DB13 T 5153-2019 公路隧道施工监控量测技术规程.pdf
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1、ICS 93.060 P 28 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5153 2019 公路隧道施工监控量测技术规程 2019 - 12 - 27 发布 2020 - 01 - 28 实施 河北省 市场 监督 管理 局 发布 DB13/T 5153 2019 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省交通运输厅提出。 本标准起草单位:河北省高速公路邢汾 管理 处,石家庄铁道大学。 本标准主要起草人: 郭跃东 、 马泽铭 、 刘志春 、 姜万庆 、 朱永全 、 郭海燕 、 孙红烽 、 王伟东 、 梁 玎 、 孙明磊 、 李世宁 、 张文俊 、 刘丹
2、 、 张君朝 、 胡指南、李新志、 高新强 、 贾晓云 、 王鑫淼 。 DB13/T 5153 2019 1 公路隧道施工监控量测技术规程 1 范围 本标准规定了公路隧道施工监控量测的量测项目、测点布设、量测频率、量测方法、信息反馈及 验收资料等相关要求。 本标准适用于采用矿山法施工的公路隧道,其他工法可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 JTG D70 公路隧道设计规范 JTG/T D70 公路隧道设 计细则 JTG F60 公路隧道施工
3、技术规范 JTG/T F60 公路隧道施工技术细则 GB 50086 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 6722 爆破安全规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本 文件 。 3.1 三维空间位移 three-dimension displacement 隧道周边测点相对大地不动点的空间三维矢量位移。 3.2 非接触量测 non-contact measurement 在不接触被测目标点的情况下,获取被测点的空间位移信息的方法。 3.3 掌子 面围岩内部纵向位移 longitudinal displacement of face ground in a
4、dvance core 隧道掌子面前方一定范围内的围岩沿纵向的位移。 3.4 监控量测控制基准值 controlled value for monitoring DB13/T 5153 2019 2 为满足工程支护结构安全及环境保护要求,控制监控量测对象的状态变化,针对各监控量测项目 的数据变化量所设定的受力或变形的设计允许值的限值。 4 基本规定 4.1 监控量测应达到以下目的: a) 掌握围岩和支护结构的工作状态 ; b) 为施工安全提供预警信息 ; c) 验证支护结构 效果,为确认或调整支护参数和施工方法提供依据 ; d) 为理论分析、数据分析提供计算参数和对比指标 ; e) 为隧道工程
5、设计与施工积累资料。 4.2 施工图设计阶段应对监控量测进行设计;施工阶段应将监控量测纳入施工工序,并制定详细的监 控量测实施方案。 4.3 监控量测设计应根据围岩条件、施工方法、周边环境进行,应确定以下内容: a) 监控量测项目; b) 监控量测测点布置原则、监控量测断面及监控量测频率; c) 监控量测控制基准。 4.4 监控量测实施方案应根据设计要求及工程特点编制,内容包括: a) 监控量测项目及量测仪器; b) 监控量测断面、测点布设、监控量测频率及监控 量测控制基准; c) 人员组织; d) 数据记录格式、数据处理及预测方法; e) 信息反馈及工程对策等。 4.5 监控量测工作必须紧随
6、施工工序及时进行。 4.6 监控量测系统应可靠、稳定、耐久,量测元器件应按规定进行标定。 4.7 施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度,保证数据的准确性。 4.8 根据测试精度要求,应减小系统误差,控制偶然误差,避免人为错误。 4.9 施工与监控量测应密切配合,监控量测元件的埋设与数据采集应列入工程施工进度控制计划中, 监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。 4.10 可根据现场地质条件的变化和施工异常情况,及时调整监控量测项目。 4.11 监控量测过程中应定期提交监控量测结果及周 (月 )报,紧急情况下应及时提交异常情况报告, 工程完工后应提交监控量测总报告。 5 监控量测项目
