— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство автомобильных дорог — ОДМ 218.4.022-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СТРОЯЩИХСЯ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ


ОДМ 218.4.022-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СТРОЯЩИХСЯ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ОДМ 218.4.022-2015 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СТРОЯЩИХСЯ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ

Распоряжение Федерального дорожного агентства от 8 октября 2015 г. N 1870-р
"Об издании и применении ОДМ 218.4.022-2015 "Рекомендации по проведению геотехнического мониторинга строящихся и эксплуатируемых автодорожных тоннелей"

В целях реализации в дорожном хозяйстве основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" и обеспечения дорожных организаций методическими рекомендациями по проведению геотехнического мониторинга строящихся и эксплуатируемых автодорожных тоннелей:

1. Структурным подразделениям центрального аппарата Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации рекомендовать к применению с 30.10.2015 ОДМ 218.4.022-2015 "Рекомендации по проведению геотехнического мониторинга строящихся и эксплуатируемых автодорожных тоннелей" (далее - ОДМ 218.4.022-2015).

2. Управлению научно-технических исследований и информационного обеспечения (А.В. Бухтояров) в установленном порядке обеспечить издание ОДМ 218.4.022-2015 и направить его в подразделения и организации, указанные в пункте 1 настоящего распоряжения.

3. Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на заместителя руководителя А.А. Костюка.

Руководитель

Р.В. Старовойт

Отраслевой дорожный методический документ ОДМ-218.4.022-2015
"РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СТРОЯЩИХСЯ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ"
(рекомендован распоряжением Федерального дорожного агентства от 8 октября 2015 г. N 1870-р)

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ "Рекомендации по проведению геотехнического мониторинга строящихся и эксплуатируемых автодорожных тоннелей" (далее - методический документ) является документом рекомендательного характера.

1.2 Настоящий методический документ подготовлен в целях обеспечения нормативной базы для проведения геотехнического мониторинга в строящихся и эксплуатируемых автодорожных тоннелях.

1.3 Методический документ рекомендован к применению изыскательскими, проектными, строительными и эксплуатирующими организациями, а также государственными исполнительными органами управления дорожным хозяйством.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.

ГОСТ Р 22.1.12-2005 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования.

ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования.

СП 21.13330.2012 Свод правил "Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах" (актуализированная редакция СНиП 2.01.09-91) .

СП 22.13330.2011 Свод правил "Основания зданий и сооружений" (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83).

СП 34.13330.2012 Свод правил "Автомобильные дороги" (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85).

СП 63.13330.2012 Свод правил "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (актуализированная редакция СНиП 52-01-2003).

СП 122.13330.2012 Свод правил "Тоннели железнодорожные и автодорожные" (актуализированная редакция СНиП 32-04-97).

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины c соответствующими определениями:

3.1 анкерный датчик нагрузки: Вид геотехнического оборудования, применяемый для определения напряжений в грунтовом анкере за счет натяжения его стержня.

3.2 виброметрические наблюдения: Наблюдения, выполняемые для оценки влияния колебательных воздействий техногенного или природного происхождения на объекты геотехнического мониторинга.

3.3 гидросистема контроля осадки: Вид геотехнического оборудования, применяемый для определения величин осадок отдельных конструкций зданий и сооружений за счет изменения высотных отметок между замкнутой системой датчиков осадки и контрольной емкостью.

3.4 геотехнический мониторинг: Комплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведением конструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, его основания, вмещающего массива, геологической среды в мульде сдвижения, конструкций зданий и сооружений окружающей застройки, обеспечивающий безопасность строительства, реконструкции и начального этапа эксплуатации.

3.5 датчик давления грунта: Вид геотехнического оборудования, применяемый для контроля различных по своей природе давлений на контакте грунтового массива и строительных конструкций зданий и сооружений, определяемых за счет сдавливания (сжатия) измерительной пластины датчика.

3.6 датчик деформации: Вид геотехнического оборудования, располагаемый на поверхности или закладываемый в тело конструкций объектов геотехнического мониторинга, применяемый для контроля их напряженно-деформированного состояния (НДС) за счет сжатия или растяжения измерительной струны датчика.

3.7 деформационная марка: Геодезический или маркшейдерский знак, жестко укрепленный на конструкции здания или сооружения, меняющий свое планово-высотное положение вследствие осадки, просадки, подъема, сдвига, крена и т.д.

3.8 деформационный репер: Геодезический знак, опирающийся на плотные грунты или грунты, расположенные ниже глубины сезонного промерзания, для определения планово-высотного положения дневной поверхности.

