DB14∕T 1720-2018 黄土公路隧道工程监测技术规程.pdf
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1、ICS 93.060P 66 DB14 山西省地方标准 DB 14/T 17202018黄土公路隧道工程监测技术规程 Technical Specification for Monitoring of Highway Tunnel in Loess Region 图1 2018 - 10 - 01 发布 2018 - 12 - 01 实施 山西省质量技术监督局 发 布DB14/T 17202018 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本规定 . 3 5 监控量测技术要求 . 3 6 监控量测方法 . 11 7 监测数据处理与反馈
2、. 12 8 监测成果资料 . 15 附录 A(规范性附录) 黄土隧道洞内、外观察记录表 . 16 附录 B(规范性附录) 黄土隧道周边收敛量测记录表 . 17 附录 C(规范性附录) 黄土隧道拱顶下沉、底板隆起、拱脚下沉量测记录表 . 18 附录 D(规范性附录) 黄土隧道地表下沉量测记录表 . 19 附录 E(规范性附录) 黄土隧道接触压力量测记录表 . 21 附录 F(规范性附录) 黄土隧道混凝土应力、钢架内力、锚杆轴力量测记录表 . 23 附录 G(规范性附录) 黄土隧道围岩含水量量测记录表 . 25 附录 H(规范性附录) 黄土隧道地下水水质监测记录表 . 26 附录 I(规范性附录
3、) 黄土隧道支护结构裂缝量测记录表 . 27 附录 J(规范性附录) 运营黄土隧道有害气体浓度监测记录表 . 28 I DB14/T 17202018 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则第 1 部分:标准的结构和编写的规则起草。 本标准由山西省交通运输厅提出并归口。 本标准起草单位:山西省交通科学研究院、黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室、岩土与地下工程山西省重点实验室。 本标准主要起草人:张军、薛晓辉、刘少文、孙志杰、郭震山、姚广、周亚军、张川川、于同生、宿钟鸣、张蕾、赵建斌、马林、高一杰、董立山、员康锋、朱晓斌、赵紫阳、景鹏翔、王闫超、杨烜宇、马聪慧。
4、II DB14/T 17202018 黄土公路隧道工程监测技术规程 1 范围 本标准规定了黄土公路隧道监控量测的技术要求、监控量测方法、数据处理与反馈、成果资料。 本标准适用于山西省内在建、运营的黄土公路隧道工程监测,其他土质隧道工程可参照执行。 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, 仅所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。 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, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡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。 GB
5、50007 建筑地基基础设计规范 GB 50025 湿陷性黄土地区建筑规范 GB 50026 工程测量规范 GB 50086 岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范 GB 50497 建筑基坑工程监测技术规范 JTG D70 公路隧道设计规范 JTG/T D70 公路隧道设计细则 JTG F60 公路隧道施工技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 JTG/T D70/2-01 公路隧道照明设计细则 JTG/T D70/2-02 公路隧道通风设计细则 JTG H12 公路隧道养护技术规范 TB 10121 铁路隧道监控量测技术规程 DB14/T 721 公路隧道衬砌质量无损检测技术
