監(jiān)控量測技術在阿爾及利亞東西高速公路隧道中的應用

1、監(jiān)控量測技術在阿爾及利亞東-西高速公路隧道中的應用*（*公路勘察設計研究院有限公司，*，*）摘 要 本文簡要介紹了監(jiān)控量測技術在阿爾及利亞東西高速公路隧道工程中的應用，包括量測計劃的編制內容及具體要求，以期對以后國外隧道工程量測計劃的編制和實施提供借鑒。關鍵詞 監(jiān)控量測 東西高速公路 隧道1工程概況阿爾及利亞東西高速公路m3段共設置兩座隧道， t1隧道長730m；t2隧道長1800m。隧道為雙向六車道，采用鉆爆法與機械輔助開挖施工。隧址區(qū)地層巖性主要為頁巖、砂巖、泥灰?guī)r、頁巖夾薄層砂巖等。隧址區(qū)發(fā)育的主要斷裂構造為位于t1、t2隧道南側的f3斷裂和與t1隧道相交的 f41斷層和f42斷層。2監(jiān)

2、控量測的組織方式量測計劃的編制由總承包商中鐵建（crcc）、施工單位（中鐵十二局，簡稱crcc12）、設計院（中交一公院，簡稱fhcc）和外部監(jiān)督（法國setec公司）共同完成，并報業(yè)主審批（見圖1）。承包商和2施工單位負責測量設備的安裝、使用和維護，設備的安裝和測量的實施由專門人員（承包商內部或外部的人員）完成。每次測量后，在測量負責人領導下，立即詮釋結果。測量數(shù)據(jù)和地質跟蹤資料完整地傳送到設計院和外部監(jiān)督辦公室，設計院根據(jù)量測結果調整設計，外部監(jiān)督辦公室根據(jù)量測結果對設計和施工進行跟蹤和監(jiān)督。圖1 隧道監(jiān)控量測組織圖3監(jiān)控量測的具體內容3.1 量測主要內容 在施工過程中，監(jiān)控量測按照下面的

3、方式開展：（1）首先進行地質追蹤，主要在于對掌子面的觀察，通過地質素描、數(shù)碼照片等方法完成。（2）掌子面處的勘測，即超前地質鉆探，包括取芯鉆探或記錄參數(shù)的破壞性鉆探。（3）支護、襯砌和上覆巖層的精確變形測量，包括水平測量和收斂測量、圍巖變形測量、支護的應力和應變測量。（4）各種與開挖方法和支護方法相關的現(xiàn)場測量（應力、縫隙的壓力，水流量等等）。3.2 量測的具體實施 按照阿爾及利亞東-西高速公路中標段專用技術條款（cctp）的要求，所有光學水準點采用“l(fā)eica abc”或類似“全站儀”的儀器進行測量，提供所有測點的三維坐標，而不使用國內常見的收斂儀進行測量。3.2.1 水平測量和收斂測量水平

4、測量和收斂測量是通過二維精密測量法和三維測量取得。測量斷面由五個到八個測量點組成：隧道拱頂設置一個量測點，拱部二個點（上臺階開挖處下方），然后安置兩個點在邊墻處，還有二個點設置在拱腳處（見圖2 ），測量斷面間距520米，在地質條件不好的地段需縮短間距。測量設備和經緯儀以及執(zhí)行程序允許精確度為+/- 1mm。對于支護的收斂測量，采用的極限值如下： 警惕限值：50mm 超過后要加強收斂量測的頻率。 警戒限值：100 mm 超過后要加強支護，尤其是要縮小拱架的間距，并且要進行地質方面的分析。 停工限值：150 mm。這些數(shù)值只是原則上的限值，對于局部位置上的測量，測量負責人和支護負責人可以調整為其它

5、的數(shù)值。在泥頁巖區(qū)域，大約每隔80米，在仰拱最低點設一個測量點，以便監(jiān)測拱底垂直變形（是否有底鼓現(xiàn)象）。 圖2 凈空斷面量測(凈空線或水平測量)3.2.2 地表沉降的測量 測點布置和量測頻率按照圖3進行。在隧道左右線中間也需設置一定的觀測點，以監(jiān)測隧道左右線中間地表的下沉和位移，為仰坡的穩(wěn)定性評價提供依據(jù)。圖3 地表下沉及坡體穩(wěn)定性量測3.2.4 圍巖變形測量圍巖變形測量至少測不同深度的三個點（見圖4），使用至少有+/- 0.1mm 精確度的鉆孔應變計。圍巖位移檢測斷面間距是根據(jù)地質條件和支護類型來確定的，其間距為5至20米。在地質條件不好的區(qū)域要加密斷面。測量頻率開始是每天都做，然后，根據(jù)測

6、量結果這一頻率逐漸變?yōu)橹?，甚至是月。圖4 隧道圍巖深部位移量測 3.2.5 支護內的應力和應變測量拱部采用5對應變計，下邊墻設置2對應變計，在測量報告里，應提供下列結果： - 量測日期和測量斷面的位置- 實際承載的試驗日期- 使用設備的標準化操作說明 1 -每階段試驗每個傳感器原始測量圖表 2 -應力曲線 1 -彈性模量計算 3.2.6超前地質鉆探及鉆孔出口處水的流量和壓力的測定隧道工程地質跟蹤可實現(xiàn)兩個目標，即判斷可能遇到的地質問題以及開挖中進行巖體特性分析。要求隧道全長布置超前地質鉆孔，巖芯鉆探可直觀的通過地層，詳細查明地層層序，并進行相關的取樣試驗（見圖5）。鉆孔出口處的水的流量和壓力可

7、借助于流量表和壓力計來測定。同時要求每日進行拍照，每周進行地質總結。這些數(shù)據(jù)，記錄表、分析結果以及結論要定期地上報給支護負責人。 圖5 超前水平地質鉆孔的布置3.2.7 錨桿拉拔試驗通常要求做3-5個錨桿拉拔試驗。 3.2.8 水的侵蝕性測定水的侵蝕性測定是對水樣進行分析，測定項目包括：礦化度、傳導性、硬度、ph值以及溫度。在那些具有強侵蝕性水的特殊區(qū)域，要系統(tǒng)的記錄水的硬度和溫度以便跟蹤水的特征。3.2.9現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗可以確定巖石地段的某些特征，試驗內容包括：原始應力、變形特征、 巖石強度?，F(xiàn)場試驗和測量可用plaque進行荷載試驗、通過sur-carottage進行應力測量等等。4 測

8、量數(shù)據(jù)的獲取和提交測量數(shù)據(jù)的提取、說明和結果的闡述應在可接受的期限完成，以便于在最短的時間內作出決定。數(shù)據(jù)的信息化處理是一個主要階段，測量數(shù)據(jù)的處理要求每日都作，它包括測量值的計算，測量記錄的整理，每次測量到期后報告的編寫，演變圖表的修改，已獲得數(shù)據(jù)的歸檔等。測量結果用圖表表示，以反映隨著時間的推移以及掌子面的推進而出現(xiàn)的變化，也為了直觀地看出變化的趨勢并確定警戒界限。一旦測量達到了臨界值或警戒值，會進行修改設計或對支護進行更改。測量數(shù)據(jù)處理文件要定期地上報，在每次大的施工階段結束后也應上報。檢測的綜合報告要在工程結束時上報，此報告是所有檢測結果的匯總。5 與國內工程的比較 （1）國內工程量測

9、計劃一般列入施工組織計劃中，由施工單位完成或由第三方承包單位獨立完成，量測計劃有時脫離施工實際，計劃得不到落實，或流于形式，量測結果不能有效的指導施工。東-西高速公路項目量測計劃由設計單位、施工單位和外部監(jiān)督共同編制完成，更加符合施工實際，設計單位根據(jù)施工情況和量測結果及時調整設計方案，設計始終根據(jù)地質條件的變化和施工情況刷新調整，施工單位根據(jù)施工情況和量測結果及時進行施工工藝的調整。東-西高速公路項目中更加強調動態(tài)設計和動態(tài)施工，量測結果能更好的指導設計和施工。（2）國內工程量測項目分為必測項目和選測項目，而東-西高速公路項目是現(xiàn)場技術人員（設計單位和施工單位人員）根據(jù)量測計劃和實際施工情況確定是否施做某項量測項目，所有量測項目更注重現(xiàn)場的實際情況，更加靈活、切合實際。（3）東-西高速公路項目對施工期間地質追蹤和驗證非常重視，要求隧道全長進行超前水平地質鉆探，包括取芯和破壞性