3.9 индикатор подземных вод: Вид геотехнического оборудования, применяемый для определения уровня подземных вод в грунтовом массиве.

3.10 ленточный экстензометр: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения деформаций и смещений за счет фактического удлинения или сжатия натянутой измерительной струны.

3.11 тензометрические наблюдения: Измерения, выполняемые специальными датчиками (давления грунта, деформации и т.д.) для оценки НДС конструкций объектов геотехнического мониторинга.

3.12 наклономер: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения наклона или крена отдельных конструкций или в целом всего здания (сооружения).

3.13 опорный репер: Неподвижный геодезический знак, относительно которого определяются осадки, просадки, сдвиги, крены и т.д.

3.14 сейсмический датчик: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения колебаний в объектах геотехнического мониторинга, вызванных природным или техногенным характером возникновения.

3.15 скважинный инклинометр: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения глубинных горизонтальных смещений отдельных участков грунтовых толщ массива, определяемых за счет фактических деформаций обсадной трубы инклинометра.

3.16 скважинный пьезометр: Вид геотехнического оборудования, применяемый для определения порового (гидростатического) давления в целях оценки его влияния на объекты геотехнического мониторинга.

3.17 скважинный экстензометр: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения глубинных смещений отдельных участков грунтовых толщ, определяемых за счет фактической деформации измерительных стержней экстензометра.

3.18 скважинный экструзометр: Вид геотехнического оборудования, применяемый для измерения деформаций в призабойном массиве, определяемых за счет фактического смещения измерительных магнитных колец по колонне обсадной трубы.

4 Общие положения

4.1 Целью геотехнического мониторинга автодорожных тоннелей является обеспечение надежности строительства и эксплуатации как самого тоннеля, так и зданий и сооружений окружающей застройки.

4.2 Геотехнический мониторинг автодорожных тоннелей согласно СП 22.13330 и СП 122.13330 требуется выполнять в период строительства и на начальном этапе их эксплуатации. Наблюдения требуется производить для автодорожных тоннелей:

- I уровня ответственности;

- II уровня ответственности при III категории сложности инженерно-геологических условий;

- II уровня ответственности на дорогах I категории.

Примечание - Уровень ответственности зданий и сооружений определяется в соответствии с ГОСТ Р 54257, категория автомобильной дороги - СП 34.13330, категория сложности инженерно-геологических условий - [1].

4.3 Объектами геотехнического мониторинга являются конструкции автодорожного тоннеля, вмещающий массив, геологическая среда в мульде сдвижения, оползневые склоны, на которые может повлиять строительство, а также здания и сооружения окружающей застройки.

4.4 Геотехнический мониторинг включает в себя:

- разработку программы (проекта) работ (см. раздел 5);

- установку геотехнического оборудования и выполнение наблюдений за объектами геотехнического мониторинга (см. разделы 7, 8, 9);

- обработку и анализ полученных результатов наблюдений, а также разработку рекомендаций по выполнению превентивных мероприятий или усилению конструкций (см. раздел 10).

4.5 Рекомендации по геотехническому мониторингу автодорожных тоннелей должны соответствовать требованиям основных регламентирующих документов РФ в области геотехнического мониторинга и тоннелестроения (СП 22.13330, СП 122.13330), а также обеспечивать взаимоувязку и преемственность существующих методик наблюдений на этапах инженерных изысканий (СП 47.13330, [1]) и эксплуатации (ГОСТ 31937).

4.6 Описание видов наблюдений и состав работ приведен в разделе 6 настоящего методического документа.

4.7 Геотехнический мониторинг автодорожных тоннелей рекомендуется осуществлять в период строительства и не менее одного года с момента ввода их в эксплуатацию. Геотехнический мониторинг прилегающей геологической среды и зданий и сооружений окружающей застройки рекомендуется проводить до строительства и окончания начального этапа эксплуатации автодорожного тоннеля. При отсутствии стабилизации контролируемых параметров в течение указанного периода геотехнический мониторинг требуется продлевать.

Примечание - Отсутствием стабилизации изменений контролируемых параметров считается превышение их величин по сравнению с предыдущими циклами более чем на величину точности измерений.

4.8 При геотехническом мониторинге автодорожных тоннелей необходимо ведение документации по организационно-техническим мероприятиям, которая включает материалы для планирования работ по наблюдениям, а также контролю количества и состояния измерительного оборудования:

- календарные графики выполнения строительно-монтажных работ (СМР) необходимы для контроля всех циклов СМР и своевременного выполнения монтажных и иных видов работ для производства геотехнического мониторинга в автодорожном тоннеле;

- наряд, представляющий собой задание на производство работ геотехнического мониторинга, выполненное по специальной форме, содержащее сведения о наименовании объекта, вида наблюдений, типу измерительного оборудования, места наблюдения и т. д.;

- реестры учета измерительного геотехнического оборудования ведутся для внутреннего контроля их количества и технического состояния.

