(zhuǎn)化值與第一天的轉(zhuǎn)化值相比較,最終做出應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線,即

P-t

曲線。P-t

曲線要提供量測(cè)錨桿上各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的力隨時(shí)間的變化曲線,同時(shí)要提供不同時(shí)間段量測(cè)錨桿各測(cè)點(diǎn)隨錨桿深度的變化曲線。頻率儀讀數(shù)方法與圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)相同。圖

7-19

鋼弦式量測(cè)錨桿-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.2D1D2D3D4時(shí)間(T)圖

7-20

錨桿軸力量測(cè)結(jié)果分析圖7.1.10

鋼支撐內(nèi)力量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)方法同壓力盒的測(cè)試方法,首先要根據(jù)傳感器的標(biāo)定曲線把測(cè)量的頻率值轉(zhuǎn)化為應(yīng)力值,用之后的轉(zhuǎn)化值與第一天的轉(zhuǎn)化值相比較,最終做出應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線,即

P-t

曲線。根據(jù)鋼筋計(jì)的頻率-軸力標(biāo)定曲線可將量測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)直接換算出相應(yīng)的軸力值,然后根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)計(jì)算方法可算出鋼筋軸力計(jì)所在的拱架斷面的彎矩,并在隧道橫斷面上按一定的比例把軸力、彎矩值點(diǎn)畫(huà)各鋼筋計(jì)分布位置,并將各點(diǎn)連接形成隧道鋼拱架軸力及彎矩分布圖。第

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標(biāo)段)頻率儀讀數(shù)方法與圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)相同。圖

7-21

監(jiān)測(cè)儀器和位置圖片ZK111+380鋼支撐受壓荷載-時(shí)間曲線圖荷載(KN)1210拱頂A點(diǎn)鋼筋計(jì)86拱腰B點(diǎn)鋼筋計(jì)拱腰C點(diǎn)鋼筋計(jì)420時(shí)間(T:天)-2-4圖

7-22

鋼支撐監(jiān)測(cè)結(jié)果分析圖7.1.11

初支、二襯空洞掃描(選測(cè)項(xiàng)目)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用連續(xù)測(cè)量的方式,對(duì)不同的測(cè)線采用不同的方法,邊墻部位直接由工人抱持天線進(jìn)行檢測(cè),對(duì)于拱頂及拱腰部位測(cè)線則采用帶伸縮臂的檢修車(chē)進(jìn)行檢測(cè)。雷達(dá)檢測(cè)時(shí),需將儀器天線與隧道襯砌表面密貼,沿各測(cè)線滑動(dòng),由雷達(dá)主機(jī)高速發(fā)射雷達(dá)脈沖,進(jìn)行快速連續(xù)采集,勻速緩慢前進(jìn)。檢測(cè)天線應(yīng)移動(dòng)平穩(wěn)、速度均勻,移動(dòng)速度宜為3~5km/h;測(cè)試完成后,選擇幾個(gè)有代表性的點(diǎn)位對(duì)襯砌進(jìn)行定量的鉆孔驗(yàn)證,實(shí)測(cè)介電常數(shù),確定雷達(dá)掃描的準(zhǔn)確參數(shù),確保雷達(dá)圖像分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。第

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標(biāo)段)如果雷達(dá)采集數(shù)據(jù)有問(wèn)題必須重新進(jìn)行采集,保證其有效性。檢測(cè)時(shí)為減少外界對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的干擾,采取關(guān)閉隧道內(nèi)所有動(dòng)力電源,只開(kāi)少量照明電燈,關(guān)閉隧道內(nèi)移動(dòng)通訊中轉(zhuǎn)站等措施,最大限度的提高雷達(dá)記錄的信噪比。在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)記錄可能對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生電磁影響的物體(如滲水、電纜、鐵架等)及其位置,每條測(cè)線數(shù)據(jù)采集完后,記錄好測(cè)線編號(hào);文件名;測(cè)線方向、長(zhǎng)度信息等。7.1.12