6、规程 3 术语和定义 3.1 监控量测 公路隧道施工及运营过程中对地表、 围岩、 支护结构的受力及变形情况及周边环境的变形情况进行观察和量测工作。 3.2 必测项目 1 DB14/T 17202018 为保证隧道周边环境和围岩的稳定以及施工运营安全,同时反映设计、施工、运营状态而必须开展的监控量测项目。 3.3 选测项目 为满足隧道设计、 施工、 运营的特殊需要, 由设计文件规定的在特殊地质地段进行的监控量测项目。 3.4 周边收敛 隧道周边上两测点间距离的变化,变化量称为收敛值。 3.5 拱顶下沉 隧道拱顶监测点的绝对沉降。 3.6 地表沉降 隧道施工扰动地层而引起的地表下沉或隆起。 3.7
7、 测点 设置在被监测体上,能准确反映其变形、位移、应力、应变等特征的测量用固定标志物。 3.8 测线 设置在隧道洞周壁上的两测点之间的连线。 3.9 允许位移值 为保证隧道工程施工、运营安全所设定的监测对象位移值的限值。 3.10 底板隆起 隧道开挖后因围岩性质、围岩应力、水理作用和支护强度等因素引起的隧道底板向上隆起的现象。 3.11 分布式光纤监测 利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质,测试出沿着光纤不同位置的温度和应变的监测手段。 2 DB14/T 17202018 4 基本规定 4.1 监控量测的管理应科学合理,设计单位应进行监测设计,施工单位应编制监测方案并实施,工程竣工后应将监测
8、资料整理归档并纳入竣工文件中。 4.2 监控量测的目的主要有以下四点: a) 掌握围岩、支护结构、周边环境的动态信息,确保施工、运营安全及结构的稳定性; b) 验证支护结构效果, 确认支护参数和施工方法的合理性, 为调整支护参数和施工方法提供依据; c) 指导施工工序衔接,确定二次衬砌施作时机; d) 积累量测数据,为隧道设计、施工、运营、养护提供借鉴。 4.3 公路隧道监测前应根据隧道工点特点编制相应监测方案,其主要内容有: a) 工程概况; b) 组织机构及人员、设备; c) 监控量测项目; d) 监控量测测点、断面布设情况,监测频率及允许位移值; e) 监测具体实施方法; f) 数据处理
9、及反馈方法; g) 监测结论及建议。 4.4 监控量测实施方案应经建设单位批准后实施,并视工点实际情况进行调整。 4.5 监控量测单位应建立质量保证体系,确保监控量测的有效实施,做到组织管理有序、责任明确。 4.6 监控量测单位应建立严格的数据复核、审查制度,保证数据的准确性;如有监测数据的缺失或异常,应及时采取补救措施,并做详细记录;同时,建立详实的监测资料台账制度,对监测成果资料进行严格管理,监测记录表见附录 AJ。 4.7 监控量测单位应按监测实施方案提交相应成果报告。 5 监控量测技术要求 5.1 监测项目 5.1.1 监测项目分为必测项目和选测项目。必测项目的技术要求见表 1,选测项
10、目的技术要求见表 2。 5.1.2 隧道洞内环境监测项目及其技术要求见表 3。 5.1.3 隧道监测项目可根据隧道工点实际情况进行调整,调整方案应经批准后执行。 5.2 测点、测线与监测断面 5.2.1 量测项目和断面的选择以及测点布置应综合考虑黄土特性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。监测断面位置的选取遵循以下基本原则: a) 在围岩的不同分级过渡区域,应至少布置一个监测断面,见表 4; b) 地质条件复杂段落,应布置监测断面; c) 隧道洞口、浅埋、偏压区段,宜适当增加监测断面; d) 对于隧道主洞与人行横洞、车行横洞交叉口、加宽段、特殊结构型式隧道(如大断面、 小净距、连拱)、下穿铁