4.9 В случае если в автодорожном тоннеле предусматривается система мониторинга инженерных конструкций (СМИК), то геотехническое оборудование следует интегрировать в данную систему. Условиями интеграции геотехнического оборудования в СМИК являются требования к безопасности, эргономике, долговечности, совместимости и т.д. согласно ГОСТ Р 22.1.12. При этом продолжительность функционирования геотехнического оборудования должна составлять не менее 10 000 часов.

4.10 Наблюдения (см. 6.3) должны обеспечивать заинтересованных лиц сведениями, необходимыми и достаточными для определения технического состояния объектов геотехнического мониторинга и фактической геодинамической ситуации в зоне влияния строительного производства.

4.11 При выполнении работ геотехнического мониторинга должны соблюдаться правила безопасности при строительстве подземных сооружений [2].

4.12 Организация, выполняющая геотехнический мониторинг, должна иметь разрешительную документацию на выполнение данного вида работ, квалифицированных специалистов и обладать современной технической базой.

5 Рекомендации по разработке программы и проекта геотехнического мониторинга

5.1 Геотехнический мониторинг автодорожного тоннеля и прилегающих к нему объектов (геологическая среда, здания и сооружения) выполняется согласно положениям программы и проекта. Программа и проект являются основными документами для реализации всех работ геотехнического мониторинга. Основным отличием проекта геотехнического мониторинга от программы является предоставление в нем более детализированных сведений, связанных с организационно-техническими решениями расположения и прокладки систем геотехнического оборудования.

Программа и проект геотехнического мониторинга разрабатывается согласно требованиям СП 22.13330, [3] в процессе проектирования и включается в состав проектной документации на строительство автодорожного тоннеля в раздел по обоснованию безопасности тоннеля от внешних природных воздействий.

5.2 Решение о разработке программы или проекта геотехнического мониторинга определяется в зависимости от уровня ответственности автодорожного тоннеля и сложности инженерно-геологических условий. Программа составляется для автодорожных тоннелей II уровня ответственности, проект - для тоннелей I уровня ответственности и II уровня ответственности, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях (III категория сложности). Проект геотехнического мониторинга может разрабатываться для тоннелей II уровня ответственности в рамках специального технического задания заказчика.

5.3 Программа геотехнического мониторинга должна содержать:

- особенности возводимого автодорожного тоннеля (уровень ответственности, конструктивно-планировочные решения, особенности технологии возведения);

- сведения о зданиях и сооружениях окружающей застройки (уровни ответственности, прогнозируемые и предельные значения деформаций от влияния нового строительства, предполагаемые защитные мероприятия и т.д.);

- инженерно-геологические и гидрогеологические условия, включая характеристики грунтов геологической среды, расположенной в зоне влияния автодорожного тоннеля, прогнозируемые уровни грунтовых вод и величины смещений мульды сдвижения и т.д.;

- проектные (расчетные) параметры, характеризующие взаимодействие несущих конструкций автодорожного тоннеля с геологической средой (горное давление, напряжений несущих конструкций и т.д.);

- методы, состав и объем наблюдений геотехнического мониторинга автодорожных тоннелей и прилегающих объектов;

- контролируемые параметры при геотехническом мониторинге автодорожных тоннелей и прилегающих объектов;

- критериальные показатели автодорожного тоннеля и прилегающих объектов, в том числе опасных для тоннеля процессов (оползни, обвалы, сели и т.д.);

Примечание - Критериальные показатели - это пороговые и предельные значения несущей способности объектов геотехнического мониторинга.

- продолжительность и периодичность наблюдений геотехнического мониторинга в зависимости от этапов возведения автодорожных тоннелей;

- топографические карты (планы) с нанесенной трассой строительства автодорожного тоннеля, мульдой сдвижения, расположением зданий и сооружений окружающей застройки, подконтрольными сечениями (створами), и участками со сложными инженерно-геологическими условиями (оползни, сели, обвалы, карст и т.д.);

- требования к точности измерений;

- перечень применяемого оборудования, его технические и конструктивные параметры (диапазон измерений, долговечность и т.д.);

- сведения по защите измерительного оборудования;

- принципы выполнения камеральных работ и способы хранения результатов мониторинга;

- перечень и порядок предоставления технической отчетной документации заказчику и заинтересованным лицам;

- сведения по технике безопасности;

- перечень нормативно-методической документации, которой необходимо руководствоваться при монтаже и эксплуатации оборудования геотехнического мониторинга.

