監(jiān)控量測(cè)在隧道施工階段的應(yīng)用

1、監(jiān)控量測(cè)在隧道施工階段的應(yīng)用 摘要：本文根據(jù)隧道的地質(zhì)情況、施工組織特點(diǎn)，論述了監(jiān)控量測(cè)具體的實(shí)施過程以及與設(shè)計(jì)、施工的關(guān)系。 關(guān)鍵詞：隧道；監(jiān)控量測(cè)；應(yīng)用1、前言隨著我國改革開放不斷深化，國經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，在山區(qū)公路建設(shè)中突破過去傳統(tǒng)的修路思想，不采取盤山繞行，不破壞沿線生態(tài)環(huán)境，不增長(zhǎng)公路里程。用設(shè)置隧道避免因采取高邊坡路基帶來的滑坡、塌方、滾石、泥石流等自然災(zāi)害，確保了行車的安全可靠，亦縮短了行車時(shí)間，同時(shí)又適應(yīng)了建設(shè)與自然的和諧發(fā)展。為了適應(yīng)公路隧道大規(guī)模建設(shè)發(fā)展的需要，提高公路隧道設(shè)計(jì)、施工水平，確保安全運(yùn)營，給今后隧工程的建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)，在某特長(zhǎng)公路隧道（上、下線總長(zhǎng)分別為：3373、

2、3344米）中進(jìn)行施工期的監(jiān)控量測(cè)。隧道位于云貴高原西部橫斷山脈南緣哀牢山主峰元江水系和阿墨江水系分水嶺的坡麓地帶，路線海拔高程16002080米，相對(duì)高差400多米，地區(qū)年平均降雨量1350毫米。隧道屬上三迭統(tǒng)一碗水組，少量屬路馬組T31地層，巖性比較復(fù)雜，硬巖有：板巖、含炭質(zhì)板巖、弱變質(zhì)灰?guī)r、超極性浸入巖。軟巖有：砂巖、泥巖。由于受哀牢山大斷裂及次一級(jí)構(gòu)造的影響，隧道基本上出露灰黑和深黑色板巖、炭質(zhì)板巖表層強(qiáng)風(fēng)化破碎。圍巖范圍內(nèi)板巖基本上呈弱風(fēng)化碎塊狀或大塊狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育不均勻風(fēng)化，容許承載力約1500Kpa；弱變質(zhì)深灰色灰?guī)r及超基性侵入巖為弱風(fēng)化大塊狀，容許承載力約2000Kpa；隧

3、道圍巖出現(xiàn)的淺色砂巖和紫紅色泥巖屬軟巖，容許承載力約1000Kpa.地表覆蓋層以第四系殘坡積層為主，為灰褐色亞粘土夾碎石、碎石土，容許承載力約250Kpa，覆蓋層對(duì)隧道進(jìn)出口及穿過河谷地帶時(shí)有影響。隧道巖體受構(gòu)造及巖漿侵入活動(dòng)的影響，節(jié)理裂隙較發(fā)育，透水性較強(qiáng)，地表因河谷切割較深，地下水向溝谷迅速排泄，由于隧道中段頂部為哀牢山分水嶺，南溪河之源頭，又有三條地表常流水匯入，而且兩次穿過南溪河，基巖裂隙接受大氣降水、地表水和其它水源的補(bǔ)給，水力梯度大，排泄移運(yùn)速度快，所以，隧道地下水較為豐富。2、監(jiān)控量測(cè)概況2.1量測(cè)項(xiàng)目名稱、要求和目的根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ04294）及施工圖

4、中有關(guān)要求。2.2監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目的選擇結(jié)合隧道工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的勘測(cè)設(shè)報(bào)告，我們經(jīng)分析研究，首先擬定了監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目與隧道圍巖巖性、地下水關(guān)系，作為確立施工期實(shí)施具體監(jiān)測(cè)工作的基本準(zhǔn)則。施工期間，依據(jù)隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及掌子面所揭露的圍巖、地下水情況，確立監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。原則上每類圍巖至少要布置210個(gè)項(xiàng)目較為全面的監(jiān)測(cè)斷面，至于選幾個(gè)合適，要視監(jiān)測(cè)結(jié)果而定。在圍巖發(fā)生突變處增設(shè)了監(jiān)測(cè)斷面和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。通過監(jiān)測(cè)儀器能夠較詳細(xì)的了解到圍巖受施工影響的變形規(guī)律，才能判斷施工措施是否合理、設(shè)計(jì)方案是否經(jīng)濟(jì)科學(xué)。3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理首先，在開工之初或施工至上次同類地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的樁號(hào)附近，立即進(jìn)行下一循環(huán)的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)

5、。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)采取GPR地質(zhì)雷達(dá)配合TSP203進(jìn)行中長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)，GPR地質(zhì)雷達(dá)每次可以預(yù)報(bào)前方20米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，而TSP203每次可以預(yù)知前方150米圍內(nèi)的圍巖及地下水情況。通過以上兩種方法的預(yù)測(cè)，可以準(zhǔn)確地了解前方將要遇到的圍巖狀況及地下水情況，從而為我們制定具體的施工組織準(zhǔn)備贏得了時(shí)間，使得施工計(jì)劃的制定更加科學(xué)；同時(shí)也為設(shè)計(jì)方案的完善提供了更加可靠的參考資料。 其次，通過對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析，可以預(yù)知圍巖的變形趨勢(shì)以及支護(hù)方案的可靠性、施工措施的合理性。在隧道的具體實(shí)踐中，我們采取以圍巖周邊位移和拱頂下沉作為基本參考量，兼顧其它項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)結(jié)果為輔助，進(jìn)行綜合分析。根據(jù)以往隧道施工

6、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本隧道的客觀情況，確定了隧道各類圍巖的周邊允許收斂和拱頂允許下沉值，如果某段的監(jiān)測(cè)結(jié)果趨近于允許變形值的70%，而且其變化率的導(dǎo)數(shù)大于或等于零，則認(rèn)為該段變形已出現(xiàn)異常。此時(shí)應(yīng)采取增大觀測(cè)頻率、密切關(guān)注變形趨勢(shì)，同時(shí)分析圍巖位移、錨桿軸力、圍巖壓力、噴射混凝土應(yīng)力等其它監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)結(jié)果。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我總結(jié)了分析圍巖變形狀態(tài)、支護(hù)變化結(jié)果的流程框圖監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理流程圖?？傊荒芄铝⒌?、單方面地根據(jù)某項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就判斷或采取處理措施，這樣可能造成不必要的浪費(fèi)或更大的經(jīng)濟(jì)損失或安全事故。每月根據(jù)監(jiān)測(cè)月報(bào)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和可能發(fā)生的問題及有關(guān)施工注意事項(xiàng)，制定下月計(jì)劃。4、設(shè)計(jì)參數(shù)及施工

7、方法根據(jù)隧道施工期監(jiān)測(cè)實(shí)踐認(rèn)為，承包人的施工管理、設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)的密切配合，是完善隧道的設(shè)計(jì)方案和施工措施的好方法。4.1 按照隧道所揭露的圍巖情況，采取的具體設(shè)計(jì)參數(shù)4.2 具體施工方法影響隧道施工的因素除了圍巖本身特性、設(shè)計(jì)方案之外，就是施工措施。施工時(shí)結(jié)合隧道的客觀情況，在施工過程中制定了施工控制的“重地質(zhì)、管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動(dòng)、早封閉、勤測(cè)量”二十一字方針。尤其是開挖過程中，堅(jiān)持機(jī)械或人工開挖時(shí)決不允許爆破，即使必須采取爆破施工時(shí)，爆破措施應(yīng)嚴(yán)格實(shí)行微振動(dòng)光爆技術(shù)，盡量減少對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)。從隧道掘進(jìn)的圍巖情況看，軟巖約占整條隧道70%以上，針對(duì)軟弱圍巖的施工，除了按照所制定的

8、二十一字方針之外，在開挖措施上，根據(jù)不同情況采取先頂后墻法、分層開挖法、留核心土倒梯形法等方案。循環(huán)進(jìn)尺，控制在一榀工字鋼間距，并及早封閉。在此期間根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果，如果變形量較大，建議采取先施做臨時(shí)仰拱，等落底仰拱施工完成后再拆除的方案。對(duì)于采取上、下分部開挖方案施工時(shí)，上、下部的施工距離不宜過長(zhǎng)，一般以上部施工方便為宜。從監(jiān)測(cè)結(jié)果得知，隧道真正較明顯的變形一般發(fā)生在下部施工之后，二襯混凝土的施工在初期支護(hù)變形達(dá)到基本穩(wěn)定后進(jìn)行，這樣上部開挖掌子面距二襯混凝土的施工距離就會(huì)較長(zhǎng)，對(duì)施工安全等有一定的不利因素。落底開挖之后應(yīng)及早施工底部混凝土，以防止因圍巖變形而發(fā)生安全事故。如果在落底開挖時(shí)，

9、圍巖左右兩邊巖性不一致，應(yīng)采取先施工圍巖較弱的一側(cè)。5、幾點(diǎn)體會(huì)5.1對(duì)局部富水地段地下水的處理，大家都知道采取疏、堵相結(jié)合的綜合治理措施，采取何種方式效果較好？我們認(rèn)為：首先考慮隧道所揭露的圍巖的節(jié)理發(fā)育、滲透水情況以及地下水的物理化學(xué)性質(zhì)，如果圍巖節(jié)理較發(fā)育且滲透性較好，采取以排為主的效果較好。但是我們還知道：巖石的主要成份是碳酸鹽，它們?cè)诖髿庵腥菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成可溶性碳酸鹽如：CaCO3+H2O+CO2=Ca（HCO3）2，而這些可溶性碳酸鹽又不穩(wěn)定，如遇高溫又會(huì)發(fā)生分解，形成不溶于水的碳酸鹽如：Ca（HCO3）2= CaCO3+H2O+CO2，這就是石頭搬家的道理。通過隧道的施工實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)有些預(yù)埋環(huán)向排水管已被這些碳酸鹽所堵塞，所以建議，對(duì)富水地段最好設(shè)置環(huán)向盲溝代替埋設(shè)環(huán)向排水管或二者兼顧。5.2對(duì)于類及以上較好圍巖，二襯混凝土最好增設(shè)一層鋼筋，如果隧道埋深較大，來自上方的壓力較大；隧道上方圍巖情況不能僅通過隧道所揭露的巖性做出準(zhǔn)確的判定；根據(jù)混凝土抗壓不抗拉的特殊性，如果混凝土受到隧道上方不均勻的壓力，極易造成二襯混凝土的開裂。5.3淺埋隧道或