2.3. Методика исследования деформаций вмещающих пород
Наблюдательные станции должны отвечать требованиям представительности получаемых данных, точности и надежности, а также простоте конструкции и установки в массиве.
Как правило, используются скважинные методы контроля состояния массива в период строительства.
Количество скважин колеблется от трех до десяти в зависимости от требуемого уровня точности прогноза и его целей (рис.3.3). Скважины пробуриваются в бока, почву и кровлю тоннеля. Количество станций вдоль оси тоннеля определяется степенью однородности вмещающих пород и колеблется от одной до 10 станций на 100 м тоннеля.Глубина бурения скважин составляет от одного до трех приведенных радиусов тоннеля и определяется степенью сложности горно-гсологическнх условий. По мере накопления информации возможно проведения мониторинга по коротким скважинам 1-5 м.
Учитывая сложность условий строительства Тарманчуканского тоннеля, необходима установка станций через 10-20 м в калотте по схеме, изображенной на рис.2.3 на глубину до 10 м и скважин в щтроссе и нижней части калотты.
Размещение репероб б скважине
'//А RpJ Rp2 Rpl
// // // // // —i— — У— ш
уУ'/ //
1 м у/ //
; м // ; м v/v .-У/Л Рис 2.3. Схема установки станции наблюдения: 1- тоннель; 2-чсрновая обделка;3- скважина; 4-глубинные реперы Наблюдательные станции могут быть струнного и деформометрического типов.
Достоинствами струнных реперных станций является простота конструкции, отсутствие необходимости приобретения специального оборудования. Достоинствами станций деформометрического типа является возможность дистанционного мониторинга.
Для условий строительства Тарманчуканского тоннеля, с учетом трудностей в приобретении сложного деформометрического оборудования, возможно принятие станций струнного типа с последующим переходом на деформометрический контроль.
Периодичность наблюдений по станциям определяется скоростью проведения выработки, сложность горно-геологических условий, интенсивностью проявления горного давления, свойствами пород и другими факторами. Как правило, чаще производятся замеры на участке возведения временной и постоянной обделки, на обнажениях горных пород у забоя, что позволяет получать информацию о состоянии массива и прогнозировать его поведение во времени.
В целом время между замерами колеблется от нескольких часов до 1-7 суток [83].При наличии нескольких наблюдательных станций и с учетом сложности горно-геологических условий время между замерами для пород Тарманчуканского тоннеля должно составлять в среднем одни сутки.
Точность измерений и методика их проведения определяется деформационными свойствами пород и наличием измерительного оборудования. В породах с низкими деформационными характеристиками при больших, порядка 3-5 и более миллиметрах в сутки перемещениях стенок и свода подземного сооружения возможно применение измерительной рулетки с ценой деления 1 мм.
В случае скальных пород измерения целесообразно проводить с применением специальных измерительных стоек типа СУИ, снабженных измерительными головками с ценой деления 0,01 мм.
Методика измерения на станциях струнного типа заключается в фиксации движения конца связанной с репером проволоки относительно точки, выбранной в качестве ноля. Для условий Тарманчуканского тоннеля целесообразно использовать в качестве измерительных приборов стойки СУИ, снабженные специальными измерительными головками с ценой деления 0,01 мм. В тоже время для измерения деформаций пород на участках тектонических нарушений возможно применение приборов (стоск СУИ или измерительных лент) с ценой деления 1 мм.
Конструкция реперов наблюдательных станций может быть самой разнообразной [83]. Наиболее просты в изготовлении реперы расклинивающего типа, которые представляют из себя деревянную трубку с помещенным в ее конце со стороны забоя скважины металлическим конусом. После установки в необходимом месте скважины привязанная к конусу проволока натягивается, и конус входит в трубку, расклинивая ее в скважине. Реперы устанавливаются на расстоянии, как правило, одного метра друг от Друга.