5.4 При разработке программы геотехнического мониторинга следует руководствоваться следующими принципами:

- фиксация контролируемых параметров должна выполняться для наиболее опасных и характерных участков конструкций строящихся автодорожных тоннелей и прилегающих к нему объектов;

- выбранные методы и точность измерений должны обеспечивать достоверность получаемых результатов и быть согласованы с точностью заданных проектных значений и результатами геотехнического прогноза;

- все проводимые наблюдения и измерения должны быть увязаны между собой во времени и привязаны к этапам выполнения строительных работ;

- периодичность наблюдений должна определяться интенсивностью (скоростью) и длительностью протекания процессов деформирования строящихся автодорожных тоннелей и прилегающих объектов.

В программе геотехнического мониторинга требуется включать рекомендации по выполнению непрерывных наблюдений за объектами геотехнического мониторинга с помощью автоматизированных систем регистрации, сбора, хранения и передачи данных (требования к геотехническому оборудованию, принципы подключения и т.д.).

5.5 Критериальные показатели определяются проектной организацией на основе технических характеристик тоннеля (уровню сейсмических воздействий, величине осадок, смещений, деформаций, напряжений и т.д.) и влияющих на него опасных геодинамических процессов (оползни, сели, обвалы, землетрясения и т.д.). Перечень опасных процессов необходимо отображать в программе или проекте геотехнического мониторинга.

5.6 На основе положений программы (см. 5.3) разрабатывается проект геотехнического мониторинга. Проект геотехнического мониторинга строящегося автодорожного тоннеля и прилегающих к нему объектов должен содержать:

- планы (схемы, карты) расположения наблюдаемых участков автодорожного тоннеля или прилегающих к нему объектов с уточняющими схемами и узлами;

- схемы (карты) организации работ геотехнического мониторинга с необходимыми пояснениями (места установки измерительного оборудования, автоматизированных систем регистрации, сбора, хранения и передачи данных, конструктивные решения подключения геотехнического оборудования к автоматизированной системе регистрации, сбора, хранения и передачи данных и к СМИК и т.д.);

- описание методов или программных средств обработки данных;

- описание системы хранения данных;

- форматы сбора и хранения данных;

- регламент и форматы представления данных;

- сценарии развития возможной аварийной ситуации;

- регламент объявления прогностической ситуации.

5.7 Составлению программы и проекта геотехнического мониторинга должны предшествовать оценка и геотехнический прогноз состояния объектов геотехнического мониторинга.

5.8 Оценка состояния объектов геотехнического мониторинга выполняется до начала строительства и представляет собой анализ исходных данных, полученных в результате проведения инженерных изысканий (геологических, геофизических, геодезических, гидрогеологических и др.), технического обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений окружающей застройки, а также проектной (рабочей) документации по самому автодорожному тоннелю. При этом особое внимание рекомендуется уделять состоянию существующих зданий и сооружений и особенностям прилегающей геологической среды (тектоническим нарушениям, слоистости, обводненности, карстообразованию и т.д.).

5.9 Геотехнический прогноз заключается в определении ожидаемых параметров развития геомеханических процессов, основными параметрами которых являются:

- размеры и местоположения мульды сдвижения (см. подраздел 8.1);

- значения максимальных сдвижений и деформаций;

- характер распределения деформаций в мульде сдвижения;

- общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасных деформаций.

Геотехнический прогноз изменения состояния объектов геотехнического мониторинга под влиянием горных работ проводят как для типовых условий строительства и эксплуатации объекта, так и для аварийных ситуаций (разрушение элементов сооружений, развитие карстовых образований, активизация оползней и т.д.).

5.10 После утверждения заказчиком программы или проекта геотехнического мониторинга работы выполняются в соответствии с календарным графиком, согласно срокам установленным техническим заданием заказчика.

6 Виды наблюдений и состав работ геотехнического мониторинга

6.1 При геотехническом мониторинге требуется применять виды и методы наблюдений, обеспечивающие количественные и качественные результаты измерений контролируемых параметров и классификации геодинамических процессов по критериальным показателям.

6.2 Состав контролируемых параметров геотехнического мониторинга определяется в зависимости от уровня ответственности, конструктивных особенностей и способов возведения автодорожного тоннеля, а также сложности инженерно-геологических условий участка строительства. Для измерения контролируемых параметров должны быть определены соответствующие виды наблюдений и точность измерений.

