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 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.).