淺談隧道監(jiān)控測(cè)量

摘要:以重慶路岳家溝隧道為例，對(duì)災(zāi)后重建隧道監(jiān)控測(cè)量進(jìn)行了分析、探討。

關(guān)鍵詞:隧道 監(jiān)控測(cè)量

0 引言

隧道監(jiān)控測(cè)量是新奧法施工的重要技術(shù)控制手段之一，其結(jié)果主要用于對(duì)隧道施工方法的可行性、設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，幫助施工技術(shù)人員全面了解隧道施工實(shí)際圍巖級(jí)別和變形特性，從而達(dá)到對(duì)隧道二次襯砌的施作時(shí)間的正確選擇，隧道監(jiān)控測(cè)量是保障隧道建設(shè)成功必不可少的手段。本文結(jié)合重慶路岳家溝隧道實(shí)例，對(duì)隧道監(jiān)控測(cè)量的布設(shè)、方法和頻率進(jìn)行了介紹，并對(duì)測(cè)量結(jié)果和信息反饋進(jìn)行了分析。

1 工程概況

四川“5.12”大地震后，重慶市對(duì)口支援崇州市災(zāi)后重建工程——重慶路岳家溝隧道，位于崇州市懷遠(yuǎn)鎮(zhèn)寶峰村至道明鎮(zhèn)斜陽(yáng)村之間，為一座單洞公路短隧道，其全長(zhǎng)480m。該隧道平面位置部分處于直線段上，部分處于曲線段上，屬淺埋隧道，最大埋深僅為102.5m。

地質(zhì)方面，該隧道穿越地層主要為白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化泥巖，層間結(jié)合較差，隧道穿越老場(chǎng)正斷層及羊角背斜，主要為V、Ⅳ級(jí)圍巖，地下水貧乏，無(wú)巖溶等不良地質(zhì)，但該隧道受地震影響，內(nèi)部情況不明確，且進(jìn)出口存在順層坍塌等不利因素。

2 隧道監(jiān)控測(cè)量的目的

隧道監(jiān)控測(cè)量的主要目的是提高隧道自身及其施工的安全性、修正設(shè)計(jì)參數(shù)、指導(dǎo)施工、積累建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

3 岳家溝隧道必測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)布置、測(cè)量方法及測(cè)量頻率

3.1 測(cè)點(diǎn)布置和測(cè)量方法

3.1.1 必測(cè)項(xiàng)目

3.1.1.1 施工地質(zhì)及支護(hù)狀況觀察與描述 在隧道掌子面爆破后和初噴之后，施工人員須要進(jìn)行肉眼觀察、使用地質(zhì)羅盤和錘擊檢查，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行描述和填表，記錄下圍巖中的地質(zhì)情況:巖性、巖層產(chǎn)狀、裂隙、地下水情況、圍巖完整性與穩(wěn)定性。現(xiàn)場(chǎng)可以判斷圍巖級(jí)別是否和設(shè)計(jì)情況吻合，有條件的應(yīng)采用拍照攝像，同時(shí)測(cè)量出地下水的流量;并監(jiān)控圍巖的支護(hù)效果。5～10m填寫一張圍巖施工地質(zhì)記錄卡片。

3.1.1.2 拱頂下沉測(cè)量 拱頂下沉測(cè)量是在隧道開(kāi)挖毛洞的拱頂及軸線左右各2～3m共設(shè)3個(gè)帶掛鉤的錨樁，測(cè)樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑φ42，用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定，測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩。該測(cè)量通過(guò)一個(gè)測(cè)量相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)，用精密水準(zhǔn)儀和測(cè)微器、配合銦瓦合金尺用倒尺法測(cè)量拱頂下沉。岳家溝隧道在洞頂K0+165、K0+385兩斷面(隧道里程)附近分別布設(shè)15個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

3.1.1.3 周邊收斂位移測(cè)量 隧道開(kāi)挖以后，在預(yù)設(shè)點(diǎn)的斷面，沿隧道周邊部位分別埋設(shè)測(cè)線、測(cè)樁，測(cè)樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑φ42，用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定，測(cè)樁頭設(shè)保護(hù)罩。測(cè)線每斷面布設(shè)上下2條、測(cè)樁每斷面2對(duì)共4根。采用鋼尺式周邊收斂?jī)x來(lái)測(cè)量周邊收斂變形。

3.1.2 選測(cè)項(xiàng)目 隧道選測(cè)項(xiàng)目監(jiān)控測(cè)量斷面布置圖見(jiàn)圖1。

3.1.2.1 錨桿軸力測(cè)量 錨桿軸力計(jì)安裝與拱架應(yīng)力計(jì)安裝基本相同，在錨桿待測(cè)部位并聯(lián)焊接鋼筋計(jì)，焊接時(shí)應(yīng)對(duì)軸力計(jì)采取降溫措施。

3.1.2.2 隧道洞口淺埋段的地表下沉測(cè)量 根據(jù)岳家溝隧道施工現(xiàn)狀，隧道進(jìn)出口淺埋段各布測(cè)1個(gè)地表下沉測(cè)量斷面，每個(gè)斷面各布置9個(gè)地表下沉測(cè)量點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀和測(cè)微器進(jìn)行觀察。其觀測(cè)結(jié)果與拱頂下沉對(duì)比，間接反映隧道的穩(wěn)定及隧道拱部以上圍巖的運(yùn)動(dòng)狀況。

3.1.2.3 圍巖內(nèi)部位移測(cè)量 該測(cè)量是用具有3～5點(diǎn)鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)的多點(diǎn)位移計(jì)進(jìn)行測(cè)量，每一測(cè)量斷面布設(shè)3～5組測(cè)點(diǎn)。其目的是了解隧道圍巖的松弛區(qū)、位移量及圍巖應(yīng)力分布，為準(zhǔn)確判斷圍巖的變化發(fā)展提供數(shù)據(jù)。

3.1.2.4 圍巖壓力的測(cè)量 圍巖壓力測(cè)量主要是把壓力盒布設(shè)在圍巖與初支中間，為了測(cè)圍巖壓力;另外把壓力盒布設(shè)在初支與二襯之間，為了測(cè)兩層支護(hù)間的壓力。

在測(cè)點(diǎn)布設(shè)實(shí)踐中要把測(cè)點(diǎn)分別布設(shè)在具有代表性的斷面的關(guān)鍵部位上，同時(shí)對(duì)各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào)。在埋設(shè)壓力盒時(shí)，應(yīng)該使壓力盒的受壓面朝著圍巖方向。在隧道壁面，如果測(cè)圍巖施加給噴砼層的徑向壓力時(shí)，可以用水泥砂漿把壓力盒固定在巖石面上，然后施作噴砼層，注意請(qǐng)不要使壓力盒和噴砼之間存在間隙，使得壓力盒與圍巖受壓面在一起貼緊。

圍巖壓力測(cè)試的主要是為了判斷復(fù)合式襯砌中圍巖載荷的大小，為了判斷初期支護(hù)與二次襯砌各自分擔(dān)圍巖壓力的情況。

3.1.2.5 支護(hù)混凝土內(nèi)應(yīng)力測(cè)量 支護(hù)混凝土內(nèi)應(yīng)力測(cè)量是為了了解支護(hù)襯砌內(nèi)的受力狀態(tài)。在襯砌的內(nèi)外層鋼筋中成對(duì)布設(shè)。安裝前要在主筋待測(cè)部位將鋼弦式應(yīng)力計(jì)并聯(lián)焊接上，施工中應(yīng)注意在焊接中對(duì)應(yīng)力計(jì)淋水降溫，同時(shí)對(duì)應(yīng)力計(jì)編號(hào)并記錄下應(yīng)力計(jì)型號(hào)，使用透明膠布將寫在紙上的編號(hào)粘貼在導(dǎo)線上。

3.2 測(cè)量頻率 岳家溝隧道每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)取讀數(shù)的頻率如表1

4 測(cè)量結(jié)果

隧道監(jiān)控測(cè)量中選測(cè)項(xiàng)目可根據(jù)工程實(shí)際情況選擇性的測(cè)量，而必測(cè)項(xiàng)目是為了確保在施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定和施工安全而進(jìn)行的經(jīng)常性測(cè)量工作，測(cè)量密度大，測(cè)量信息直觀可靠，它貫穿在施工過(guò)程中，對(duì)監(jiān)測(cè)圍巖穩(wěn)定、指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工有著巨大的作用。岳家溝隧道在每個(gè)洞口各布設(shè)地表下沉測(cè)線1條;周邊收斂在Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中測(cè)量斷面的間距為20～30m;在圍巖變化和各類圍巖的起始地段適當(dāng)加密，當(dāng)發(fā)生較大涌水時(shí)，V、IV、Ⅲ級(jí)圍巖測(cè)量斷面的間距縮小至5～10m。該工程中拱頂下沉每斷面為3個(gè)測(cè)點(diǎn)、周邊收斂每斷面為上下2條測(cè)線。因其它測(cè)量項(xiàng)目都較易理解和操作，測(cè)量結(jié)果也較直觀，因此下面只對(duì)拱頂下沉監(jiān)測(cè)和周邊收斂監(jiān)測(cè)重點(diǎn)說(shuō)明。

4.1 拱頂下沉監(jiān)測(cè) 從監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，拱頂下沉量均未超出規(guī)范值。在新奧法施工中，拱頂下沉初期增速較快，一周后增速有所緩慢，隨后慢慢出現(xiàn)基本穩(wěn)定趨勢(shì)，拱頂下沉累計(jì)值與時(shí)間的關(guān)系變化曲線主要是拋物線見(jiàn)圖2。

4.2 周邊收斂監(jiān)測(cè) 從監(jiān)測(cè)的情況來(lái)看，周邊收斂量基本上都比較穩(wěn)定，變形穩(wěn)定時(shí)間一般在1~2周內(nèi)，周邊收斂變化曲線主要是拋物線見(jiàn)圖3。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道的監(jiān)控測(cè)量是保障隧道建設(shè)成功的重要手段。目前隧道的監(jiān)控測(cè)量技術(shù)得到了很大發(fā)展，監(jiān)測(cè)內(nèi)容也逐漸豐富，但是因?yàn)樗淼朗┕さ奈粗院筒淮_定性，也存在許多有待改進(jìn)的地方值得我們不斷探索與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn):

[1]交通部《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042-94).

[2]重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院岳家溝隧道兩階段施工圖設(shè)計(jì)文件.