6.3 Геотехнический мониторинг автодорожных тоннелей и прилегающих к нему объектов включает следующие виды наблюдений:

- визуальные (см. 6.8 - 6.11);

- геодезическо-маркшейдерские (см. 6.12 - 6.20);

- гидрогеологические (см. 6.21 - 6.23);

- геофизические (см. 6.24 - 6.31);

- тензометрические (см. 6.32 - 6.34);

- виброметрические (см. 6.35 - 6.38).

6.4 Геотехническое оборудование должно соответствовать требуемой точности измерения контролируемых параметров и иметь метрологическое обеспечение. Применяемое при геотехническом мониторинге оборудование должно быть сертифицировано, периодически рекомендуется проводить его метрологический контроль и тестирование программ.

Примечание - Объем наблюдений в период строительства может варьироваться как в большую, так и меньшую сторону, по сравнению с объемом работ, заложенным в программе (проекте) геотехнического мониторинга за счет фактического изменения состояния инженерно-геологических условий и строительных конструкций строящихся и эксплуатируемых сооружений.

6.5 Геотехническое оборудование на этапе строительства тоннеля, как правило, опрашивается вручную. По завершении строительных работ для автодорожных тоннелей I уровня ответственности оборудование геотехнического мониторинга требуется интегрировать в систему СМИК (см. 4.9). Геотехническое оборудование, в котором отсутствуют функциональные возможности подключения к СМИК может опрашиваться с помощью автоматизированной системы регистрации, сбора, хранения и передачи данных (см. 6.7).

6.6 Состав и периодичность наблюдений определяется в зависимости от уровня ответственности зданий и сооружений, их технического состояния, а также сложности инженерно-геологических условий.

Периодичность наблюдений контролируемых параметров увязывается с графиком проведения строительно-монтажных работ автодорожного тоннеля и корректируется по факту в зависимости от получаемых результатов измерения контролируемых параметров или выявлении прочих опасных отклонений. В случае если на объекте наблюдения произошел пожар, обрушение конструкций сооружения или выявлено воздействие на него опасных природных процессов (оползни, сели, обвалы, карст, землетрясения (5 баллов и более), сильные дожди и т.д.) и взрывных работ, то наблюдения рекомендуется выполнять внепланово.

6.7 Геодезическо-маркшейдерские, гидрогеологические, тензометрические и виброметрические наблюдения при соответствующем обосновании могут выполняться в непрерывном режиме. Наблюдения в непрерывном режиме рекомендуется производить для сложных, ответственных и труднодоступных участков, а также зон, на которых существует угроза возникновения аварийной ситуации. Непрерывный режим наблюдений осуществляется автоматизированными системами регистрации, сбора, хранения и передачи данных. Автоматизированная система включает в себя кабельные линии связи, коммутаторы, измерители выходных сигналов датчиков, вычислительную технику с программным обеспечением и т.д.

Автоматизированная система обеспечивает автоматизацию операций таких как:

- регистрация и сбор данных измерений;

- первичная обработка данных измерений;

- сопоставление контролируемых показателей состояния с их критериальными показателями;

- представление результатов наблюдений в заданной форме (графической, табличной или текстовой);

- хранение полученной информации и оповещение.

6.8 Задачей визуальных наблюдений является фиксация по внешним признакам дефектов и деформаций для выделения наиболее слабых и поврежденных зон (участков), на которых для установления их фактического состояния необходимо проведение дополнительных инструментальных наблюдений (единоразовых работ). Визуальные наблюдения выполняются за всеми объектами геотехнического мониторинга.

6.9 При визуальном наблюдении стенки забоя фиксируется геологическая структура горной породы; строительных конструкций - дефекты и деформации; дневной поверхности - деформации связанные с проходкой автодорожного тоннеля и развитием оползневых процессов (трещины растяжения, бровки срыва, просадка и т.д.).

6.10 Состав работ визуальных наблюдений включает:

- обнаружение и фотофиксацию;

- измерение простейшими способами;

- описание и занесение в реестр (ведомости, полевые журналы и т.д.);

- установление необходимости дополнительных инструментальных наблюдений (геодезическо-маркшейдерских, гидрогеологических, тензометрических и виброметрических).

6.11 При визуальном наблюдении объектов геотехнического мониторинга применяются простейшие инструменты (линейки, мерные рулетки, маяки, щелемеры и т.д.), которые выбираются в зависимости от наблюдаемого контролируемого параметра.