二襯斷面量測(cè)(選測(cè)項(xiàng)目)1

操作步驟(1)選擇測(cè)量斷面,確定儀器架設(shè)位置。(2)安放儀器。(3)開(kāi)機(jī)調(diào)平,打開(kāi)掌上電腦,雙擊隧道儀軟件,進(jìn)入程序,點(diǎn)擊手動(dòng)調(diào)整,垂直歸零,開(kāi)激光,(用激光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)地面上的標(biāo)志點(diǎn),標(biāo)志點(diǎn)就是隧道施工時(shí)放置的隧道中線點(diǎn)),用三角架粗調(diào)整儀器,然后用橫水準(zhǔn)跑精確調(diào)整儀器,如果發(fā)現(xiàn)儀器的激光點(diǎn)偏離地面標(biāo)志點(diǎn)時(shí),可松動(dòng)儀器固定螺栓,調(diào)整儀器位置。(4)后視,在儀器調(diào)平的情況下進(jìn)行后視,后視前儀器的圓水準(zhǔn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)后視方向,點(diǎn)擊工具,儀器自動(dòng)測(cè)量出儀器高,在距離里面輸入儀器當(dāng)前站與后視點(diǎn)間的水平距離,點(diǎn)擊計(jì)算,這時(shí)掌上電腦自動(dòng)計(jì)算出一個(gè)角度(儀器垂直為

0度,儀器垂直時(shí)與儀器測(cè)頭到地面后視點(diǎn)的夾角,這個(gè)角為起始角),點(diǎn)擊確認(rèn),這時(shí)儀器將角度自動(dòng)復(fù)制到手動(dòng)調(diào)整目錄下的每步度數(shù)中,點(diǎn)擊向上箭頭,儀器測(cè)頭抬起,如果激光點(diǎn)處于休眠狀態(tài)時(shí)要開(kāi)激光,這時(shí)激光點(diǎn)打在后視點(diǎn)附近,將橫向制動(dòng)鎖死,在每步度數(shù)當(dāng)中選擇較小度數(shù)進(jìn)行微調(diào),直至激光點(diǎn)與后視點(diǎn)重合,點(diǎn)擊垂直歸零,轉(zhuǎn)動(dòng)

90

度(轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)看好,儀器的鋼標(biāo)牌應(yīng)對(duì)準(zhǔn)隧道的小里程方向)(5)測(cè)量(當(dāng)前斷面),點(diǎn)擊測(cè)量斷面,點(diǎn)擊等角測(cè)量,輸入起始角度終止角度,測(cè)量點(diǎn)數(shù)[終止角度減去起始角度,除以?xún)牲c(diǎn)間的度數(shù),如:起始角度30,終止角度

330,10

度測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的情況下,(330-30)/10+1=31]文件名(當(dāng)前的里程號(hào)),其中(x,z)值可以不填寫(xiě),可在后處理軟件中編輯。然后點(diǎn)擊測(cè)量,儀器自動(dòng)測(cè)量斷面,測(cè)量完畢后儀器自動(dòng)保存斷面。(6)測(cè)量(前后方斷面),測(cè)量隧道的前方斷面時(shí)(直線),在手動(dòng)調(diào)整里面轉(zhuǎn)動(dòng)

