砂質(zhì)黏土隧道施工監(jiān)控量測(cè)分析

李博達(dá)

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽 111000）

1 工程案例概況

某隧道屬分離式隧道，隧道起止樁號(hào)為左幅全長320 m、右幅全長350 m。隧道左幅最大埋置深度約為58.6 m，隧道右幅最大埋置深度約為60.2 m，隧道左、右幅測(cè)中線之間的間距為40 m。洞口段圍巖以砂質(zhì)黏土為主，基巖以砂巖、泥巖、粉砂巖為主。基巖風(fēng)化程度不均，差異風(fēng)化明顯，各巖層力學(xué)性質(zhì)差異較大，隧道區(qū)各巖（土）層間變化較為復(fù)雜，層次厚度及水平延伸不穩(wěn)定，從而造成各土層的均勻性差，綜合判定為不良地質(zhì)。

2 隧道施工難點(diǎn)

隧道穿越洞口段堆積層、風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、泥巖地層，圍巖級(jí)別較低，不良地質(zhì)情況主要有涌水、完整性較差。隧道洞口段存在淺埋段與偏壓，洞頂覆蓋層主要為碎石土，圍巖條件差，開挖易坍塌。隧道圍巖級(jí)別為V 級(jí)、IV 級(jí)，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、隧道防坍塌、防大變形是施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本隧道施工測(cè)量控制是本工程的重點(diǎn)。隧道施工時(shí)的棄渣、污水及建筑垃圾應(yīng)遠(yuǎn)運(yùn)排放，施工時(shí)做好組織管理，確保施工環(huán)保、水保要求達(dá)到業(yè)主和地方政府的標(biāo)準(zhǔn)。

3 砂質(zhì)黏土隧道施工監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容及方法

3.1 明確監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容

結(jié)合該隧道施工情況，為保證砂質(zhì)黏土隧道施工可以順利完成，首先應(yīng)明確監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容。在砂質(zhì)黏土隧道施工中，隧道內(nèi)部邊墻是否出現(xiàn)沉降、邊墻水平收斂效果如何以及地表是否發(fā)生沉降等情況，都關(guān)系到施工建設(shè)的順利推進(jìn)，在實(shí)際監(jiān)控量測(cè)的過程中應(yīng)將以上內(nèi)容作為量測(cè)重點(diǎn)。

3.2 選擇合適的監(jiān)控量測(cè)方法

砂質(zhì)黏土隧道施工中需要關(guān)注的監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容有很多，在實(shí)際實(shí)施過程中應(yīng)根據(jù)內(nèi)容的不同選擇不同的量測(cè)方法。

首先，在監(jiān)控量測(cè)邊墻有無沉降與水平收斂情況的過程中，應(yīng)采用每隔10 m 設(shè)置一個(gè)洞內(nèi)檢測(cè)斷面的方式進(jìn)行，同時(shí)為各個(gè)檢測(cè)斷面設(shè)置好編號(hào)，以便在監(jiān)控中記錄發(fā)生的現(xiàn)象。在實(shí)際監(jiān)控量測(cè)的過程中，還需要選擇好量測(cè)工具，量測(cè)邊墻是否出現(xiàn)沉降時(shí)可以用水準(zhǔn)儀、測(cè)微儀以及鋼尺等，并借助閉合導(dǎo)線完成多次觀測(cè)。隨著這些工具的應(yīng)用，可以有效提升監(jiān)控量測(cè)精準(zhǔn)性，如測(cè)微儀的應(yīng)用，可以將測(cè)量精度精確到0.1 mm，一般可以將測(cè)量誤差控制在0.5 mm 以下。而在邊墻收斂檢測(cè)中則可以用收斂儀，隨著這些收斂儀的應(yīng)用至少可以將量測(cè)精準(zhǔn)度提升到0.1 mm 左右。為保證觀測(cè)效率，在實(shí)際利用監(jiān)控量測(cè)工具的過程中還要控制還觀測(cè)頻率，觀測(cè)頻率多與位移速度有關(guān)，在位移速度≥1.0 mm/d 時(shí)，觀測(cè)頻應(yīng)保持在1 次/d；如果位移速度為0.1～0.5 mm/d，那么觀測(cè)頻率應(yīng)控制在1 次/7 d 左右。采用這樣的控制方式與觀測(cè)頻率，可以有效提升量測(cè)效果。在監(jiān)控量測(cè)的過程中為保證檢測(cè)效果，還需要加大對(duì)沉降速度與收斂速度的關(guān)注，如果在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)邊墻沉降速度在0.1 mm/d 以下、收斂速度在0.15 mm/d 以下時(shí)，意味著圍巖多處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)便可終止觀測(cè)。

其次，在地表下沉量測(cè)中，可以根據(jù)實(shí)際情況布置好監(jiān)測(cè)斷面，通常情況下至少要布置5 個(gè)。然后在設(shè)置中心點(diǎn)的過程中最好將其設(shè)置在隧道中心線上。為進(jìn)一步做好工作推進(jìn)，還需要加大對(duì)監(jiān)測(cè)斷面高程變化的重視，這樣可以及時(shí)獲得各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)是否出現(xiàn)了沉降的情況，也可以在第一時(shí)間掌握沉降值。在獲取量測(cè)精度的過程中應(yīng)將測(cè)量精度精確到0.1 mm 左右，且將觀測(cè)誤差控制在0.5 mm 左右。在對(duì)地表下沉進(jìn)行量測(cè)的過程中所選用的工具可以與邊墻沉降監(jiān)控量測(cè)中的所使用的工具相同，在觀測(cè)頻率的控制上也與邊墻沉降監(jiān)控量測(cè)相一致，唯一不同的是，在發(fā)現(xiàn)沉降速度低于0.1 mm/d 時(shí)可終止觀測(cè)，這樣也可以保證量測(cè)效果良好。