6.12 Геодезическо-маркшейдерские наблюдения выполняются, как правило, за всеми объектами геотехнического мониторинга для решения следующих задач:

- установления области влияния проходки на состояние прилегающих объектов, в том числе автодорожных тоннелей;

- определения планово-высотного положения сооружений;

- определения величины развития деформаций.

6.13 При геодезическо-маркшейдерских наблюдениях фиксируют смещения, осадки, крены и т.д. как на дневной поверхности, так и на глубине.

6.14 Геодезическо-маркшейдерские наблюдения выполняются либо геодезическими знаками (исходными, опорными, деформационными реперами, деформационными марками), либо обратными отвесами, скважинными инклинометрами, скважинными экстензометрами и скважинными экструзометрами.

Как правило, для выполнения геодезическо-маркшейдерских измерений на дневной поверхности или на стенке горной выработки (конструкциях автодорожного тоннеля) следует проводить работы по установке исходных и опорных реперов, их планово-высотной привязки, заложению деформационных знаков и измерению их положения с применением нивелиров, тахеометров, теодолитов и т.д., для определения глубинных смещений грунтовых толщ: бурение специальных горизонтальных и вертикальных скважин; устройство обсадных труб в скважины, проведение измерений.

6.15 Деформационные знаки представляют собой:

- деформационные репера, изготовленные из металлических стержней диаметром не менее 20 мм, металлических трубок диаметром не менее 30 мм или из обрезков рельсов, глубиной заложения не менее 0,5 м от границы промерзания грунта;

- деформационные марки, устанавливаемые на конструкции и ответственные узлы строящихся автодорожных тоннелей, а также зданий и сооружений окружающей застройки.

6.16 Для измерения вертикальных смещений, как правило, применяют скважинные экстензометры, для горизонтальных - обратные отвесы, скважинные инклинометры и скважинные экструзометры. Обратные отвесы и скважинные инклинометры целесообразно использовать при наблюдениях за подвижками грунтовых толщ на оползневых склонах, а скважинные экстензометры и экструзометры - в горных выработках (автодорожных тоннелях).

6.17 Методика производства геодезическо-маркшейдерских наблюдений определяется в зависимости от инженерно-геологических условий и необходимой точности измерений.

Наблюдения за вертикальными смещениями деформационных знаков (реперов, марок) выполняют методами геометрического и тригонометрического нивелирования, за горизонтальными смещениями - створным методом, полигонометрией, измерением горизонтального угла и длины линии от точки планового геодезического обоснования до геодезического знака и т.д.

6.18 Для выполнения геодезическо-маркшейдерских измерений на дневной поверхности разбивают подконтрольные створы из опорных и деформационных реперов (марок), инклинометрических и экстензометрических скважин, в горной выработке (автодорожном тоннеле) - подконтрольные сечения из деформационных марок, экстензометрических и экструзометрических скважин.

6.19 Глубина заложения геодезических реперов определяется в зависимости от назначения данного геодезического репера, климатических и геологических условий и согласно требованиям ГОСТ 24846.

6.20 Точность измерений вертикальных и горизонтальных поверхностных и глубинных смещений следует определять в зависимости от ожидаемого значения перемещения, установленного проектом, а также в соответствии с ГОСТ 31937, ГОСТ 24846 и иными регламентирующими документами.

6.21 Гидрогеологические наблюдения производятся для определения сезонных уровней грунтовых вод, вычисления порового (гидростатического) давления и оценки его воздействия на конструкции автодорожного тоннеля. Значения порового (гидростатического) давления сравниваются с расчетными критериальными показателями, полученными при проектировании тоннеля.

6.22 Состав работ гидрогеологических наблюдений включает:

- бурение скважин под устройство скважинных пьезометров и индикаторов подземных вод и т.д.;

- устройство обсадной трубы в стволе скважины, донной заглушки, верхнего оголовка и т.д.;

- установка измерительного оборудования для проведения наблюдений;

- снятие показаний с помощью считываемого устройства;

- занесение результатов измерений в журналы и акты снятия показаний;

- составление и освидетельствование актов у представителей заказчика.

6.23 Гидрогеологические наблюдения производятся, как правило, с помощью скважинных пьезометров и индикаторов подземных вод. Для определения контролируемых параметров (см. разделы 7 - 9) необходимо пробуривать специальные скважины на все водоносные горизонты. Места расположения данных скважин определяются по результатам инженерных изысканий, обследований и т.д. Гидрогеологические наблюдения целесообразно производить в обводненных и трещиноватых зонах, а также на участках развития оползневых процессов.