7、及量测仪器 5.1 监控量测项目分为必测项目和选测项目。 DB13/T 5153 2019 3 5.2 条件允许的情况下应尽量选用测试精度高的量测仪器和元器件,元器件应具有良好的防震、防水 和防腐性能。 5.3 必测项目及常用量测仪器见表 1。 表 1 必测项目 及常用量测仪器 序号 监控量测项目 常用量测仪器和元器件 仪器 精度 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、钢挂尺或全站仪 0.5 mm 1 mm 3 净空收敛 收敛计、全站仪 0.5 mm 1 mm 4 地表沉降 水准仪、铟钢尺或全站仪 0.5 mm 1 mm 注: 表中地表沉降项目在隧道洞口、偏压
8、段及浅埋段布设。 5.4 选测项目及常用量测仪器见表 2。 5.5 分离式隧道监控量测项目规划可参照表 3。 5.6 小净距隧道量测项目规划可参照表 4。 5.7 连拱隧道量测项目规划可参照表 5。 表 2 选测项目 及常用量测仪器 序号 监控量测项目 常用量测仪器和元器件 仪器 精度 1 初期支护围岩压力 压力盒、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.5 % F.S. 2 初期支护钢架应力 钢 筋计、应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5 % F.S. 压缩 1.0 % F.S. 3 初期支护喷混凝土应力 埋入式混凝土应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.
9、1 % F.S. 4 初期支护与二次衬砌间接触压力 压力盒、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.5% F.S. 5 二次衬砌混凝土应力 埋入式混凝土应变计、表面应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 0.1% F.S. 6 二次衬砌钢筋应力 钢筋计、应变计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5% F.S. 压缩 1.0% F.S. 7 锚杆轴力 锚杆轴力计、钢筋计、频率接收仪 、光纤光栅传感器及解调仪 拉伸 0.5% F.S. 压缩 1.0% F.S. 8 围岩内部位移 多点位移计、百分表、频率接收仪 0.1 mm 9 隧底隆起 水准仪、铟钢尺或全站仪 0.5 mm
10、1 mm 10 混凝土裂缝 测缝计 0.1% F.S. 11 爆破振动 振动传感器、记录仪 1 mm/s 12 渗水压力 水压计 0.5% F.S. 13 水流量 三角堰、流量计 - 14 三维空间位移 全站仪 0.5 mm 1 mm 15 掌子面 围岩内部 纵向位移 滑动测微计 0.1 mm 16 围岩弹性波速度 声波测试仪 - 注: 表中 F.S.为元器件满量程。 DB13/T 5153 2019 4 表 3 分离式隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 、 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架
11、 应 力 初 期 支 护 喷 混 凝 土 应 力 初 期 支 护 与 二 次 衬 砌 间 接 触 压 力 二 次 衬 砌 混 凝 土 应 力 二 次 衬 砌 钢 筋 应 力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗水 压 力 、 水 流量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周 围 建 筑 物 要 求 较 高 时 必 测 洞 内 出 水 量 较 大 时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注: 为必测项目, 为宜量测
