監(jiān)控量測在馬尾寨隧道施工中的應(yīng)用

1、監(jiān)控量測在馬尾寨隧道施工中的應(yīng)用胡曙光1，2,杜宇飛1，2（ 1、江西省高等級公路管理局 江西 南昌 330000）（2、江西贛粵工程公司 江西 南昌 330000）摘 要：監(jiān)測量測是隧道新奧法施工中的重要內(nèi)容，本文以石吉高速馬尾寨隧道進口施工為例，介紹了隧道監(jiān)控量測的方法，闡述了監(jiān)控量測對指導(dǎo)施工的意義。關(guān)鍵詞：隧道工程；監(jiān)控量測；馬尾寨隧道；施工；應(yīng)用0 前 言新奧法作為一種全新的隧道施工概念，其基本原理是運用各種手段 (開挖方法弱爆破，支護形式早封閉，監(jiān)控量測勤量測)抑制圍巖變形，最大限度地發(fā)揮圍巖自身的承載能力使隧道施工更安全、更經(jīng)濟。而隧道經(jīng)濟性與安全性就是通過現(xiàn)場監(jiān)控量測所獲得的圍

2、巖、支護系統(tǒng)的應(yīng)變和應(yīng)力信息及時反饋并應(yīng)用于隧道設(shè)計和施工中來實現(xiàn)的。隨著新奧法(NATM)在隧道施工中的廣泛運用，現(xiàn)場監(jiān)控量測作為新奧法的靈魂也越來越得到了廣泛的重視。因此，快速、準確地進行現(xiàn)場監(jiān)控量測和信息反饋是應(yīng)用新奧法施工的關(guān)鍵。隧道監(jiān)控的作用有以下幾點：1、通過施工和環(huán)境監(jiān)測進行信息反饋及預(yù)測預(yù)報， 優(yōu)化施工組織設(shè)計，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項目的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。 2、掌握圍巖動態(tài)，了解支護結(jié)構(gòu)在不同工況時的受力狀態(tài)和應(yīng)力分布，對圍巖穩(wěn)定性作出評價。 3、驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)，評價支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安全性，確定支護時間 。 1 馬尾寨隧道概

3、況石吉高速公路馬尾寨隧道位于寧都縣固村鎮(zhèn)白城坑村西南，為一分離式隧道，起止樁號為K29+015K29+915，左線全長820m，右線全長860m，由江西省贛粵工程公司承建。本隧道右線出口段主要為變余砂巖和花崗斑巖，且有密集的裂隙帶經(jīng)過該段，巖體破碎，產(chǎn)狀16080，為反向坡，仰坡相對穩(wěn)定，巖體破碎結(jié)構(gòu)為主，強度較低，遇水易軟化，節(jié)理裂隙發(fā)育 ， 自穩(wěn)能力差，且?guī)r性變化較大，如施工工藝不當(dāng)易造成圍巖失穩(wěn)， 甚至可能發(fā)生大塌方，給工程帶來不可彌補的經(jīng)濟和時間損失，因此實施隧道圍巖現(xiàn)場監(jiān)控量測具有重要的意義 。 2 監(jiān)控量測根據(jù)石吉高速公路馬尾寨隧道的地質(zhì)、水文特征以及新奧法施工中所需信息，并結(jié)合項

4、目業(yè)主要求，本次監(jiān)控量測主要內(nèi)容如下表1所示：表1 馬尾寨隧道檢測內(nèi)容編號項目名稱要求和目的監(jiān)測頻率1地質(zhì)和支護狀況觀察對巖性、巖層的產(chǎn)狀及結(jié)構(gòu)面進行描述，觀察記錄支護結(jié)構(gòu)裂縫每天早晚各一次2拱頂下沉測量監(jiān)控拱頂下沉，了解斷面變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性1-15天內(nèi)每天兩次，16-1月每兩天一次3周邊收斂量測用周邊收斂儀量測，判斷兩側(cè)壁水平相對位移情況及變化趨勢1-15天內(nèi)每天兩次，16-1月每兩天一次4地表裂縫測量監(jiān)控邊坡仰坡變形，判斷坡體穩(wěn)定性每天一次2.1 地質(zhì)和支護狀況觀察11月19日，馬尾寨隧道右線正式進洞，進洞后即對初襯、掌子面圍巖以及邊仰坡進行了詳細的觀察和記錄。掌子面圍巖基本

5、為全風(fēng)化花崗巖，巖體特別破碎，22日，隧道進洞13m，套拱右側(cè)出現(xiàn)壓裂，仰坡出現(xiàn)裂縫。2.2 凈空變化、拱頂下沉和地表下沉量測凈空變化、拱頂下沉和地表量測為必測項目，應(yīng)設(shè)置在同一個斷面上，如圖1所示，A點為拱頂下沉量測點，其余為周邊位移測點，在全斷面施工段用1布置，臺階開挖地段采用2布置。2.3 地表裂縫量測馬尾寨隧道右洞出口仰坡特別陡峭，在坡體開挖后容易發(fā)生塌方甚至滑坡。進洞后，23日在坡頂發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，延伸約20m。故于24日在已開裂部位進行了裂縫寬度變化量測，測點布置如圖2所示，每天分別測量A-A、B-B、C-C的寬度，通過對寬度的分析了解邊仰坡的穩(wěn)定性。3 對量測結(jié)果的分析3.1 地質(zhì)