90

度,使儀器的圓水準(zhǔn)泡對(duì)準(zhǔn)隧道的大里程方向,進(jìn)入測(cè)量前方斷面,第

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標(biāo)段)選擇當(dāng)前斷面作為基準(zhǔn),點(diǎn)擊新測(cè),直線隧道,確定,文件名稱(chēng)是當(dāng)前的里程號(hào),次數(shù)(在當(dāng)前斷面測(cè)量時(shí),測(cè)量的點(diǎn)在前方斷面搜索的次數(shù))距離(當(dāng)前斷面到測(cè)量前方斷面的水平距離,由小到大輸入,如:-6,-1,1,3,5,斷面距離由逗號(hào)間隔)坡度(從小里程到大里程,上坡為正,下坡為負(fù))其中(x,z)值可以不填寫(xiě),可在后處理軟件中編輯。點(diǎn)擊測(cè)量,儀器自動(dòng)紀(jì)錄斷面。(7)測(cè)量(前方斷面),測(cè)量隧道的前方斷面時(shí)(曲線)在測(cè)量當(dāng)前斷面后,不轉(zhuǎn)動(dòng)儀器,就可以直接測(cè)量隧道的前方斷面方法與測(cè)量隧道的直線前方斷面相同,只是在測(cè)量曲線隧道的前方斷面時(shí)要求輸入半徑,詳細(xì)輸入方法可看說(shuō)明書(shū),(測(cè)量隧道的前方斷面時(shí)一般采用直線測(cè)量方法)(8)炮眼指示:預(yù)先在后處理軟件里面編輯炮眼文件,在后處理里面打開(kāi)炮眼指示功能,自動(dòng)放置炮眼位置,制作完畢后在掌上電腦里面打開(kāi)炮眼指示功能,在炮眼文件名稱(chēng)里面編輯炮眼文件名稱(chēng),點(diǎn)擊下載,這時(shí)炮眼文件保存成功,選中該炮眼文件點(diǎn)擊指示,自動(dòng)連續(xù)指示,儀器自動(dòng)指示炮眼,點(diǎn)擊測(cè)量,儀器自動(dòng)測(cè)量?jī)x器高,測(cè)量出儀器到掌子面的距離,輸入(x

為儀器與隧道中線的偏差值左正右負(fù),z

為當(dāng)前地面點(diǎn)標(biāo)高減去當(dāng)前站的設(shè)計(jì)標(biāo)高)值,輸入坡度,搜索次數(shù),點(diǎn)擊指示,儀器自動(dòng)指示炮眼,每一個(gè)炮眼的停留時(shí)間為

4

秒。還可以選擇手工指示,參數(shù)值的填寫(xiě)與自動(dòng)指示相同,指示用手寫(xiě)筆點(diǎn)中炮眼位置后,儀器自動(dòng)指示,點(diǎn)擊完畢后掌上電腦上面有修正值,按照修正值修正炮眼位置即可。(9)圍巖收斂:把儀器架設(shè)在測(cè)量當(dāng)前斷面的基礎(chǔ)上,用儀器的激光點(diǎn)后視到隧道壁上的被測(cè)量點(diǎn),記錄下該測(cè)量點(diǎn),起文件名稱(chēng),保存。然后調(diào)出保存的文件進(jìn)行測(cè)量,地二次測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的是高度偏差(第一次測(cè)量時(shí)地面點(diǎn)的高程—第二次測(cè)量時(shí)地面點(diǎn)的高程)測(cè)量完畢后,可以保存成文本文件查看。2

結(jié)果處理(1)軟件編輯:編輯標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí),進(jìn)入軟件后點(diǎn)擊編輯標(biāo)準(zhǔn)曲線,首先分析施工圖,找到標(biāo)準(zhǔn)斷面圖的大圓心(即參考圓心)編輯標(biāo)準(zhǔn)斷面時(shí)應(yīng)右向左編輯,地面上的點(diǎn)只由(x,z)坐標(biāo)組成點(diǎn)與弧相連接時(shí),輸入點(diǎn)后直接編輯弧,電于弧之間的直線是自動(dòng)生成的,編輯弧時(shí),弧的圓心是以參考圓心定位的,輸入半徑,起始角度(垂直方向?yàn)?/p>

0

度,弧的圓心與起始端的連線,與垂直方向的夾角為起始角)終止角(起始角度加上弧本身的角度)依次類(lèi)推,直至編輯到標(biāo)準(zhǔn)圖的最左端的點(diǎn)或弧,編輯完畢后,點(diǎn)擊文件另存為(存儲(chǔ)在自建的子目錄下)第

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標(biāo)段)(2)編輯當(dāng)前曲線:點(diǎn)擊幫助,軟件設(shè)置,標(biāo)準(zhǔn)斷面信息瀏覽,打開(kāi)剛剛另存的標(biāo)準(zhǔn)曲線,確定,關(guān)閉軟件,從新打開(kāi),顯示的是編輯好的標(biāo)準(zhǔn)曲線,打開(kāi)文件,倒入測(cè)量曲線,選中測(cè)量的曲線,確定,這時(shí)曲線自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)斷面進(jìn)行對(duì)比,打開(kāi)編輯,編輯當(dāng)前曲線,自動(dòng)彈出對(duì)話框,x

值為測(cè)量時(shí)儀器架設(shè)時(shí)與隧道中線的偏差

z

值里面顯示的是儀器自己測(cè)量出的儀器高,要加入高差值,具體算法:z=儀器高+當(dāng)前里程地面點(diǎn)的標(biāo)高—當(dāng)前里程地面點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高,輸入之后關(guān)閉對(duì)話框,此曲線編輯完畢。7.2

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案7.2.1

地震波反射法(TRT)TRT

方法是一種長(zhǎng)距離的隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法,采用多種地震源產(chǎn)生沿隧道傳播的信號(hào),這些信號(hào)在巖體性質(zhì)發(fā)生改變的地方反射,被呈立體空間布置的傳感器捕獲,用來(lái)構(gòu)建描述隧道工作面前方及高于或低于隧道走向的不同地質(zhì)狀況,具有對(duì)隧道施工干擾?。ú焕谜谱用妫?,預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)、預(yù)報(bào)精度高等優(yōu)點(diǎn)。每次探測(cè)范圍為

100~150m(視圍巖情況而定)。(1)檢測(cè)設(shè)備及測(cè)試原理一、

儀器設(shè)備采用

TRT6000

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng),它是由美國(guó)

C-ThruGruound

工程有限公司開(kāi)發(fā),采用層析掃描成像技術(shù)獲得隧道前方的全息圖,代表國(guó)際上隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)領(lǐng)域最領(lǐng)先的技術(shù)水平。二、基本原理TRT6000

采用的是地震波超前預(yù)報(bào)法,地震波反射探測(cè)的方法很早就在土木工程和采礦作業(yè)等許多方面得到利用。這種技術(shù)的原理在于當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅铰晫W(xué)阻抗差異(密度和波速的乘積)界面時(shí),一部分信號(hào)被反射回來(lái)(圖

1),一部分信號(hào)透射進(jìn)入前方介質(zhì)。聲學(xué)阻抗的變化通常發(fā)生在地質(zhì)巖層界面和巖體內(nèi)不連續(xù)界面。反射地震信號(hào)被高敏度地震信號(hào)傳感器接收(圖

2),通過(guò)信號(hào)處理和分析,用來(lái)了解隧道工作面前方地質(zhì)體的性質(zhì)(軟弱帶、破碎帶、斷層、含水帶等),位置及規(guī)模。第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)圖

1TRT

探測(cè)原理圖

2采集到的地震波信號(hào)正常入射到邊界的反射系數(shù)計(jì)算公式如下:假設(shè)

R

為反射系數(shù),ρ為巖層的密度,v

等于地震波在巖層中的傳播速度。地震波從一種低阻抗物質(zhì)傳播到一個(gè)高阻抗物質(zhì)時(shí),反射系數(shù)是正的;反之,反射系數(shù)是負(fù)的。例如,當(dāng)?shù)卣饛能洿謳r傳播到硬的白云巖時(shí),回波的偏轉(zhuǎn)極性和波源是一致的。當(dāng)巖體內(nèi)部有破裂帶時(shí),回波的極性會(huì)反射。反射體的尺寸越大,聲學(xué)阻抗差別越大,回波就越明顯,越容易探測(cè)到。TRT6000

采用層析掃描成像技術(shù),形成立體、直觀的三維立體圖,立體圖的反射邊界每一點(diǎn)離散圖像是由空間疊加所有地震波形計(jì)算得來(lái)。第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)(2)觀測(cè)系統(tǒng)布置一、傳感器的安裝由于

TRT

系統(tǒng)需要得到的是地質(zhì)情況的三維圖,需要在安裝的傳感器較多,在不同的部位共安裝

10

個(gè)傳感器(如圖

3

所示)。安裝過(guò)程簡(jiǎn)捷方便,檢測(cè)人員到現(xiàn)場(chǎng)安裝即可,不需要提前打炮眼(較其它預(yù)報(bào)系統(tǒng)更節(jié)省人工費(fèi)用)。在距離最后一個(gè)震源點(diǎn)

