Đo đạc và giám sát khống chế

Do đặc điểm chịu lực của công trình ngầm và nhận thúc tính phúc tạp của nó ngày càng thêm sâu. Qua đo đạc hiện trường đối với công trình ngầm mà giám sát vi nham, tính ổn định của che chống và dùng kết quả đo đạc hiện trường để sửa lại thiết kế và chỉ đạo thi công.
Các năm gần đây, đo đạc hiện trường được két họp chặt chẽ với địa chất công trình, phân tích cơ học và đang hình thành nguyên lý, phương pháp thiết kế giám sát và khống ché trọn bộ (hoặc gọi là thiết ké thông tin).Phương pháp này phản ánh và thích ứng tương đối tốt động thái và quy luật biến hóa của công trình ngầm. Mặc dù hiện nay, phương pháp ấy vẫn chưa hoàn thiện. Song, không còn nghi ngờ gi nữa đó là phương hướng phát triển hiện nay và tương lai. Tùy theo sự nghiên cứu và phát triển cơ học đá và kỹ thuật trắc địa thí nghiệm, cho đến cả việc ứng dụng rộng rãi máy tính điện tử sẽ tiến lên một bước hoàn thiện phương pháp thiết kế giám sát khống chế các công trình ngầm.
Nguyên lý của thiết kế giám sát khống chế là: đo đạc hiện trường sẽ thu được số liệu về động thái cơ học của vi nham và trạng thái công tác che chống đói với chúng. Thông qua những số liệu (thông tin) đó phân tích số học và cơ học đê phán đoán tính ổn định và trạng thái công tác của vi nham và hệ thống két cấu che chống, từ đó lụa chọn và điều chỉnh các tham số kết cấu che chóng và chỉ đạo thi công.
Thiết kế giám sát khống ché gồm hai giai đoạn: thiết kế sơ bộ và thiết kế sủa đổi. Nói chung thiết ké sơ bộ dùng phương pháp loại suy công trình và phương pháp phân tích sơ bộ số học đê tiến hành. Thiết kế điều chỉnh thì căn cứ vào số liệu (thông tin) đo đạc được ở hiện trường tiến hành phân tích lý luận và trị số đã có cơ sở phán đoán thật gần thực tế công trình nhất, lấy đó đê điều chỉnh các tham số che chóng và chỉ đạo thi công (hình 2.53).