6、情況和支護結(jié)構(gòu)觀察分析11月19日進洞后，23日邊仰坡出現(xiàn)一條長20m，寬5mm，深0.5m的裂縫，套拱左側(cè)出現(xiàn)明顯的壓裂縫。3.2 對周邊收斂和拱頂下沉數(shù)據(jù)的分析圖1 測點布置圖圖2 坡頂裂縫測點布置圖圖3 收斂值曲線（0.01mm）圖4 收斂速度曲線（0.01mm）圖5 拱頂下沉曲線（mm）圖6 拱頂下沉速度曲線（mm）水平收斂值曲線顯示右洞自進洞以來共產(chǎn)生2mm左右的水平位移，收斂速度曲線顯示23日、28日變形速度最大，分析原因系進洞后防護未能及時跟進，邊仰坡小幅滑動所致；30日后，坡體經(jīng)過變形調(diào)整趨于穩(wěn)定，隧道水平變形速度明顯減緩。拱頂下沉曲線顯示至12月5日為止共產(chǎn)生了約2.5cm的

7、沉降，下沉速度曲線顯示在11月27日到28日變形最大為1.5cm，時間和水平收斂變形速度最大值時間基本一致，主要還是由于坡體下滑引起的。3.3 對地表裂縫量測結(jié)果的分析對邊仰坡裂縫的監(jiān)測結(jié)果如下表2所示，另裂縫寬度變化速度曲線如圖7所示：表2 裂縫監(jiān)測記錄表時間ABC讀數(shù)變化值變化速度讀數(shù)變化值變化速度讀數(shù)變化值變化速度11月24日25.2021.8020.9011月25日26.61.41.423.11.31.3232.12.111月26日27.52.30.923.92.10.8243.1111月27日28.83.61.324.62.80.724.73.80.711月28日29.13.90.3

8、26.24.41.626.35.41.611月29日30.14.91275.20.827.16.20.811月30日31.261.127.45.60.427.66.70.512月1日31.76.50.527.75.90.327.86.90.2累計變形6.55.56.9圖7 裂縫寬度變化速度曲線監(jiān)測結(jié)果顯示自隧道進洞以來，坡體頂端產(chǎn)生了一道寬約6cm的裂縫，但隨著坡體的滑動變形，經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整，12月后坡體變形速度減小，已趨于穩(wěn)定。3.4 其他說明馬尾寨隧道自進洞以來，安全狀況始終受到業(yè)主、監(jiān)理和施工單位的普遍關(guān)注，鑒于已經(jīng)出現(xiàn)的套拱裂縫和邊仰坡滑移以及當(dāng)前的地質(zhì)狀況，決定對隧道進口邊仰坡進行加固

9、處理，處理措施如下：（1）邊仰坡套拱前5m，后15m范圍內(nèi)自拱頂至裂縫采用42導(dǎo)管注漿，導(dǎo)管長度2m，間距1m，梅花狀布置；（2）套拱頂采用砂袋碼砌，成斜坡狀用以抵消左側(cè)山體偏壓；（3）洞內(nèi)20m范圍內(nèi)增加臨時鋼支撐，間距2m。在確定處理方案后，施工方于12月4日即對邊仰坡以及隧道初襯進行了加固，此后現(xiàn)場檢查和監(jiān)控量測結(jié)果均顯示隧道及邊仰坡趨于穩(wěn)定。截止12月15日，馬尾寨隧道右線已掘進62m，順利實現(xiàn)了安全進洞。4 結(jié) 語監(jiān)控量測是新奧法施工的重要內(nèi)容，馬尾寨隧道右線出口段的施工說明，監(jiān)控量測完全可以在整個隧道施工過程中起到了“眼睛”作用。通過這雙眼睛，可以對圍巖和支護系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)做出判斷

10、，并可為初期支護和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。參考文獻：1劉鶴冰劉鶴冰,郭慶.小金口隧道圍巖內(nèi)變形的監(jiān)控和量測J.四川建筑，2004，(02).2林在庚林在庚.新奧法隧道監(jiān)控量測施工實踐J.科技信息(科學(xué)教研),2007,(13).3蔣樹屏蔣樹屏,林勇.公路隧道量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)及其工程應(yīng)用J. 現(xiàn)代隧道技術(shù), 2001,(06).4溫玉輝溫玉輝.公路隧道施工監(jiān)控量測手段及測試元件埋設(shè)方法J. 鐵道建筑技術(shù), 2006,(02).5胡時友胡時友，姜昭群.圍巖監(jiān)控量測技術(shù)在淺埋大斷面公路隧道中的應(yīng)用J. 探礦工程(巖土鉆掘工程), 1994,(02)6譚華,尉自斌.甘肅省寶天高速公路隧道群監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)J.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版), 2008,(0