10

米處開(kāi)始布置傳感器,左右邊墻各四個(gè),每隔

5

米(里程方向)布置一個(gè),隧道中心線拱頂處布置

2

個(gè)。TBM

tunnelblast

tunnelDrill

&--Tunnel

face270o

70o3S1

S2S3

S4250o

50o3Min

2mS5

S6S7

S820m55Min

10m140o

140o90o90o46462436770o

70o85m750o

50o855m5m1010798140o

140o90o90o1011911911圖

3

TRT6000

超前預(yù)報(bào)震源及傳感器的典型布置二、震源布置:在掌子面兩側(cè)布置震源,兩側(cè)各布置兩組,每組沿豎向(高程方向)布置三個(gè)震源點(diǎn),每個(gè)震源點(diǎn)相差大約

1

米,兩組間隔

2

米(里程方向)。擊震點(diǎn)布置(如圖

3

所示)在掌子面后的裸露的巖體(或已到強(qiáng)度的初期支護(hù))上,采用錘擊即可,不需要提前打炮眼,(較之其它預(yù)報(bào)采用鉆眼爆破方式擊震,更安全,更節(jié)省人工費(fèi)用)。三、接收器與孔壁的藕合必須緊密,施測(cè)時(shí)隧道中應(yīng)沒(méi)有其它振動(dòng)源。(3)數(shù)據(jù)分析與解釋采集的數(shù)據(jù)采用

TRT6000

專(zhuān)用軟件進(jìn)行處理。TRT

數(shù)據(jù)處理流程由下面八個(gè)步聚組成:第

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標(biāo)段)1)

下載地震波數(shù)據(jù)和震源、傳感器位置的坐標(biāo);2)

設(shè)定地層成像區(qū)域和最佳精度(節(jié)點(diǎn)數(shù)目)的大?。?)

設(shè)定濾波,選取每個(gè)記錄的直達(dá)波,并計(jì)算地震波的平均波速;4)

為所選區(qū)塊構(gòu)建地震波速度模型;5)

為數(shù)據(jù)處理設(shè)定過(guò)濾參數(shù);6)

重復(fù)步聚③、④、⑤處理數(shù)據(jù),直到處理結(jié)果達(dá)到平衡,噪音干擾衰減到足夠小;7)

設(shè)定背景

2(比例、顏色代碼)來(lái)顯示結(jié)果;8)

審查和分析在巖層中探測(cè)到的異常的平面(二維)和立體(三維)繪圖。7.2.2

探地雷達(dá)探測(cè)方法探地雷達(dá)探測(cè)是利用電磁波在隧道開(kāi)挖工作面前方圍巖的傳播及反射,根據(jù)傳播速度和反射波走時(shí)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的一種物探方法。主要應(yīng)用于巖溶、斷層破碎帶、軟弱夾層等不良地質(zhì)體的探測(cè)。每次探測(cè)范圍為

10~20m。(1)檢測(cè)設(shè)備及測(cè)試原理本次地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作使用世界領(lǐng)先的美國(guó)

GSSI

公司

SIR

型探地雷達(dá),選用中心頻率為

100MHz

的雷達(dá)天線對(duì)隧道掌子面前方圍巖狀況進(jìn)行探測(cè)。探地雷達(dá)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:(1)控制單元:控制單元是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的管理器,計(jì)算機(jī)(32

位處理器)對(duì)如何測(cè)量給出詳細(xì)的指令。系統(tǒng)由控制單元控制著發(fā)射機(jī)和接收機(jī),同時(shí)跟蹤當(dāng)前的位置和時(shí)間。(2)發(fā)射機(jī):發(fā)射機(jī)根據(jù)控制單元的指令,產(chǎn)生相應(yīng)頻率的電信號(hào)并由發(fā)射天線將一定頻率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)向地下發(fā)射,其中電磁信號(hào)主要能量集中于被研究的介質(zhì)方向傳播。(3)接收機(jī):接收機(jī)把接收天線接收到的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并以數(shù)字信息方式進(jìn)行存貯。(4)電源、光纜、通訊電纜、觸發(fā)盒、測(cè)量輪等輔助元件。探地雷達(dá)工作時(shí),向圍巖介質(zhì)發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖,高頻電磁波以寬頻帶脈沖形式,通過(guò)發(fā)射天線被定向送入掌子面前方圍巖,由接收天線所接收。高頻電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí),其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性特性及幾何形態(tài)而變化。故通過(guò)對(duì)時(shí)域波形的采集、處理和分析,可確定圍巖界第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)面或地質(zhì)體的空間位置及范圍。圖