Hình 2.53. Bản vẽ dây chuyền thiết kế giám sát khống chế
Do đó có thể thấy rằng: đo đạc trắc địa ngoài việc tiến hành khảo sát sơ bộ địa chất và đo đạc thí nghiệm các trạng thái tĩnh trong giai đoạn thiết kế sơ bộ ra, điều còn quan trọng hơn là tiến hành khảo sát chi tiét và thí nghiệm địa chất cùng các loại động thái của vi nham. Do đó có thê thấy rằng thiết kế sửa đổi phải xuyên suốt trong toàn bộ quá trình thi công và đồng thời tiến hành với thi công, nó hoàn thiện và điều chỉnh thiết kế sơ bộ, giúp cho việc chỉ đạo thi công được sát đúng hơn. Thiết kế giám sát khống chế thể hiện đầy đủ tư tưởng nhất thê hóa giữa thiết kế và thi công hầm và công trình ngầm. Điều này là một dặc trưng chủ yếu khác hẳn với công trình trên đất là thiết kế và thi công tương đối tách rời.
Tóm lại, đo đạc trắc địa là biện pháp giám sát khống chế. Giảm sát khống chế là mục đích của đo đạc trắc địa. Quá trình giám sát khống chế có thể chia ra: trắc địa hiện trường + xử lý số liệu + phản hồi só liệu.
Nội dung, phương pháp của chúng như sau:
2.7.1. Mục đích, nội dung và các loại máy đo đạc 1- Mục đích đo đạc
(1) Cung cấp số liệu và thông tin cho thiết ké giám sát khống chế a- Nắm vững quy luật và sự thay đổi hình thái cơ học của vi nham; b- Nắm vững trạng thải công tác của hệ che chống.
(2) Chỉ đạo thi công, dự báo nguy hiểm
a- Vạch dự báo công trình và phương pháp thi công thích họp; b- Giám sát tình hình nguy hiểm, bảo đảm thi công an toàn.
(3) Khớp lại lí luận công trình, hoàn thiện phương pháp loại suy công trình
a- Cung cấp số liệu tính toán và chỉ tiêu so sánh để đói chiếu soát lại lí luận và phân tích số học;
b- Cung cấp chỉ tiêu tham khảo cho loại suy công trình;
c- Tích lũy tư liệu kinh nghiệm cho thiết kế và thi công hầm và công trình ngầm.
(4) Biện pháp giám sát khống ché của thòi kì vận doanh công trình a- Nắm vững tình hình an toàn trong vận doanh công trình.
b- Phát hiện kịp thời tinh hình nguy hiểm, có biện pháp bô cứu tương ứng.
2. Nội dung đo đạc. Xem bảng quy phạm 2.30.
Nội dung đo đạc, nói chung bao gồm:
(1) Quan sát hiện trường
a- Tính ôn định của lân cận mặt đào; b- Tình hình cấu tạo vi nham;
c— Biến dạng che chống và tình hình ổn định của chúng; d- Soát lại phân loại vi nham.
(2) Đo đạc thí nghiệm tham số cơ học của nham thể: 1- Cường độ chịu nén Rb; 2- Mô dun biến dạng E; 3- Lực dinh C; 4- Góc nội ma sát (p; 5- Hệ số Poisson p;
(3) Đo đạc thí nghiệm ứng suất: 1- úng suất nguyên thủy của nham thạch; 2- ứng suất và biến dạng của vi nham; 3- ứng suất và biến dạng của kết cấu che chống; 4- úng suất tiếp xúc của vi nham với các loại che chống.
(4) Đo đạc thí nghiệm áp lực: 1- Áp lực vi nham lên hệ chống; 2- Áp lực thẩm thấu của nước ngầm (bao gồm lưu lượng, chất nước).
(5) Đo đạc chuyển vị
a- Chuyển vị của vi nham và lún trên mặt đất; b- Chuyển vị và biến dạng két cấu che chống.
(6) Đo nhiệt độ
a- Nhiệt độ vi nham; b- Nhiệt độ trong hầm; c— Nhiệt độ ngoài hầm.
Sau đây xin giới thiệu tham khảo vè “Quy phạm kĩ thuật thi công hầm đường ô tô” (JTJ042-94) của Bộ Giao thông Trung Quốc ban bố quy định các hạng mục và thời gian cần đo đạc. Xem bảng 2.30.

 Đo đạc và giám sát khống chế 1

Đo đạc và giám sát khống chế 1

(7) Đo đạc vật lý gồm: 1- Sóng đàn hồi (sóng âm) bao gồm tốc độ sóng dọc Vp, tốc độ sóng ngang Vt, mô đun đàn hồi động Ed, hệ số Poisson động |Jd; 2- Suất điện trở p .
3. Các loại máy móc đo đạc
Các hạng mục đo đạc ở hiện trường có loại có thể trực tiếp đo ngay ra con số kết quả. có loại phải qua chuyên đối vật lý. Căn cứ vào hiệu ứng chuyển đổi vật lí khác nhau, máy móc đo đạc có thê phân ra làm mấy loại sau:
(1) Kiểu cơ giói: đồng hồ phần trăm, đồng hồ phần nghìn, máy đo độ võng, máy đo lục v.v…;
(2) Kiêu đo bằng điện: loại điện trở, loại điện cảm, loại điện dụng, loại điện áp, loại điện từ v.v…
(3) Kiểu tia sáng: máy đo ứng suất bằng tia quang học, máy đo ứng suất và biến dạng bằng tia sáng;
(4) Kiêu thăm dò vật lý: phương pháp sóng đàn hồi, phương pháp sóng địa chấn, phương pháp sóng siêu âm, phương pháp đo biến dạng bằng điện trở suất.