11、路、公路及建构筑物、斜井、竖井井口、风机房等情况,宜适当增加监测断面; e) 当施工方案出现变更时,变更段落应布置监测断面; 3 DB14/T 17202018 f) 隧道出现大变形、塌方、突水突泥等重大事故,应在事故区域增设监测断面,断面数量可根据工程规模确定,但每段不应少于 2 个;尤其是当隧道出现突水突泥事故时,还应进行涌水量监测。 表1 必测项目技术要求 序号 监测项目 常用仪器设备 测试精度 量测频率 测点布置 1 工程及水文地质素描 地质罗盘、数码相机 须准确描述出洞内、洞外的水文地质及工程结构状态 开挖工作面观察应在每次开挖后进行, 其余洞内外观察均为 1 次/天 2 周边收敛
12、数显式收敛计、全站仪 0.1 mm 根据监测断面距开挖面距离及位移速率确定 (详见 5.3.1 节) 测点和测线应根据不同工法进行确定 (详见5.2.4 节) 3 拱顶下沉 精密水准仪、 钢卷尺、铟钢尺、全站仪 0.1 mm 4 地表沉降 精密水准仪、 铟钢尺、全站仪 0.5 mm 测点布设在洞口段、 浅埋段等特殊地质段 (详见 5.2.5 节) ;采空区、落水洞、 陷穴等回填段落应加密监测断面, 进行重点监测 5 底板隆起 精密水准仪、 铟钢尺、水准尺 0.1 mm 施工期:12 次/天;运营期:12 次/周 每代表性地段 12 个断面, 每个断面上监测点横向间距宜为 1.01.5 m 6
13、围岩含水量及液塑限 烘箱、天平、称量盒、酒精、调土刀、锥式液限仪、毛玻璃 0.5% 施工期:12 次/天;运营期:12 次/周 每代表性地段 12 个断面, 每个断面取样点不少于 4 个 7 地下水水质 专业采样容器、塞子 pH:0.02;离子浓度:0.1 mg/L 施工期:12 次/天;运营期:12 次/周 有代表性地段设置 8 拱脚下沉 精密水准仪、 铟钢尺、全站仪 0.1 mm 施工期:12 次/天;运营期:12 次/周 有代表性地段设置 4 DB14/T 17202018 表2 选测项目技术要求 序号 监测项目 常用仪器设备 测试精度 量测频率 测点布置 1 围岩体内位移(洞内设点)
14、单点位移计、多点位移计 0.1 mm 施工 115 d: 12 次/d;16d1 个月:1 次/2 d;13 个月:12 次/周;大于 3 个月: 13 次/月。 每代表性地段 12 个断面,每个断面 37个测点 2 混凝土应力(初支喷射砼应力、二衬混凝土应力) 砼喷层应力计与频率测定仪量测初支喷射砼应力;液压枕或混凝土应变计量测二衬混凝土应力 0.01 MPa 3 混凝土内部钢筋或钢架内力 钢筋计或表贴式应变计 0.01 MPa 4 接触压力(围岩与初支间、初支与二衬间) 压力盒 0.01 MPa 5 锚杆轴力 钢筋轴力计、锚杆测力计 0.01 MPa 每代表性地段 12 个断面,每个断面
15、37根锚杆,每根锚杆 24 个测点 6 支护结构裂缝 塞尺、远距离裂缝观测仪,裂缝测宽仪、裂缝深度测试仪等电子成像技术 宽度:0.01 mm;深度:5 mm,且不大于实际缝深的 10% 12 次/周(根据裂缝发展情况适当调整) 监测点沿裂缝走向布设,其间距为 3050 cm 7 渗水压力、水流量 渗压计、流量计 渗水压力: 0.01 MPa;水流量:0.01 m3 施工期:12 次/天;运营期:12 次/周 有代表性地段设置 注:选测项目应根据设计施工要求、隧道断面形状和大小、埋深、围岩条件、周边环境条件、支护类型和参数、施工方法及运营情况等综合选择。 5 DB14/T 17202018 表3
16、 隧道洞内环境监测项目及其技术要求 序号 监测项目 仪器设备 卫生标准 在建隧道 运营隧道 1 CO 浓度 CO 浓度测定仪 20 mg/m3 30 mg/m3 2 粉尘浓度 粉尘浓度测定仪 10%游离 SiO2的粉尘含量不得大于 2mg/m3 10%游离SiO2的粉尘含量不得大于1.47 mg/m3 3 瓦斯(CH4)浓度 瓦斯浓度测定仪 爆破地点 20 m 以内风流中瓦斯浓度必须小于 1%,总回风道风流中瓦斯浓度必须小于0.75% 铁路瓦斯隧道竣工验收时,应达到瓦斯设防标准;在内拱顶25 cm处的空气中,瓦斯浓度不得大于0.5%。 4 烟雾浓度 烟雾浓度检测仪 0.012 m-1 当设计行
17、车速度60v90 km/h时,运营隧道烟雾浓度0.0065 m-1, 否则应采取交通管制等措施;隧道养护维修时烟雾浓度0.0030 m-1 5 风速 风速计 全 断 面 开 挖 时 风 速 0.15 m/s,分部开挖时洞内风速0.25 m/s;瓦斯隧道施工通风风速1 m/s 单向交通隧道的设计风速不宜大于10 m/s, 双向交通隧道的设计风速不宜大于8 m/s, 设有专用人行道的隧道设计风速不应大于7 m/s 6 照明设施 电工工具、高空作业车、清洁卫生用具、照度仪、亮度仪等 采用白炽灯照明时,施工地段不宜小于15 W/m2,运输巷道未成洞地段每隔6 m、成洞地段每隔10 m,装设100 W灯
18、一盏,漏水地段采用防水灯头与灯罩,瓦斯地段采用防爆灯头与灯罩。 紧急停车带亮度不低于4.0 cd/m2,横通道亮度不低于1.0 cd/m2,入口段、过渡段、中间段、出口段亮度计算方法详见JTG H12。 7 噪声 噪声计 90 dB 昼间70 dB;夜间55 dB 8 温度 温度计 28 28 表4 必测项目断面间距 序号 围岩级别 断面间距(m) 备注 1 1020 洞口、浅埋、偏压地段取小值 2 - 510 洞口、浅埋、偏压地段取小值 6 DB14/T 17202018 5.2.2 周边收敛和拱顶下沉量测的测线布置可参照表 5。 表5 周边收敛和拱顶下沉测线布置 序号 开挖方式 测线布设
19、备注 1 全断面法 一条水平测线,两条斜测线 详情见图 1 2 台阶法 每台阶一条水平测线,两条斜测线 详情见图 2 3 CD 或 CRD 法 每分部一条水平测线,上部每分部两条斜测线 详情见图 3 4 双侧壁导坑法 每分部一条水平测线,左右侧部每分部两条斜测线 详情见图 4 隧道中心线(1.52.0)m水平测线斜测线 图1 全断面法周边收敛和拱顶下沉量测的测线布设示意图 隧道中心线(1.52.0)m上台阶开挖地面线(1.52.0)m水平测线斜测线 图2 台阶法周边收敛和拱顶下沉量测的测线布设示意图 7 DB14/T 17202018 隧道中心线(1.52.0)m(1.52.0)m水平测线斜测
20、线,右侧同临时仰拱 图3 CD 或 CRD 法周边收敛和拱顶下沉量测的测线布设示意图 隧道中心线(1.52.0)m水平测线斜测 图4 双侧壁导坑法周边收敛和拱顶下沉量测的测线布设示意图 5.2.3 地表沉降测点应在隧道开挖前布设,并取得初始值及一定周期的数据。地表沉降观测点横向间距一般控制在 25 m,可根据隧道顶部地表地形适当调整,在隧道中线附近应适当加密,总测点数一般不少于 7 个;当黄土隧道下伏采空区时,应适当加大监测范围。地表沉降测点布设基本情况如图 5所示。 8 DB14/T 17202018 衬砌中线B/2B/2不动点测点不动点15m15mH5m5m45-/245-/2 a 注:B
21、 为隧道开挖断面宽度。 图5 地表沉降监测点布设示意图 地表沉降横向量测范围按下式计算: )2/45tan()(20+=oHHBD 式中:D-开挖影响范围;B-隧道开挖断面宽度;H-隧道覆土深度;H0-隧道开挖高度;-黄土围岩内摩擦角。 地表沉降观测点纵向超前掌子面布设距离按下式计算,并结合表6的要求进行布置。 )2/45tan()(0+=oHHL 式中:L-布置测点的超前距离;其余符号意义同上。 5.2.4 隧道底板隆起监测时,首先在洞外布设 2 个基准点,基准点应远离隧道变形影响区,并埋设在变形影响区外冻土线以下的原状土层中,也可利用稳固建(构)筑物设置墙上基准点,并定期检测基准点稳定性;
22、 其次在隧道洞内增设工作基点, 通过工作基点进行转点测量; 最后, 布设隧道底板隆起监测点,对隧道底部的沉降进行观测。底板隆起监测点布设情况见图 6。 表6 地表沉降超前掌子面布设距离 序号 隧道埋深与开挖断面宽度关系 超前掌子面布设距离(m) 1 2BH02.5B 1520 2 BH02B 1015 3 H0B 510 9 DB14/T 17202018 隧道中心线(1.52.0)m(1.01.5)m 图6 底板隆起监测点布设图 5.2.5 运营黄土隧道衬砌结构变形监测宜采用分布式光纤传感器,其主要包括沿隧道拱圈环向布设的环向传感光纤、 布设在隧道任意一侧电缆沟内的温度补偿光纤以及布设在隧道
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