6.24 Целью геофизических наблюдений является определение и прогнозирование состояния строительных конструкций и геологической среды как впереди забоя тоннеля, так и в мульде сдвижения. По результатам геофизических наблюдений геологической среды определяются деформационные и прочностные свойств пород, а также характерные особенности геологической среды (зоны рассланцевания, обводнения, участки тектонической нарушенности и т. д.), оценивается их изменение при выполнении строительных работ. При наблюдениях за строительными конструкциями устанавливается их сплошность и целостность.

6.25 Геофизические наблюдения выполняются для:

- строительных конструкций автодорожного тоннеля;

- геологической среды впереди забоя;

- мульды сдвижения;

- оползнеопасных и оползневых склонов;

- зданий и сооружений окружающей застройки.

6.26 Геофизические наблюдения состоят из следующих полевых работ:

- бурения скважин (для скважинных методов (таблица 1));

- монтажа измерительного оборудования;

- проведения полевых работ и снятия результатов измерений;

- занесения результатов измерений в полевые журналы, акты снятия показаний и т.д., и их освидетельствование.

6.27 Геофизические наблюдения строительных конструкций выполняются в случае обнаружения внутренних повреждений или деформаций. Исследование состояния конструкции, как правило, выполняется ультразвуковым методом. С помощью ультразвукового просвечивания устанавливаются фактические размеры элементов конструкций, наличие в них дефектов и деформаций.

6.28 При геофизических наблюдениях геологической среды, как правило, применяют сейсмоакустические и электромагнитные методы, которые по технологии наблюдения при геотехническом мониторинге подразделяют на наземные, скважинные и подземные (таблица 1).

Таблица 1 - Основные методы геофизических наблюдений, применяемых при геотехническом мониторинге

Модификации

методов

Технология наблюдения

Глубинность

Решаемые задачи /

особые условия

Электромагнитные методы

Метод естественных импульсов электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ)

Наземная

-

Установление напряженного состояния массива, локализация мест возможных нарушений сплошности, степени трещинообразования

Электропрофилирование (ЭП) различными установками

Зависит от соотношения удельного электрического сопротивления пород, мощности геоэлектрических слоев и размера измерительной установки

Картирование границ пород различного состава, влажности, пористости, обнаружение и картирование субвертикальных геологических тел (зон повышенной трещиноватости и т.д.)

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) различными установками

Расчленение разреза по вертикали, определение состава, строения и ряда водно-физических свойств пород, наблюдения за динамикой процессов

Электрокаротаж сопротивлений (КС), токовый каротаж

Скважинная

От 0,01 м в зависимости от размеров зонда

Расчленение разреза, обнаружение зон повышенной трещиноватости, пористости, обводненности, определение состава, строения и свойств пород

Метод заряженного тела (МЗТ)

Скважинная

До 100 м

Изучение направления и скорости движения подземных вод

Резистивиметрия

-

Оценка коррозионной агрессивности грунтов; экспресс-оценка состава грунтов; изучение режима подземных вод, загрязнения

Метод естественного электромагнитного излучения (ЕЭМИ)

Подземная

Зависит от свойств пород, не более 20 м

Определение НДС пород, выделение обводнений, трещиноватости, геодинамически активных зон и т.д.

Метод электромагнитного сверхширокополостного зондирования (ЭМИ СШП)

Подземная

Зависит от свойств пород, не более 70 м

Сейсмоакустические методы

Сейсмический каротаж (СК), сейсмическое просвечивание (СП), вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП)

Скважинная

Определяется глубиной скважины

Расчленение разреза, обнаружение границ ниже забоя и в стороне от скважины, выделение зон трещиноватости и разуплотнения, оценка физико-механических свойств

Ультразвуковой каротаж (УЗК)

Наземная, скважинная

До 1 м

Изучение состава, строения и свойств грунтов, в том числе мерзлых, расчленение разреза по вертикали

6.29 Технологии выполнения геофизических методов наблюдения, изложенные в таблице 1, приведены в [1], [4] (кроме методов естественного электромагнитного излучения (ЕЭМИ) и электромагнитного сверхширокополостного зондирования (ЭМИ СШП)). Рекомендации по технологии производства геофизических наблюдений методами ЕЭМИ и ЭМИ СШП представлены в 6.30 и 6.31.

