青山隧道施工監(jiān)控測量分析研究

1、 青山隧道施工監(jiān)控測量分析研究 摘要 論文主要以青山隧道為依托對隧道施工監(jiān)控量測與數(shù)據(jù)處理進行研究。在監(jiān)控量測方面依據(jù)公路隧道施工監(jiān)控量測規(guī)范并結(jié)合青山隧道的實際情況，制定了科學合理的監(jiān)控量測方案。并在實際量測中對測點和測線的保護進行了一系列的探索。關(guān)鍵詞：隧道；施工；監(jiān)控測量引言隨著新奧法在隧道施工中廣泛應用，施工監(jiān)控量測與數(shù)據(jù)分析的作用日益突出?？茖W合理的監(jiān)控量測以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)分析，可以比較直觀的判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性，更好的服務隧道施工并為進一步研究隧道圍巖性質(zhì)提供了有力的依據(jù)。1工程概況青山隧道主要技術(shù)標準：（1）公路等級：高速公路；（2）設(shè)計速度：100km/h；（3）車道數(shù)：雙

2、洞六車道；（4）隧道主洞建筑限界：單洞限寬0.75+0.25+0.50+33.75+0.75+0.25+1.0=14.75m，單洞限高5.0m；（5）隧道緊急停車帶建筑限界：單洞限寬：0.75+0.25+0.5+33.75+1.0+3.0+1.0=17.75m 單洞限高5.0m。2 施工監(jiān)控量測方案2.1 監(jiān)控量測目的（1）掌握圍巖和支護動態(tài)，進行日常施工管理。（2）了解支護構(gòu)件的作用及效果。（3）了解洞內(nèi)大埋深處地應力情況以確定巖爆、大變形發(fā)生的可能性和級別。（4）確保隧道施工及運營安全與經(jīng)濟。（5）將監(jiān)控量測結(jié)果反饋設(shè)計及施工中。2.2必測項目（1）洞內(nèi)、外觀察（2）周邊位移量測每次開挖后

3、盡早進行，最遲不大于24小時，在下一循環(huán)開挖前應完成讀數(shù)。采用全斷面開挖時，可設(shè)一條測線，采用臺階法開挖時，可在拱腰及邊墻各設(shè)一條測線。（3）拱頂下沉量測拱頂下沉量測應與水平凈空變化量測在同一量測斷面內(nèi)進行，其量測頻率應相同；當?shù)刭|(zhì)條件復雜，下沉量大或偏壓明顯時，除量測拱頂下沉外，尚應量測拱腰及基底隆起量。（4）地表下沉量測本隧道地表下沉量測包括洞口段、洞身淺埋段（h02b）及隧道開挖寬度35倍寬度范圍內(nèi)地表建筑物密集區(qū)。淺埋段地表下沉量測斷面布置宜與拱頂下沉量測及水平凈空變化量測在同一量測斷面內(nèi)。洞口段地表下沉量測應在進洞前布置好監(jiān)測斷面，及時采集數(shù)據(jù)；隧道出口段春天門大橋和洞頂建筑應在開挖

4、前布置好監(jiān)測斷面，隧道開挖臨近是開始采集數(shù)據(jù)，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止為止。（5）水文觀察隧道洞身地表水體，需進行水文地質(zhì)長期觀測，觀測隧道施工期間地表水體及地下水位變化情況。2.3 選測項目（l）圍巖體內(nèi)位移量測（地表設(shè)點）（2）圍巖內(nèi)部變形量量測（洞內(nèi)設(shè)點）（3）圍巖和初期支護間接觸壓力量測（4）兩層支護間壓力量測（5）鋼架內(nèi)力及外力量測（5）錨桿軸力量測（6）支護、襯砌內(nèi)應力量測（7）圍巖彈性波速量測（8）中間巖柱彈性波測試上述選測項目應結(jié)合本隧道圍巖性質(zhì)、開挖方式有選擇的進行：圍巖壓力、支護及襯砌應變等項目的量測頻率開始時應與同一斷面的變形量測須率相同，當量測值變化不大時可適當降

5、低量測頻率。3隧道監(jiān)測測點布置監(jiān)測點布置最好能反映監(jiān)測對象的實際狀態(tài)及變化趨勢，應布置在結(jié)構(gòu)內(nèi)力或變形的關(guān)鍵特征點、周邊環(huán)境的關(guān)鍵部位，滿足監(jiān)控要求。（1）圍護墻(邊坡)頂部水平和豎向位移監(jiān)測點布置原則1)布置位置：沿基坑周邊布置，周邊中部、陽角處應布置監(jiān)測點。監(jiān)測點宜設(shè)置在圍護墻頂或墓坑坡頂，且應設(shè)置在變形最大位置，不得設(shè)置在支撐位置。2)監(jiān)測點間距：不宜大于20m，且每邊監(jiān)測點數(shù)量不宜少于3個。3)水平和豎向位移監(jiān)測點應為共同點。（2）圍護墻(或土體)深層水平位移監(jiān)測點布置原則1)該項監(jiān)測項目也稱測斜或側(cè)向變形。2）布置位置：基坑周邊中部、陽角處及有代表性的部位，且應設(shè)置在變形最大位置，不

6、得設(shè)置在支撐位置。3)監(jiān)測點間距：宜每34幅地下連續(xù)墻中布設(shè)1孔，特別重要的隧道基坑應每2幅墻布設(shè)1孔，且每邊監(jiān)測點數(shù)量不應少于l孔。4)測斜管長度：當測斜管埋設(shè)在圍護墻體內(nèi)時，測斜管長度應與圍護墻鋼筋籠深度相同，并應采取有效措施保障測斜管的無效長度小于2m；當測斜管埋設(shè)在土體中，測斜管長度不宜小于基坑開挖深度的15倍，并應大于圍護墻的深度(“上海規(guī)程”為“大于圍護墻深度510m”)。（3）立柱豎向位移監(jiān)測點布置原則1)布置位置：基坑中部、多根支撐交匯點、地質(zhì)條件復雜處等。2)監(jiān)測點數(shù)量：不應少于立柱總根數(shù)的5。（4）支撐軸力監(jiān)測點布置原則1)布置位置：宜布置在支撐內(nèi)力較大或在整個支撐系統(tǒng)中起

7、控制作用的支撐上。2)監(jiān)測截面：鋼筋混凝土支撐的監(jiān)測截面宜選擇在兩支點間13部位，并避開節(jié)點部位；鋼支撐若采用表面應變計監(jiān)測時，宜布置在兩支點間的13部位，若采用反力計監(jiān)測時，應布置在支撐端頭，并嚴禁布設(shè)在支撐活絡(luò)頭一側(cè)。3)測點數(shù)量：每層(道)支撐的監(jiān)測點不應少于3個，各層(道)支撐的監(jiān)測點位置在豎向上宜保持一致。4)傳感器數(shù)量：鋼筋混凝土支撐每個截面內(nèi)傳感器不宜少于4個，宜布設(shè)在鋼筋混凝土支撐斷面4個角部的主筋，鋼支撐每個截面內(nèi)不宜少于2個(“上海規(guī)程”)。4 青山隧道超前地質(zhì)預報方案隧道是地下工程，具有隱蔽性、復雜性和不可預見性的特征。由于工程地質(zhì)勘察手段的局限性，決定了勘測階段的地質(zhì)資

8、料難以達到與實際地質(zhì)情況完全一致，因此，施工時必須采用地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)素描、超前地質(zhì)預報系統(tǒng)等綜合手段，力求保證對前方開挖的地質(zhì)情況做到心中有數(shù)，才能保證工程施工安全。4.1本隧道根據(jù)隧道地質(zhì)情況設(shè)計有以下預報方式：（1）地質(zhì)素描在開挖過程中，使用地質(zhì)跟蹤調(diào)查推斷法，通過觀測已開挖的先行導坑、先行隧洞的圍巖狀況，進行地質(zhì)描述，作施工記錄，推斷隧道掌子面前方的圍巖及另一側(cè)隧道圍巖狀況。需要描述主要內(nèi)容為：（2）tsp超前地質(zhì)預報tsp超前地質(zhì)預報法探測距離為200400m，為了保證其解譯有效性，其探測距離應控制在100150m，前后兩次震動波法超前地質(zhì)探測搭接長度應不小于10m。該方法是對待開挖巖

9、體進行總體判析，建立早預防機制，為地質(zhì)雷達提供重點或指向性判據(jù)。（3）地質(zhì)雷達探測本方法屬于短期預報，可探測圍巖內(nèi)的軟弱結(jié)構(gòu)面分布，探測巖溶、富水帶分布、斷層破碎帶分布里程，探測距離以30m為宜。對地質(zhì)雷達異常應根據(jù)具體情況輔以地質(zhì)鉆孔進行印證。（4）超前地質(zhì)鉆孔4.2青山隧道采用的超前預報方案為：（1）地質(zhì)素描：為本隧道全長范圍內(nèi)必做項目。在、v級圍巖段要求每1015m/次，級圍巖每2530m/次，地質(zhì)變化斷面處動態(tài)增加。（2）tsp、地質(zhì)雷達：為本隧道全長范圍內(nèi)必做項目。tsp一次預報長度120m，地質(zhì)雷達一次預報長度30m，應保證隧道開挖之前該兩項中、短距離物探均已經(jīng)進行了地質(zhì)預報。需要說明的是tsp與地質(zhì)雷達是隧道施工中運用較多的中短距離物探方案，超前預報實施單位也可采用其他有效的物探手段或方案。（3）淺孔鉆探：為本隧道全長范圍內(nèi)必做項目。每1015m/次，對鉆探情況進行必要的施工記錄。（4）掌子面深部鉆孔：物探或淺孔鉆探結(jié)果無法達到理想效果或地質(zhì)復雜情況的隧道段落采用。超前地質(zhì)預報的必做項目已進行了工程數(shù)量的計量，對掌子面深部鉆孔根據(jù)地質(zhì)情況進行了合理估算，施工過程中可根據(jù)實際情況動態(tài)增加。參考文獻1 王夢恕.中國鐵路、隧道與