12、的项目, 为必要时量测的项目, /为不需要 量测的项目。 表 4 小净距 隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 、 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架 应 力 初 期 支 护 喷 混 凝 土 应 力 初 期 支 护 与 二 次 衬 砌 间 接 触 压 力 二 次 衬 砌 混 凝 土 应 力 二 次 衬 砌 钢 筋 应 力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗水 压 力、 水 流量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向
13、 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周 围 建 筑 物 要 求 较 高 时 必 测 洞内 出 水量 较 大时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注: 为必测项目, 为宜量测的项目, 为必要时量测的项目, /为不需要量测的项目。 增加必测项目: 后行洞爆破振动速度;中岩墙土压力。 DB13/T 5153 2019 5 表 5 连拱隧道监控量测项目规划表 围 岩 条 件 量测项目 洞 内 外 观 察 拱 顶 下 沉 净 空 位 移 地 表 沉 降 初 期 支 护 围 岩 压 力 初 期 支 护 钢 架 应 力 初 期 支 护 喷
14、 混 凝 土 应 力 初期 支 护与 二 次衬 砌 间接 触 压力 二次 衬 砌混 凝 土应 力 二次 衬 砌钢 筋 应力 锚 杆 轴 力 围 岩 内 部 位 移 隧 底 隆 起 混 凝 土 裂 缝 爆 破 振 动 渗 水 压 力 水 流 量 三 维 空 间 位 移 掌 子 面 围 岩 内 部 纵 向 位 移 围 岩 弹 性 波 速 度 、 级围岩 / / / 混 凝 土 开 裂 时 必 测 周围 建 筑物 要 求较 高 时必 测 洞内 出 水量 较 大时 必 测 / 、 级围岩 洞口、偏压、浅埋 段 注: 为必测项目, 为宜量测的项目, 为必要时量测的项目, /为不需要量测的项目。 增加必测
15、项目:先行洞与后行洞的对比量测,中隔墙的倾斜度、内应力、表面应力及裂缝。 6 监控量测断面及测点布设 6.1 监控量测断面及测点应根据围岩条件、施工方法、周边环境等进行布设,断面应具有代表性, 测 点应牢固可靠、易于识别,并注意 保护,严防损坏。 6.2 同一地段的不同量测项目应布设在同一断面,不同量测项目测点应布设在相同部位,测点应对称 布设,以便数据的相互验证。 6.3 隧道覆盖层厚度小于 2.5 倍 隧道开挖宽度时,洞顶上方应在隧道开挖前布设 地表沉降测点。一般 条件下, 断面 纵向间距应按表 6 的要求布设。 表 6 地表沉降断面 纵向 间距 隧道覆盖层厚度与开挖宽度 断面纵向间距 (
16、m) 2B H0 2.5B 20 30 B H02 B 10 20 H0 B 5 10 注: H0为隧道覆盖层厚度, B 为隧道开挖宽度。 地表沉降测点横向间距为 2 m 5 m,在中线附近 应适当加密。横向量测范围不应小于 2H0+2H +B, 地表有控制性建 (构 )筑物时量测范围应适当加宽。地表沉降量测范围及测点布设如图 1所示。 DB13/T 5153 2019 6 B 量测范围 不动点 45 25m H 0 不动点 H 注: 图中 B为开挖宽度, H为开挖高度, H0为覆盖层厚度 图 1 地面沉降 量测范围及 测点布设示意 6.4 拱顶下沉 及 净空收敛断面 纵向 间距按表 7 的要
17、求布设。 表 7 拱顶下沉及净空收敛断面 纵向 间距 围岩级别 断面纵向间距 (m) 5 10 10 30 30 50 注: 级围岩视具体情况确定间距。 6.5 拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近 , 采用分部开挖工法时,设置在各分 部拱顶附近。净空 收敛量测,一般地段仅设水平测线,特殊地段增设斜测线,并结合施工方法 确定 测线数量。 全断面法 净空收敛测点设在边墙中部位置,分部开挖法净空收敛测点设在台阶节点以上 0.5 m 1.0 m 范围内。 三维空间位移测点与拱顶下沉及净空收敛测点布设 在 相同 部位 。可参照表 8、图 2、图 3 布设。 表 8 变形 (位移 )量测测点及测线数量
18、开挖方法 拱顶下沉测点 净空收敛测线 三维空间 位移测点 一般地段 特殊地段 全断面法 1 个 1 条水平测线 1 条水平测线, 2 条斜测线 3 个测点 台阶法 1 个 每台阶 1 条水平 测线 每台阶 1 条水平测线, 2 条斜测线 两台阶法 5 个测点,三台阶法 7 个测点 分部开挖法 CD、 CRD 法 2 个,双侧壁导坑法 3 个 每分部 1 条水平 测线 CD 或 CRD 法上部、双侧壁导坑法左 右侧上部,每分部 1 条水平测线, 2 条斜测线;其余分部 1 条水平测线 CD、 CRD 法 10 个测点,双 侧壁导坑法 11 个测点 DB13/T 5153 2019 7 图 2 一
19、般地段变形 (位移 )量测测点与测线布设图 (e) CRD 法 (f) 双侧壁导坑法 (c) 三台阶法 (d) CD 法 GD1 BQ1 GD2 GJ1 GJ2 BQ2 ZQ1 ZQ3 ZQ2 ZQ4 (a) 全断面法 (b) 两台阶法 DB13/T 5153 2019 8 图 3 特殊 地段变形 (位移 )量测测点与测线布设图 6.6 非接触量测后视点与测点安设实施要求: a) 当二次衬砌距离监测断面较近,自由设站能满足精度要求时,可将后视点布设在二次衬砌周 边,并确保后视点与测点间通视 ; b) 当二次衬砌距离监测断面较远,自由设站无法满足精度要求时,可将后视点布设在初期支护 周边,并须埋
20、设在已稳定的初期支护上,以确保后视点稳定 ; c) 在预埋 件上安装 反射膜片作为后视点,测点安设后应注意保护,确保测点无损、表面清洁 ; d) 量测期间应防止测点和后视点被扰动或破坏,禁止在预埋件上悬挂物品 ; e) 不同开挖工法预埋件埋设数量 按图 2 和图 3 确定。 6.7 分部开挖法施工的隧道,当临时支撑拆除时及拆除后,应进行变形监测,确保拆除后初期支护的 稳定,测点布设形式参照图 2 所示全断面法或台阶法。 (e) CRD 法 (f) 双侧壁导坑法 (c) 三台阶法 (d) CD 法 (a) 全断面法 (b) 两台阶法 DB13/T 5153 2019 9 6.8 选测项目量测断面
21、及测点布设应考虑围岩 条件 、施工方法及支护参数的变化,选择代表性断面布 设。选测项目断面及测点 数量 参照表 9 布设。 表 9 选测项目断面及测点 数量 序号 量测项目 断面及测点数量布设 1 围岩压力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 2 钢架应力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 3 喷混凝土应力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 4 初期支护与二次衬砌间接触压 力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 5 二次衬砌混凝土应力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 6 二次衬砌钢筋应力
22、 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 5 10 个测点 7 锚杆轴力 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 3 5 根锚杆 (索 ),每根 3 5 个测点 8 围岩内部位移 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 3 5 个钻孔,每孔 3 5 个测点 9 隧底隆起 每代表性地段 1 2 个断面,每断面 1 3 个测点 10 混凝土裂缝 开裂部位布设 11 爆破振动 临近建 (构 )筑物 12 渗水压力 突涌水部位布设 13 水流量 涌水量大时排水沟处布设 14 三维空间位移 根据施工需要与必测变形项目同步布设,或代替必测变形项目,量测断面 及测点数量同必测变形项目 15 掌子面 围岩内部 纵向
23、位移 在有代表性地段设置 1 2 个断面,根据施工分部布设测点 16 围岩弹性波速度 在有 代表性地段设置 1 2 个断面 6.9 围岩压力、接触压力、钢架应力、钢筋应力、混凝土应力测点应结合施工方法,在拱顶、拱腰、 拱脚、墙腰、墙脚、仰拱等部位布设。测点数量可选择 5、 7、 10 测点,可参照图 4 布设。 图 4 围岩压力及结构应力测点布设图 6.10 锚杆轴力及围岩内部位移量测的测孔数量可选择 3、 5 测孔,每测孔 3 5 个测点,测点间距 0.8 m 1.2 m,可参照图 5 布设。 (a) 5 测点 (b) 7 测点 (c) 10 测点 DB13/T 5153 2019 10 图
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