6.30 Регистрация ЕЭМИ используется для оценки устойчивости горных выработок автодорожного тоннеля. Метод ЕЭМИ основан на изучении динамики излучения электромагнитных импульсов возникающих при образовании и развитии трещин в массиве горных пород вблизи подземных выработок под влиянием изменений НДС. Методика работ по регистрации ЕЭМИ вдоль подземных выработок и в забоях заключается в следующем:

- ЕЭМИ регистрируется по профилям вдоль выработки с шагом 5 - 10 м. Количество профилей, их расположение и шаг измерений выбираются в зависимости от конкретных условий и изменчивости полей ЕЭМИ и НДС. В местах активного изменения наблюдаемых полей шаг измерений уменьшается до 1 - 2 м и выполняются дополнительные повторные и контрольные измерения;

- в забое измерения выполняются по мере его продвижения в 3 - 7 пунктах его сечения в зависимости от возможности доступа и изменчивости полей ЕЭМИ и НДС. По мере продвижения забоя измерения ЕЭМИ выполняются через каждые 10 - 20 м проходки. При подходе к зонам тектонических нарушений измерения проводятся чаще в зависимости от характера изменений ЕЭМИ и НДС для определения максимума ЕЭМИ, который, как показал опыт работ по опережающей разведке в различных горно-геологических условиях, находится на расстоянии 10 - 20 м до границы разлома.

6.31 Электромагнитное (ЭМИ) сверхширокополосное (СШП) зондирование представляет собой измерения, производимые в любом направлении вдоль проектируемой трассы строительства автодорожного тоннеля. Дальность зондирования методом ЭМИ СШП определяется в зависимости от прочности исследуемых пород. Метод ЭМИ СШП целесообразно применять для полускальных и скальных грунтов, дальность обзора от забоя в данных условиях составляет 60 - 70 м, для дисперсных грунтов дальность зондирования существенно снижается и составляет 3 - 5 м. Геофизические наблюдения методом ЭМИ СШП производятся на всем протяжении трассы строительства автодорожного тоннеля.

6.32 Тензометрические измерения выполняются в целях контролирования напряженного состояния несущих конструкций зданий и сооружений с применением датчиков деформации, датчиков давления грунта, анкерных датчиков нагрузки и т.д.

6.33 Тензометрические наблюдения включают следующие полевые работы:

- калибровку тензометрических датчиков;

- установку тензометрических датчиков;

- отвод сигнальных проводов от датчиков в безопасную зону;

- снятие показаний с датчиков с помощью считывающего устройства;

- занесение результатов измерений в полевые журналы, акты снятия показаний и т.д., и их освидетельствование.

6.34 Точность измерений тензометрического оборудования, как правило, определяется по сертификатам, прилагающимся к оборудованию. Если в сертификатах отсутствует данная информация, то сведения о точности измерения того или иного типа оборудования следует запрашивать непосредственно у производителя.

6.35 Виброметрические наблюдения выполняются для исследования колебательных воздействий и вибраций природного и техногенного происхождения для обнаружения очагов и оценки их влияния на объекты наблюдений. Данные виброметрических наблюдений следует сопоставлять с результатами визуальных, геодезическо-маркшейдерских, гидрогеологических и тензометрических наблюдений для:

- контроля за изменениями сейсмического режима в процессе строительства и эксплуатации сооружений;

- контроля за реакцией системы конструкций тоннеля и вмещающего массива на сейсмические воздействия с целью корректировки критериальных показателей;

- контроля за изменениями НДС конструкций тоннеля и вмещающего массива;

- численного моделирования динамики тоннеля с целью выявления причин аномальных колебательных процессов и разработки защитных мероприятий;

- анализа особенностей проявления различного типа динамических воздействий и их изменений во времени в разных частях автодорожного тоннеля и вмещающего массива;

- разработки рекомендаций по повышению сейсмической безопасности тоннеля и снижению негативного влияния вибраций на тоннель.

6.36 В состав полевых работ виброметрических наблюдений включают:

- определение мест расположения виброметрических станций;

- установку велосиметров и подключение их к регистраторам колебаний;

- проведение измерений и снятие показаний;

- занесение результатов измерений в полевые журналы, акты снятия показаний и т.д., и их освидетельствование.

6.37 Виброметрические наблюдения следует выполнять в сейсмически опасных районах (7 баллов и более) и местах возникновения высоких техногенных колебательных воздействий. Особое значение имеет выполнение виброметрических наблюдений для сооружений, в несущих конструкциях которых имеются трещины, сколы и т.д., так как колебательные воздействия приводят к развитию указанных деформаций.

6.38 Виброметрические наблюдения осуществляются с применением велосиметров, регистраторов колебаний и т.д., устанавливаемых, как на строительные конструкции зданий и сооружений, так и в скважины грунтового массива.

7 Геотехнический мониторинг при проходке автодорожных тоннелей


Возврат к списку

(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости