5 - скважинный экстензометр; 6 - датчик давления грунта;
7 - датчик деформации; 8 - скважинный пьезометр
Рисунок 6 - Расположение геотехнического оборудования в сечении тоннеля при V категории устойчивости вмещающего массива
7.2.10 Маркшейдерские наблюдения за смещением пород в глубине вмещающего массива производятся с применением скважинных экстензометров. Целесообразность использования скважинных экстензометров определяется мощностью массива грунта между дневной поверхностью и кровлей тоннеля. Как правило, для выполнения корректных измерений мощность грунтового слоя должна составлять не менее двух высот (диаметров) исследуемого тоннеля. Экстензометрические измерения осуществляются при IIHV категориях устойчивости в самых слабых зонах грунтового массива. Типовые схемы расположения скважинных экстензометров в сечении автодорожного тоннеля в зависимости от категории устойчивости представлены на рисунках 4^6. При V категории устойчивости массива и соответствующем обосновании в своде горной выработки (тоннеля) рекомендуется устанавливать по 2 скважинных экстензометра (см. рисунок 6, а).
 | |
| 545 × 312 пикс. Открыть в новом окне | |
3 - контур ограждающей конструкции; 4 - подошва верхнего уступа; 5 - скважинный экстензометр
Рисунок 7 - Схема расположения экстензометров в подошве верхнего уступа
При уступном способе проходки и V категории устойчивости массива рекомендуется дополнительно предусматривать установку скважинных экстензометров на уровне подошвы верхнего уступа в левую и правую штроссу тоннеля, как правило, под углом 45° (см. рисунок 7).
На участках, оснащенных опережающим экраном, скважинные экстензометры в сводной части требуется закладывать по границам его
расположения (см. рисунок 8).
При сооружении двух параллельных веток автодорожных тоннелей для определения их взаимного влияния скважинные экстензометры
рекомендуется располагать друг напротив друга (см. рисунок 9).
Периодичность опроса экстензометров для III и IV категории устойчивости должна составлять не реже одного раза в неделю, для V категории – не реже двух раз в неделю. Шаг расположения подконтрольных сечений в данных условиях со скважинными экстензометрами не должен превышать 20 м.
 | |
| 554 × 218 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - вмещающий массив; 2 - контур выработки; 3 - контур ограждающей конструкции; 4 - подошва верхнего уступа; 5 - трубы опережающего экрана; 6 - скважинный экстензометр
Рисунок 8 - Схема расположения скважинных экстензометров в своде тоннеля при наличии опережающего экрана
 | |
| 534 × 232 пикс. Открыть в новом окне | |
1- вмещающий массив; 2 - контур выработки; 3 - контур ограждающей конструкции; 4 - скважинный экстензометр
Рисунок 9 - Схема расположения скважинных экстензометров парных автодорожных тоннелях
7.2.11. Напряжения в несущих конструкциях автодорожного тоннеля (обделка, анкера и т. д.) определяются при выполнении тензометрических наблюдений (см. 7.2.12, 7.2.13). Тензометрические наблюдения выполняются применением датчиков деформации и анкерных датчиков нагрузки.
7.2.12. Датчики деформации, как правило, устанавливают внутри железобетонной ограждающей конструкции автодорожного тоннеля. Способ монтажа датчика деформации определяется в зависимости от проектных решений самой ограждающей конструкции тоннеля. Как правило, датчики деформации либо крепятся вязальной проволокой (см. рисунок 10, а ) либо привариваются (см. рисунок 10, б) к металлическим стержням ограждающей конструкции.
 | |
| 485 × 313 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - арматурные стержни ограждающей конструкции;
2 - вязальная проволока; 3 - датчик деформации;
4 - сварочное соединение
Рисунок 10 - Схема расположения датчиков деформации в металлическом каркасе ограждающей конструкции
После завершения монтажных работ, металлический каркас ограждающей конструкции тоннеля бетонируется. Первые измерения выполняются после усадки бетона примерно на 5-^-7 сутки с момента бетонирования. Шаг расположения датчиков деформации в сечении тоннеля и периодичность их опроса представлен в таблице 5.
Таблица 5 - Шаг подконтрольных сечений и периодичность измерений датчиков деформации
Категория устойчивости | Шаг подконтрольных сечений | Периодичность измерений |
IV | « 20 м | Не реже одного раза в неделю |
V | « 10 м | « двух раз в неделю |
7.2.13 Определение напряженного состояния анкерной крепи выполняется с применением анкерных датчиков нагрузки. Анкерные датчики нагрузки, как правило, размещают между опорной плитой грунтового анкера и распределительной пластиной, дополнительно предусматриваемой для выполнения наблюдений. Расположение анкерного датчика нагрузки представлено на рисунке 11. Анкерные датчики нагрузки, как правило, монтируют на заключительном этапе устройства грунтового анкера до закручивания фиксирующей гайки на штангу анкера.