4 砂質(zhì)黏土隧道施工監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析

4.1 邊墻沉降與水平收斂監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析

通過以上監(jiān)控量測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，由于在監(jiān)控量測(cè)中各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)無論是在地質(zhì)上還是在所選用的施工方法上都十分相似，也就決定了其變化規(guī)律基本相同。同時(shí)在研究中還發(fā)現(xiàn)，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間很少會(huì)發(fā)生變形的情況，隨著時(shí)間的延長，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)間也基本會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是在開挖后的10～12 d 這種情況日益明顯。與此同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)斷面的收斂值始終處于較小狀態(tài)，隧道橫向變化相對(duì)較小，圍巖對(duì)邊墻的影響也不大，各個(gè)邊墻的沉降基本處于相同狀態(tài)。隨著相關(guān)工作人員加大了對(duì)砂質(zhì)黏土隧道特殊性質(zhì)的關(guān)注，選用合適的施工工藝與方法，并借助相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，使得隧道最初階段的支護(hù)剛度都得到有效提升，變形幅度與范圍也不大，再加上受初支結(jié)構(gòu)等因素的影響，使得錨桿形成一體化，這在一定程度上也增強(qiáng)了受力的整體性。

4.2 地面下沉監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析

通過對(duì)地面下沉監(jiān)控量測(cè)的研究可以發(fā)現(xiàn)，如果地表在隧道施工中出現(xiàn)變形，那么隧道走向便會(huì)發(fā)生變化，然而在分析監(jiān)控量測(cè)結(jié)果的過程中可以發(fā)現(xiàn)，隧道上方地面并沒有發(fā)生沉降，而在隧道正上方的觀測(cè)點(diǎn)中卻發(fā)現(xiàn)了沉降變形痕跡。如某工程中便應(yīng)用了以上方法，每個(gè)觀察點(diǎn)都發(fā)生了一定的沉降，但范圍并不大，基本處于11.5 mm 左右。由此可見，該隧道整體狀態(tài)相對(duì)較好。同時(shí)，隨著時(shí)間的延長，沉降幅度相對(duì)于以往有所減少。另外在研究中發(fā)現(xiàn)，在開挖面不斷向前推進(jìn)的過程中，沉降速度在一定程度上會(huì)減小，在開挖面距地表測(cè)點(diǎn)14 m 左右時(shí)可獲得最大沉降量，同時(shí)呈現(xiàn)基本穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)繼續(xù)沉降。一般在圍巖含水量逐漸減小的情況下，承載能力會(huì)有所提升，各個(gè)隧道之間的距離也會(huì)因此增大，這樣地表沉降量在一定程度上會(huì)下降。

5 隧道施工監(jiān)控質(zhì)量提升對(duì)應(yīng)措施

隧道施工監(jiān)控質(zhì)量提升應(yīng)該做好以下措施。

（1）應(yīng)嚴(yán)格按照審批后的施工方案進(jìn)行施工，監(jiān)控部對(duì)圍護(hù)樁及止水樁施工過程進(jìn)行監(jiān)控，確保樁長穿過砂層及淤泥（淤泥質(zhì)土）層進(jìn)入不透水層不少于1.5 m。遇違規(guī)施工立即進(jìn)行制止，要求施工方整改，并以聯(lián)系單的形式上報(bào)地保辦與業(yè)主。

（2）基坑開挖前，應(yīng)采取有效檢測(cè)措施檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，且達(dá)到止水效果，方可進(jìn)行基坑開挖，并且密切關(guān)注監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化情況，確保基坑開挖施工安全。

（3）鑒于隧道受水位下降影響較大，督促施工單位應(yīng)采取有效措施，嚴(yán)格控制控制地下水位變化，不得大量抽排地下水，必要時(shí)補(bǔ)充地下水回灌預(yù)案。做好隧道的防水措施，確保變形縫、后澆帶的止水效果，確保隧道結(jié)構(gòu)周圍地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

（4）在基坑土方開挖過程中嚴(yán)格按已審批通過的施工方案進(jìn)行施工，必須要遵循“先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。在開挖過程中，嚴(yán)格控制開挖深度，開挖面（底部）標(biāo)高不得突破原有圍護(hù)樁頂標(biāo)高，并保證開挖過程中隧道上部不少于4 m 覆土厚度的雙層控制標(biāo)準(zhǔn)。密切關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏水情況，若出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)采取有效的處理措施。

（5）合理安排施工進(jìn)度，在保證施工質(zhì)量和施工安全的前提下，快速施作現(xiàn)澆槽盒結(jié)構(gòu)并回填土方，以降低土方開挖誘發(fā)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響。

（6）督促施工單位制定隧道開挖施工的應(yīng)急預(yù)案，施工前準(zhǔn)備應(yīng)急物資，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案搶險(xiǎn)措施。監(jiān)控部協(xié)助業(yè)主、監(jiān)理等各方對(duì)施工單位應(yīng)急物資進(jìn)行檢查。

6 總結(jié)

研究發(fā)現(xiàn)，地表沉降對(duì)圍巖穩(wěn)定性判別的影響較大。為進(jìn)一步了解這一特征，有必要聯(lián)系實(shí)際情況布置好隧道走向，然后確定好觀測(cè)點(diǎn)，通過研究發(fā)現(xiàn)，在砂質(zhì)黏土隧道施工中最容易出現(xiàn)沉降的位置為隧道正上方，隨著高度的降低，沉降發(fā)生幾率也會(huì)降低。所以，在砂質(zhì)黏土隧道施工建設(shè)中應(yīng)加大對(duì)隧道正上方和兩側(cè)墻體的重視，以保證砂質(zhì)黏土隧道施工建設(shè)順利完成。