7-25

探地雷達(dá)檢測(cè)原理(2)測(cè)線布置在隧道開(kāi)挖后,在隧道掌子面位置沿縱向及橫向各布置

2~3

測(cè)線,通過(guò)探地雷達(dá)工作時(shí),向隧道圍巖發(fā)射電磁波,遇到介質(zhì)發(fā)生變化時(shí),在分界面上發(fā)射回來(lái)到雷達(dá)天線。通過(guò)在不同位置進(jìn)行測(cè)量,準(zhǔn)確預(yù)報(bào)隧道掌子面前方的圍巖狀況。如圖

7-26

所示?,F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)應(yīng)選擇合適的時(shí)窗和采樣間隔,并根據(jù)數(shù)據(jù)采集中的干擾和效果及時(shí)調(diào)整工作參數(shù)。優(yōu)先采用連續(xù)測(cè)量方式,不能采用連續(xù)測(cè)量的則采用點(diǎn)測(cè)方式。測(cè)線1測(cè)線3測(cè)線2測(cè)線4測(cè)線5掌子面前方預(yù)留核心土圖

7-26

探地雷達(dá)超前預(yù)報(bào)測(cè)線布置示意圖(3)地質(zhì)資料解釋對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)采集的雷達(dá)數(shù)據(jù),在解釋前進(jìn)行編輯、濾波、增益等處理。情況復(fù)雜時(shí),還應(yīng)進(jìn)行道分析、時(shí)差校正、褶積、速度分析、消除背景干擾等處理。結(jié)合掌子面揭露的地層狀況進(jìn)行分析。解釋結(jié)果如圖

7-27

所示。第

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項(xiàng)目隧道監(jiān)控及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(JK01

標(biāo)段)圖

7-27

地質(zhì)資料解釋結(jié)果7.3

監(jiān)測(cè)配合條件施工單位應(yīng)妥善協(xié)調(diào)好開(kāi)挖、出土、支護(hù)、爆破、噴射混凝土等施工與儀器設(shè)備埋設(shè)安裝之間的相互干擾。有責(zé)任協(xié)調(diào)、配合在本方案范圍內(nèi)各工程部位的監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備安裝、埋設(shè)及施工期安全監(jiān)測(cè),為監(jiān)測(cè)工作提供必要的工作場(chǎng)面,以保證監(jiān)測(cè)儀器的安裝、埋設(shè)及觀測(cè)能順利完成。施工盡量避免接觸及破壞監(jiān)測(cè)點(diǎn),如遇特殊情況,不可避免的需對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生破壞,應(yīng)在施工前,通知業(yè)主、監(jiān)理及監(jiān)測(cè)單位,并制定測(cè)點(diǎn)恢復(fù)方案報(bào)各相關(guān)單位審批后實(shí)施恢復(fù);若不慎損壞,應(yīng)立即通知第三方監(jiān)測(cè)單位并在

2

小時(shí)內(nèi)進(jìn)行恢復(fù)。監(jiān)理方發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管的作用,有權(quán)利和義務(wù)制止破壞監(jiān)測(cè)點(diǎn)的行為,當(dāng)測(cè)點(diǎn)破壞時(shí),有責(zé)任要求責(zé)任方立即恢復(fù)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)及時(shí)提供監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)文件,明確監(jiān)測(cè)參數(shù)和范圍、監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)、監(jiān)測(cè)周期等監(jiān)測(cè)必備資料。業(yè)主方按照合同要求督促施工單位配合協(xié)助乙方開(kāi)展量測(cè)工作,負(fù)責(zé)向乙方提供與量測(cè)有關(guān)的施工圖、設(shè)計(jì)圖紙等基礎(chǔ)資料、文件,協(xié)調(diào)乙方與有關(guān)施工單位的關(guān)系,為量測(cè)提供方便;督促施工方向乙方提供施工時(shí)各項(xiàng)施工參數(shù)。各項(xiàng)目參與方應(yīng)密切關(guān)注監(jiān)測(cè)報(bào)告,當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接近或達(dá)到報(bào)警值時(shí),各方第

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