隧道工程洞內(nèi)周邊位移及拱頂下沉測量的技術(shù)探討

1、.隧道工程洞內(nèi)周邊位移及拱頂下沉測量的技術(shù)探討 摘要：隧道工程是一種特殊的工程結(jié)構(gòu)體系。從巖體力學(xué)的角度看，它是處于與圍巖相互作用的體系之中的結(jié)構(gòu)物；從地質(zhì)力學(xué)的角度看，它是處于千變?nèi)f化的地質(zhì)體之中的工程單元體。本文主要對隧道工程洞內(nèi)周邊位移及拱頂下沉測量的技術(shù)進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：隧道工程 位移及拱頂下沉測量 某隧道為上下行雙管六車道隧道，行車道中線間距52.25m，左線隧道長2330m，右線隧道長2275m；最大埋深約180m。在左右線進(jìn)口和右線出口段分別有南坪立交E、F匝道隧道分別為422.214m、500m，白石嶺隧道由南向北，起于南坪立交北，穿過白石嶺。白石嶺隧道為上下行雙管六車道隧道，

2、行車道中線間距52.25m，左線隧道長320m，右線隧道長360m；最大埋深約70m。隧道開挖后，圍巖和支護(hù)的變形，不僅隨圍巖類別和開挖寬度而異，而且與施工方法、初期支護(hù)、輔助施工措施等密切相關(guān)。洞內(nèi)周邊位移和拱部下沉觀測是為確定圍巖穩(wěn)定、掌握支護(hù)效果而進(jìn)行的，它貫穿于整個(gè)過程的設(shè)計(jì)階段，是對設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)的確認(rèn)（或修正）以及施工方法驗(yàn)證（或改進(jìn)）的依據(jù)。1、觀測點(diǎn)的布置周邊位移和拱頂下沉量測斷面的縱向間距按下表采用。周邊位移和拱頂下沉量測斷面縱向間距圍巖類別洞口附近或埋深小于2B其它類圍巖10m20m類圍巖10m20m類圍巖10m50mB為隧道開挖寬度。周邊位移和拱頂下沉量測的測線布置見下圖。

3、類圍巖四車道斷面拱頂下沉、周邊收斂量測測線布置圖類圍巖三車道斷面拱頂下沉、周邊收斂量測測線布置圖、類圍巖拱頂下沉、周邊收斂量測測線布置圖類圍巖四車道斷面布置10條周邊收斂量測水平測線和4個(gè)拱頂下沉測點(diǎn)，類圍巖三車道斷面布置6條周邊收斂量測水平測線和3個(gè)拱頂下沉測點(diǎn)，、類圍巖斷面布置1條周邊收斂量測水平測線和1個(gè)拱頂下沉測點(diǎn)。拱頂下沉觀測是用水準(zhǔn)測求出設(shè)在拱部測標(biāo)的絕對高程的變化。測標(biāo)按拱頂下沉觀測點(diǎn)埋設(shè)圖（下圖）設(shè)立。鋼筋的底瑞做成圓錐形帶一個(gè)很小的圓頭，便于倒尺測高。拱頂· ·· ·· ···水泥沙漿·

4、 · ······ ·鋼筋 頭上染白漆小圓頭拱頂下沉觀測點(diǎn)埋設(shè)圖周邊收斂量測點(diǎn)用14mm的長桿膨脹螺栓，在頂端加工一個(gè)M6×25左右的螺孔，把不銹鋼掛鉤擰上。埋設(shè)時(shí)，在測點(diǎn)位置用沖擊鉆打一個(gè)稍大于膨脹螺栓的孔，然后將膨脹螺栓擰緊，在巖石破碎較嚴(yán)重的地方，可用沖擊鉆打一個(gè)較深較大的孔，然后用快干水泥砂漿將測頭埋入，待沙漿凝固即可。觀測點(diǎn)應(yīng)統(tǒng)一編號，隨著施工進(jìn)度的發(fā)展，有些觀測點(diǎn)會因?yàn)楦鞣N原因被破壞，從而失去觀測價(jià)值，因此需要不斷對觀測點(diǎn)位進(jìn)行維護(hù)，觀測點(diǎn)位的選擇和保護(hù)對觀測工作的連續(xù)性和正確性至關(guān)重要。如觀

5、測點(diǎn)在施工過程中遭到破壞，應(yīng)盡快在原位置處或盡量靠近原測點(diǎn)處補(bǔ)設(shè)，以保證觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性。2、拱頂下沉觀測測標(biāo)的安設(shè)應(yīng)能保證爆破后24小時(shí)內(nèi)和下一次爆破之前測讀初次讀數(shù)，并安設(shè)在距開挖工作面2m的范圍內(nèi)。在位移區(qū)50m以外設(shè)立穩(wěn)固的水準(zhǔn)點(diǎn)（或利用穩(wěn)定的中線點(diǎn)），盡量做到一次安置水準(zhǔn)儀就可測得觀測點(diǎn)的高程，沒有這種可能時(shí)，也可設(shè)立工作基點(diǎn)，其高程用水準(zhǔn)基點(diǎn)經(jīng)常檢查。測標(biāo)和水準(zhǔn)點(diǎn)（或工作基點(diǎn)）的高差按三等變形測量的要求進(jìn)行觀測，采用倒尺測量。觀測內(nèi)容包括兩部分：一是水準(zhǔn)基點(diǎn)與工作基點(diǎn)聯(lián)測，稱為基準(zhǔn)點(diǎn)觀測；一是根據(jù)工作基點(diǎn)測定觀測點(diǎn)的沉降位移，稱為觀測點(diǎn)觀測。為減少外界條件對觀測成果的影響并使觀測中

6、的系統(tǒng)誤差減到最小，觀測時(shí)，應(yīng)遵循下列要求：（1）采用相同的觀測路線和觀測方法，在基本相同的環(huán)境和條件下進(jìn)行；（2）使用固定的人員、儀器和標(biāo)尺；（3）固定設(shè)站位置。根據(jù)沉降觀測各次觀測路線相同的特點(diǎn)，在擬定第一次水準(zhǔn)測量路線時(shí)，必須顧及以后重復(fù)水準(zhǔn)測量最好是沿同一路線進(jìn)行，而且宜在基準(zhǔn)點(diǎn)觀測和觀測點(diǎn)觀測的水準(zhǔn)路線上埋設(shè)固定的置鏡點(diǎn)和立尺點(diǎn)，并作上簡易標(biāo)志，這樣既省去每次選點(diǎn)的時(shí)間，同時(shí)各次的前后視距離相同，又有利于提高觀測精度。水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測精度按工程測量規(guī)范第九章執(zhí)行，基準(zhǔn)點(diǎn)的測量采用二等變形觀測精度進(jìn)行測量，水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測的精度要求依據(jù)下表的規(guī)定執(zhí)行。水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)觀測的精度要求變形測量等級

7、相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差（mm）測站高差中誤差（mm）環(huán)線閉合差（mm）二等±0.5±0.130.30n為測站數(shù)。水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)布設(shè)為閉合環(huán)，水準(zhǔn)閉合環(huán)中相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的站數(shù)不大于12站?；鶞?zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)測量采用Trimble DINI 12電子水準(zhǔn)儀（0.3mm/km）和配套的條碼銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行作業(yè)，水準(zhǔn)測量的各項(xiàng)技術(shù)要求依據(jù)下表的規(guī)定執(zhí)行?；鶞?zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)測量技術(shù)要求變形測量等級視線長度（m）前后視距差（m）視距累計(jì)差（m）視線高度（m）基準(zhǔn)點(diǎn)間觀測站數(shù)二等300.51.50.5偶數(shù)n為測站數(shù)。相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)的高差較差不得大于1 mm，否則應(yīng)分析原因，以保證沉降變形點(diǎn)起算數(shù)據(jù)的可靠性。沉降變形

8、點(diǎn)的觀測精度按工程測量規(guī)范第九章執(zhí)行，沉降變形點(diǎn)的測量采用三等變形觀測精度進(jìn)行測量，沉降變形點(diǎn)觀測的精度要求依據(jù)下表的規(guī)定執(zhí)行。沉降變形點(diǎn)觀測的精度要求變形測量等級高程中誤差（mm）相鄰點(diǎn)高差中誤差（mm）測站高差中誤差（mm）環(huán)線閉合差（mm）三等±1.0±0.50±0.300.60高程中誤差系指沉降變形點(diǎn)相對于最近工作基點(diǎn)的高程中誤差。n為測站數(shù)。沉降變形點(diǎn)測量布設(shè)為水準(zhǔn)閉合環(huán)，每次從同一工作基點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過各觀測點(diǎn)后再閉合至該工作基點(diǎn)（即每次沉降觀測用同一個(gè)工作基點(diǎn)起算），每個(gè)閉合環(huán)測站數(shù)不多于42站。采用Trimble DINI 12電子水準(zhǔn)儀（0.3mm/

9、km）和配套的條碼銦鋼水準(zhǔn)尺進(jìn)行作業(yè)，沉降變形點(diǎn)測量的各項(xiàng)技術(shù)依據(jù)下表的規(guī)定執(zhí)行。水準(zhǔn)測量主要技術(shù)要求變形測量等級視線長度（m）前后視距差（m）視距累計(jì)差（m）視線高度（m）三等501.03.00.3為提高初始值的可靠性，沉降觀測首次觀測時(shí)，觀測次數(shù)為往返各一次。觀測順序?yàn)楹?、前、前、后。從第二次觀測開始，按單程進(jìn)行觀測。每次觀測前，均須對水準(zhǔn)觀測的儀器進(jìn)行i角檢查，水準(zhǔn)觀測儀器i角不得大于15。開始作業(yè)前或改變作業(yè)環(huán)境時(shí)（如溫差變化較大），需要將儀器在作業(yè)場地架設(shè)20分鐘后，使儀器與外界氣溫趨入一致，方可進(jìn)行觀測。觀測時(shí)，采用測傘遮擋陽光。在連續(xù)各測站上安置水準(zhǔn)儀的三腳架時(shí)，使其中兩腳與水準(zhǔn)路線的方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側(cè)和右側(cè)。儀器架站和立尺點(diǎn)的位置應(yīng)該避開有危險(xiǎn)的地方，避開震動源。每次沉降觀測應(yīng)該詳細(xì)記錄施工進(jìn)度情況。量測頻率為：115天：12次/天；1630天：1次/2天；3190天：12次/周； 91天以后：13次/月。直到三次周期觀測證實(shí)沉陷完全停止為止。3、洞內(nèi)周邊收斂觀測選用隧道收斂計(jì)進(jìn)行洞內(nèi)周邊收斂觀測，測量時(shí)，每個(gè)測點(diǎn)連續(xù)測量3次，取平均值作為本次測量值。確定初值時(shí)，同時(shí)記下當(dāng)時(shí)的溫度值，以后每次進(jìn)行收斂觀測時(shí)也同時(shí)測量環(huán)境溫度，通過溫度修正的數(shù)據(jù)才能與初始值進(jìn)行收斂變化的比較。當(dāng)采用二臺以上收斂計(jì)相互使用時(shí)，先作比較修正