《敞开式TBM施工隧道振动监测技术规程》主要内容总结

1. 标准概述

T/CI 489-2024《敞开式TBM施工隧道振动监测技术规程》是由中国国际科技促进会发布的团体标准，规定了敞开式TBM关键部位及掌子面后方围岩振动监测与数据处理的方法与技术要求。该标准于2024年9月2日发布并实施，由中国标准出版社出版。

2. 适用范围

本文件适用于：

• 敞开式TBM关键部位（刀盘、撑靴、护盾）的振动监测
• 敞开式TBM开挖振动效应引起掌子面后方围岩表面振动监测

3. 主要术语定义

标准中明确了多个关键术语：

• ​​敞开式TBM关键部位​​：与围岩接触且振动可引起围岩性质变化的部位，如刀盘、撑靴、护盾、机头架、主驱动电机等
• ​​敞开式TBM施工振动​​：刀盘切削挤压岩体产生的波向周围扩散引起的振动
• ​​振动有害效应​​：振动对围岩产生的扰动引起的地质灾害（塌方、岩爆等）及对机械设备的损害
• ​​质点振动速度/加速度​​：介质中质点在其平衡位置做往复运动的速度/加速度
• ​​主振频率​​：振动幅值-频率曲线中最大幅值对应的频率

4. 基本规定

• 监测分为关键部位振动监测和围岩振动监测
• 可采用连续更换传感器无线监测和长期有线监测两种方式
• 应采用仪器监测、宏观调查和巡视检查相结合的方法
• 监测内容包括质点振动速度和加速度等
• 监测前需编制实施方案，包括工程概况、测点位置、监测方法等内容

5. 监测设备要求

• 设备测试等级应优于JJG676要求
• 设备投入使用前应经过检定和校准，定期维护保养
• 安装应满足监测方案、目的和施工要求
• 设备性能要求：
  • 传感器监测频率范围符合要求
  • 防尘防潮性能满足IP65防护等级
  • 工作温度范围宜为-20℃~50℃
  • 在含瓦斯隧道中需满足防爆等级要求

6. 振动监测程序

6.1 一般规定

• 试验段应具有典型性
• 监测断面在轴向和径向上测点不少于3个
• 监测流程分为准备、现场监测、数据回放处理三阶段
• 需记录地质信息和掘进参数
• 测点应避开不良地质区域，选择同一基岩平面

6.2 监测准备

• 清洁布设表面
• 进行预测试确定采集参数
• 传感器与底座拧紧并标记方向
• 传感器编号并保持方向一致（安装角度误差≤3°）
• 传感器与被测部位宜刚性连接

6.3 现场监测项目及流程

1. ​​刀盘振动监测​​：
   • 传感器焊接安装在刀盘处
   • 配电箱及网关安装在主梁前端
   • 设置采集参数后进行设备调零和敲击测试
   • 启动采集后记录数据
2. ​​护盾及撑靴振动监测​​：
   • 传感器底座耦合在护盾和撑靴上
   • X方向指向掌子面
   • 设置参数后进行测试和采集
3. ​​围岩振动监测​​：
   • 传感器底座耦合在锚杆垫片上
   • X方向朝向掌子面
   • 设置参数后进行测试和采集
4. ​​围岩内部振动监测​​：
   • 设置多个断面和钻孔
   • 利用定制接管安装传感器
   • 泵送封堵材料固定传感器

7. 数据处理程序

7.1 一般规定

• 需整理、分析和清洗数据
• 结合掘进信息筛选数据
• 使用专用分析系统处理数据
• 记录掘进参数和地质数据

7.2 数据处理流程

1. ​​数据筛选​​：合并匹配地质数据、掘进参数和振动数据
2. ​​数据预处理​​：
   • 加减直流量处理
   • 数字滤波（低通、高通、带阻滤波）
   • 直线滑动平均处理
3. ​​数据分析​​：
   • 量纲分析
   • 数据拟合
   • 评估不同类型数据间关系

8. 报告编制要求

• 报告内容应包括：
  • 工程地质背景
  • 编制依据
  • 测量设备和步骤
  • 数据分析与成果
  • 结论与建议
  • 附图与附表
• 每日测试完成后应及时形成日报
• 监测工作全部完成后应形成整体成果报告
• 报告中不常用符号应作说明，引文需标明来源

9. 附录内容

附录A：监测设备规格参数

• 列出了三轴智能振动传感器和微型智能振动传感器的技术参数，包括尺寸、测量范围、精度和工作温度等

附录B：数据处理方法

• 详细介绍了FFT变换、功率谱、功率谱密度、传递幅度谱/相位谱、速度信号等计算方法

附录C：测试记录表

• 提供了标准化的振动测试记录表格模板，包含掌子面桩号、地质特征、测点信息、振动数据和掘进参数等字段

10. 条文说明

对标准中的关键条款进行了补充说明，包括：

• 关键部位的定义和重要性
• 监测设备的组成和检定要求
• 监测准备工作的详细要求
• 各监测项目的具体实施方法和注意事项
• 数据处理的具体技术方法和示例