監控量測技術在淺埋黃土隧道中的應用

孫原超 林 康 方 宇 向袁峰

(湖北省路橋集團有限公司，湖北 武漢 430056)

1 工程概況

桑科隧道自東向西穿越大夏河右岸山體，隧道右線起訖樁號K37+636～K38+206，總長570 m，左線起訖樁號ZK37+656～ZK38+242，總長586 m，屬雙洞巖質中隧道。隧道穿越大夏河右岸山體，最大埋深約100 m。王格爾塘端洞口巖性為坡洪積角礫，稍密，稍濕，粗顆粒多為狀板巖碎屑，粉性土充填，夾粉砂層或透鏡體，土含量高，土石等級為Ⅲ級硬土，無自穩能力，洞室開挖易坍塌；夏河端洞口巖性為沖積黃土，淺黃色，以砂質黃土為主，孔隙較發育，中密，土石等級為Ⅲ級硬土，圍巖自穩能力較差，淺埋段易坍塌。

2 監控量測方案

為確保桑科隧道施工的順利進行，現場使用TS09 plus全站儀與JSS30A型收斂儀(如圖1,圖2所示)對隧道進行周邊收斂量測及拱頂下沉量測工作。

TS09 plus全站儀與JSS30A型收斂儀的主要技術指標與特點見表1。

表1 TS09 plus全站儀與JSS30A型收斂儀的技術性能與特點

2.1 周邊收斂測量

1)不同圍巖等級條件下測量斷面間距與測點設置數不盡相同，應根據實際情況設置[3,4]。Ⅲ級圍巖下斷面間距一般設置為30 m～50 m，設置1條基線與1個測點；Ⅳ級圍巖下斷面間距一般設置為10 m～30 m，設置1條基線與1個測點；Ⅳ級以上圍巖下斷面間距一般設置為5 m～30 m，設置1條～2條基線與1個～3個測點，隧道收斂測線布置見圖3。

2)量測頻率根據位移速度可分為5個等級，量測頻率的選取同時也應考慮測量面與掌子面的距離。

3)量測數據在初期具有較大波動，測點要及時埋設，應在爆破之后24 h內進行量測，并在下次爆破前獲取量測數據。

2.2 拱頂下沉量測

拱頂下沉量測斷面間距及測點數量、測量頻率與測量點埋設時間設置均與周邊收斂測量一致。

2.3 監測測點的埋設與保護

將反射膜面粘貼焊接在鋼支撐上的鋼板，安裝測量測點埋設如圖4，圖5所示，噴射混凝土時應保護好反射膜片，防止預埋件受損。

3 監控量測結果

2019年7月23日～8月23日對桑科隧道ZK37+804，ZK37+830，YK37+735，YK37+760樁號斷面位置的周邊位移和拱頂下沉點進行監測，斷面拱頂下沉與周邊位移時態曲線見圖6～圖13，結果匯總見表2。

由圖6～圖13可知，不同測線測得的拱頂下沉與周邊位移的時態曲線隨時間的變化趨勢基本一致，前期增長緩慢，中期增長速率變快，后期達到收斂值，趨于穩定。監測結果如表2所示，拱頂下沉、周邊位移收斂值均小于規范規定的允許值，圍巖處于基本穩定狀態，可正常施工。

表2 桑科隧道拱頂下沉、周邊位移數據匯總

4 結語

桑科隧道屬典型的淺埋黃土砂質隧道，圍巖自穩能力差，淺埋段易坍塌，給現場施工帶來了極大的安全隱患，針對這一問題，制定了一套科學合理的監控量測方案，通過現場連續監測，可為后續施工提供指導。