監控量測在新建隧道下穿既有隧道施工中的應用

摘要：新建秦嶺翠華山隧道下穿既有線小峪隧道段圍巖為Ⅲ級圍巖，離既有隧道巖層凈距離較短（約8米）。新建隧道下穿既有線隧道交叉段長度為26.1米，新建隧道下穿既有線隧道施工時，圍巖受運營列車振動影響，造成洞身開挖后圍巖的穩定性較差，為確保隧道施工安全，快速高效的通過下穿段；在下穿既有隧道施工過程中，采取圍巖監控量測，以精確掌握既有隧道沉降，確保既有線路運營安全同時提高經濟效益。

關鍵詞：監控量測 施工 應用

1 工程概況

翠華山隧道是西康二線重點控制性工程，位于西安市長安區，起訖里程為D1K65+807～D1K77+078，全長11271米。翠華山隧道介于既有線K64+300～K67+700之間。隧道進口段在D1K66+298處下穿既有西康線小峪隧道，（交叉點在既有線隧道內的里程為K64+910），隧道中線與既有小峪隧道中心線夾角為29°23？蒺28”，新建隧道與既有隧道間巖層凈距約8m（詳見平面關系圖和斷面示意圖）。

既有線小峪隧道K64+710～+780段位于半徑R=800m曲線上，隧道凈寬5.5m，左邊墻離左邊鋼軌1.8m，右邊墻離右邊鋼軌2.14米。（見下圖）

新建秦嶺翠華山隧道下穿既有線小峪隧道段圍巖為Ⅲ級圍巖，離既有隧道巖層凈距離較短（約8米）。新建隧道下穿既有線隧道交叉段長度為26.1米，新建隧道下穿既有線隧道施工時，圍巖受運營列車振動影響，造成洞身開挖后圍巖的穩定性較差，為確保隧道施工安全；新建隧道在下穿既有線隧道施工過程中，采取圍巖監控量測，以精確掌握既有隧道沉降，確保既有線路運營安全。

2 監控量測應用

新建隧道臨近既有隧道施工，為保證新建隧道及既有隧道安全必須嚴格按照設計及有關要求對新建和既有隧道做好監控量測工作，以指導施工，及時排除隧道安全隱患。

2.1 圍巖監控量測流程

2.2 測點布置和量測方法

2.2.1 既有隧道監控量測

既有小峪隧道K64+710～K64+780上跨新建隧道段每10米邊墻設1對凈空收斂量測點及在隧底左右兩側各設一個隧底沉降監控量測點（局部必要時進行加密）。

2.2.2 新建隧道監控量測點

凈空收斂量測斷面間距根據圍巖類別、埋置深度等具體情況，結合規范要求確定， 5m設一個量測斷面。每個斷面設兩條測量基線，其點位布設見圖2.2。拱頂下沉量測與凈空收斂量測在同一斷面內進行，測點設于拱頂中部。（見圖2.2）

2.2.3 監控量測方法

①凈空收斂量

凈空變化測線在橫斷面上，以水平基線量測為主。斜基線量測作為輔助測試手段，量測方法按下列程序：

a裝設測點，測點可用自制專用接頭鋼筋埋入砼中，保證牢固，并在施工時保護，防止損壞。

b初始觀測值量測：在測試點安裝完成后，在最短時間內完成第一次測試；測試時，收斂儀與測點連接好，擰緊鋼尺，壓緊螺帽并記下鋼尺孔位讀數，旋緊螺旋加力至某一刻度，記下百分表讀數，然后將旋松螺旋，再旋緊至同一刻度復測3次，取其平均值作為初始觀測值。

c日常監測：隧道施工過程中，按規范要求的頻率進行日常監測工作，及時收集圍巖變形信息，指導隧道施工。

②既有隧道隧底沉降及新建隧道拱頂下沉量測

既有隧道隧底沉降、新建隧道拱頂下沉量測與相應的凈空收斂量測在同一斷面內進行，新建隧道拱頂下沉量測測點一般設于拱頂中部，用水準儀測定其下沉量。當地質條件復雜、下沉量較大或存在較大偏差時，還可在拱腰和基底布設測點，作為輔助控制量測。拱頂下沉量測方法見圖4.3。

③監控量測頻率

既有線隧道及新建隧道在開挖爆破后必須進行監控量測，當無爆破作業時監測頻率至少1 次/1天。

2.3 數據分析與反饋

2.3.1 監測數據的處理

現場監控量測所得數據，及時進行分析計算，繪制出凈空收斂、拱頂下沉、隧底沉降時態曲線及與開挖面距離之間的關系圖，判斷變形趨勢，與控制預警值的比較，判斷、評價結構的安全性。對于超過安全預警值的，及時采取措施，修正施工參數和優化設計。

2.3.2 信息反饋

將上述計算分析結果及時反饋于與施工有關部門，指導施工。信息反饋程序見圖4.4。對于監測中總結形成的成果，要向監理及設計單位提交書面成果報告和技術總結。

2.3.3 根據反饋信息所采取的措施

量測結果作為確定施工方案的依據，對隧道的正常施工和日常管理工作具有重要意義。施工中除了根據所反饋的信息修正施工方案和支護參數外，還對制定施工現場管理計劃有關。工地施工管理等級參照表。

2.3.4 既有隧道監控量測處理

既有隧道凈空變化0.2mm以上及隧底下沉2mm以上時立即采取臨時鋼架加固。

3 總結

由于隧道工程的特殊性、復雜性和隧道圍巖的不確定性，對隧道圍巖及支護結構進行監控量測是保證隧道工程質量、安全的必不可少的手段。通過量測，及時對新建隧道及既有隧道圍巖失穩趨勢的區段提供了預報，為現場施工及時調整支護參數以及合理確定二次襯砌時間提供了可靠的科學依據。通過大量量測發現隧道開挖及初期支護后圍巖基本上穩定，于是建議及時施作二次襯砌。同時由于監控措施得當，及時的指導施工，從而保證了隧道施工的安全、經濟，收到了良好的效果。但由于監控量測工作是一項具體而又復雜的工作，在實際過程中尚需不斷積累經驗和完善相關理論，因此，對隧道監控量測及數據的整理分析及應用應該做好以下幾點：

①監控量測內容的選擇，量測斷面位置選擇和量測測點的布置；②監控量測數據的采集和施工狀態變化情況緊密結合，分析數據變化和施工狀態的關系；③量測數據的應用，量測數據變化的準確分析和判斷，量測的及時反饋，指導設計、施工和修改支護參數；通過監控量測保證隧道安全，預防隧道塌方。

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