Тензометрические наблюдения с применением анкерных датчиков нагрузки выполняются при расположении анкерной крепи в сильно обводненных грунтах V категории устойчивости. Измерения рекомендуется выполнять с периодичностью не реже двух раз в неделю.
 | |
| 336 × 286 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - ограждающая конструкция тоннеля; 2 - вмещающий массив; 3 - штанга анкера; 4 - фиксирующая гайка; 5 - распределительная пластина; 6 - опорная плита; 7 - анкерный датчик нагрузки
Рисунок 11 - Схема расположение анкерного датчика нагрузки в головной части грунтового анкера
7.2.14. Напряжения на контакте ограждающей несущей конструкции и вмещающего массива определяются по результатам выполнения тензометрических наблюдений (см. 7.2.15,7.2.16).
7.2.15. Тензометрические наблюдения выполняются закладными датчиками давления грунта, устанавливаемыми между ограждающей конструкцией тоннеля и вмещающим массивом. Выполнение данных измерений необходимо для определения влияния горного давления на ограждающую конструкцию тоннеля. Измерения с помощью датчиков давления грунта выполняются при IV и V категориях устойчивости. Измерения при IV категории выполняются локально в местах возникновения блокового давления. В условиях V категории устойчивости подконтрольные сечения с датчиками давления грунта рекомендуется располагать с шагом не более 10 м. Периодичность опроса датчиков давления грунта для IV категории устойчивости должна составлять не реже одного раза в неделю, для Vкатегории - не реже двух разв неделю. Расположение датчиков давления грунта приведено на рисунках 5 и 6.
 | |
| 565 × 245 пикс. Открыть в новом окне | |
3 - ограждающая конструкция; 4 - подошва верхнего уступа; 5 - стопа ограждающей конструкции; 6 - датчик давления грунта
Рисунок 12 - Расположение датчиков давления грунта между стопой ограждающей конструкции и подошвой массива верхнего уступа
7.2.16. При уступном способе проходки тоннеля дополнительно рекомендуется предусматривать датчики давления грунта на контакте между стопой ограждающей конструкции и подошвой массива верхнего уступа (рисунок 12).
7.2.17. Режим подземных вод (уровень подземных вод, поровое давление и т. д.) определяется путем проведения гидрогеологических (см. 7.2.18) и геофизических (см. 7.2.19) наблюдений. Гидрогеологические и геофизические измерения выполняются на локальных участках в зависимости от категории устойчивости грунтового массива и наличия обводнений, выявленных на этапе инженерных изысканий, геотехнического прогноза впереди забоя или других видов наблюдений.
7.2.18. Гидрогеологические наблюдения за уровнем подземных вод и поровым (гидростатическим) давлением следует реализовывать с применением скважинных пьезометров. Пьезометрические измерения выполняются при IV и V категориях устойчивости. Установку скважинных пьезометров требуется предусматривать в специальные скважины, пробуриваемые во вмещающем массиве по контуру горной выработки до ее закрепления. Типовые схемы расположения скважинных пьезометров в сечении автодорожного тоннеля представлены на рисунках 4, а, 5, а и 6, б.
Пьезометрические измерения рекомендуется выполнять с повторяемостью не реже одного раза в неделю. На припортальных зонах автодорожных тоннелей пьезометрические измерения рекомендуется выполнять каждый раз после выпадения большого количества осадков, таяния снегов, землетрясений интенсивностью 5 баллов и более.
7.2.19 Геофизические наблюдения за уровнем подземных вод из тоннеля выполняются при IIHV категориях устойчивости вмещающего массива, измерения рекомендуется выполнять с периодичностью не реже одного раза в месяц. В сильнотрещиноватых породах геофизические наблюдения рекомендуется выполнять после выпадения большого количества осадков, таяния снегов, землетрясений интенсивностью 5 баллов и более.
7.2.20. Колебание конструкций от сейсмических и техногенных воздействий определяется при выполнении виброметрических наблюдений (см. 7.2.21) с применением сейсмических датчиков, например велосиметров, регистраторов колебаний и иного аналогичного оборудования.
7.2.21. Виброметрические наблюдения выполняются при расположении автодорожного тоннеля в сейсмически опасных районах с интенсивностью 7 баллов и более. Измерения рекомендуется производить непрерывно в режиме реального времени. Как правило, в тоннеле требуется предусматривать по две-три станции наблюдений, располагаемых в самых слабых зонах на входе, выходе и примерно посередине тоннеля. В районах с сейсмической интенсивностью менее 7 баллов при IV и V категориях устойчивости вмещающего массива станции виброметрических наблюдений рекомендуется предусматривать локально при пересечении автодорожными тоннелями участков с большими вибрационными нагрузками (автомагистрали, железные дороги и т. д.). В этом случае виброметрические измерения рекомендуется выполнять в непрерывном режиме с выборочной регистрацией во время работы строительной техники, в периоды наиболее интенсивного движения транспортных средств и т. д.
8 Геотехнический мониторинг прилегающей геологической среды
8.1 Геотехнический мониторинг мульды сдвижения
8.1.1. Геотехнический мониторинг дневной поверхности при подземном строительстве автодорожных тоннелей требуется осуществлять в границах мульды сдвижения. Мульдой сдвижения является участок дневной поверхности, подвергшийся сдвижению под влиянием подземных работ.
8.1.2.Размеры мульды сдвижения, общую продолжительность процесса сдвижения, а также период наиболее опасных деформаций следует определять согласно СП 21.13330. При строительстве автодорожных тоннелей размеры мульды сдвижения рекомендуется определять в зависимости от: