鐘運(yùn)秋

（重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校，重慶 402160）

隧道施工中地表沉降監(jiān)控量測(cè)反饋技術(shù)

鐘運(yùn)秋

（重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校，重慶 402160）

隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，不可避免的在繁華城區(qū)進(jìn)行施工，此問題一直是一個(gè)重難點(diǎn)。周邊環(huán)境的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到工程的成敗。本文通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)作為信息，通過對(duì)析圍巖、支護(hù)及周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，保證施工安全及環(huán)境穩(wěn)定，以確定支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方法是否合理，確認(rèn)和修正設(shè)計(jì)參數(shù)，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。為今后類似工程提供一定參考價(jià)值。

隧道施工 地表沉降 監(jiān)控量測(cè)

1引言

繁華城區(qū)施工中的環(huán)境影響一直是施工控制的重點(diǎn)，周邊環(huán)境的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到工程的成敗，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)則是環(huán)境控制的重要手段?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)作為信息化施工的重要組成部分，不僅可監(jiān)視分析圍巖、支護(hù)及周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定性，保證施工安全及環(huán)境穩(wěn)定，還可判斷支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方法是否合理，確認(rèn)和修正設(shè)計(jì)參數(shù)，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，施工過程中建立全面、嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)體系是完全必要的，通過及時(shí)的監(jiān)測(cè)信息反饋指導(dǎo)施工，不僅可保證結(jié)構(gòu)自身的安全穩(wěn)定，還可對(duì)周邊環(huán)境影響進(jìn)行有效控制，減少施工對(duì)周邊建（構(gòu)）筑物、路面及管線等周圍環(huán)境的影響，從而有效地將施工控制在安全范圍之內(nèi)。

（1）監(jiān)視分析工程施工周圍土體在施工過程中的動(dòng)態(tài)變化，明確工程施工對(duì)原始地層的影響程度及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)；

（2）掌握支護(hù)體系的受力和變位狀態(tài)，并對(duì)其安全穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)；

（3）根據(jù)地質(zhì)條件和施工方法，對(duì)施工影響范圍內(nèi)的地表沉降等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目預(yù)先進(jìn)行估算和研究，并對(duì)隧道沿線附近的建（構(gòu)）筑物、地下管線等可能受到影響的程度做出評(píng)估和提出處理方案，確保它們?cè)谑┕み^程中處于安全的工作狀態(tài)；

（4）通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息反饋和施工中的地質(zhì)調(diào)查，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和采取相應(yīng)的工程措施，優(yōu)化施工工藝，達(dá)到工程優(yōu)質(zhì)、安全施工、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的，并為今后類似工程提供借簽。

2工程概況

重慶市軌道交通三號(hào)線是重慶南北方向交通的主動(dòng)脈，橫跨長(zhǎng)江、嘉陵江，連接菜園壩火車站、龍頭寺火車站這兩個(gè)重慶主城區(qū)重要的對(duì)外交通網(wǎng)，還將向北延伸與江北機(jī)場(chǎng)銜接，其建設(shè)是重慶“十一五”重點(diǎn)工程之一。華新街～觀音橋區(qū)間隧道位于觀音橋轉(zhuǎn)盤以南，建新南路道路下方，南接華新街車站，北端和已實(shí)施的觀音橋區(qū)間隧道相接，隧道共929.407m，縱坡為2.9‰～5‰；區(qū)間隧道工程地質(zhì)條件復(fù)雜、跨度大、埋深超淺、地面人口及建筑密集，環(huán)保要求高，無論從圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度還是從城市環(huán)境保護(hù)角度看，施工難度是少見的。

其中，華新街人行通道、405車站段為本工程最復(fù)雜的地段。里程樁號(hào)為SK11 +082.224 ～SK11+185.224、SK11+675.224-SK11+872，屬Ⅴ級(jí)圍巖，屬超淺埋地段，上軟下硬，拱部及邊墻大部分均為砂卵石、粘土及粉砂回填土、淤泥土，含水豐富，下部為堅(jiān)硬的砂巖，且埋深超淺，最淺處僅4.3m。隧道跨度大，最大開挖寬達(dá)15.44m ,開挖高度12.08m，緊鄰華新街人行通道，距離人行通道僅1.2米，周邊結(jié)構(gòu)物、管線較多，且老化陳舊，隧道開挖必然會(huì)在其周圍巖土體中引起位移與變形，路面、結(jié)構(gòu)物及管線沉降控制難度大。

3 隧道受力及變形控制指標(biāo)研究

暗挖隧道施工中，洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)可以分為:隧道凈空收斂值（拱頂下沉、周邊位移）和結(jié)構(gòu)受力（格柵拱鋼筋應(yīng)力、圍巖壓力）。

3.1 結(jié)構(gòu)周邊位移值控制指標(biāo)

隧道變形一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，環(huán)境要求和施工情況并結(jié)合有關(guān)規(guī)范規(guī)定共同確定。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)并參考有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，利用隧道周邊允許位移值對(duì)隧道的拱頂下沉及凈空收斂進(jìn)行管理。

根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)，除對(duì)初期支護(hù)相對(duì)位移控制標(biāo)準(zhǔn)有明確規(guī)定外，還需對(duì)位移速率和位移管理等級(jí)進(jìn)行規(guī)定，具體數(shù)值如表1。

表1 初期支護(hù)位移速率和管理等級(jí)

注：V：位移速率，U0：實(shí)測(cè)位移值；Un：允許位移值

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)，可根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果所處的管理階段來選擇監(jiān)測(cè)頻率：一般Ⅰ級(jí)管理階段應(yīng)加密監(jiān)測(cè)，通常監(jiān)測(cè)頻率為2～3次/d,Ⅱ級(jí)管理階段則應(yīng)正常監(jiān)測(cè),通常監(jiān)測(cè)頻率為1～2次/d；Ⅲ級(jí)管理階段監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔可適當(dāng)拉大,通常監(jiān)測(cè)頻率為1次/3～7d。

3.2 隧道結(jié)構(gòu)受力控制指標(biāo)結(jié)構(gòu)受力控制指標(biāo)主要包括：圍巖和初支之間接觸壓力，初期支護(hù)鋼筋應(yīng)力。（1）鋼筋應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，施工中拱架主筋采用直徑為Φ25mm的Ⅱ級(jí)熱軋螺紋鋼筋，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002），其抗拉、壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=300KPa,即為鋼筋應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)。

（2）圍巖和初期支護(hù)之間壓力估算

根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》,因本隧道上覆圍巖很薄，屬于淺埋暗挖隧道，則圍巖垂直勻布?jí)毫椋?/p>

式中：q:上覆土柱壓力，取5m;

h:土體容重,取19KN/m3;

計(jì)算可知：q=0.095MPa;

其均布側(cè)向壓力按朗金土壓力公式計(jì)算如下：

(12)

式中：ht:隧道高度，取6.8m；Φ:土體內(nèi)摩擦角,取30°；

計(jì)算可知：e=0.078MPa;

對(duì)于淺埋隧道，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮上覆土柱自重應(yīng)力外，還應(yīng)考慮水壓力和外荷載（例如汽車、火車、地震荷載等），此外還應(yīng)考慮一定的安全系數(shù)，因此，結(jié)構(gòu)的承載能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上覆土柱土壓力，從安全角度考慮，假設(shè)其承載能力提高一倍，則結(jié)構(gòu)實(shí)際能夠承受的垂直壓力為應(yīng)為0.19MPa,水平壓力為0.16 MPa。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及環(huán)境控制分析

通道暗挖隧道地質(zhì)環(huán)境條件及結(jié)構(gòu)形式都十分復(fù)雜，施工過程中應(yīng)密切監(jiān)控地層變位和結(jié)構(gòu)受力、變形情況及周圍環(huán)境的變化，分析不同施工條件下力的轉(zhuǎn)換規(guī)律及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，研究施工對(duì)周圍環(huán)境的影響程度，并通過監(jiān)測(cè)結(jié)果的信息反饋，修正設(shè)計(jì)參數(shù)，調(diào)整施工方案，優(yōu)化施工工藝，制訂和采取環(huán)境控制對(duì)策。

5 結(jié)論

以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)作為信息，通過對(duì)析圍巖、支護(hù)及周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，最終保證了施工安全及環(huán)境穩(wěn)定，確定了支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方法是否合理。為今后類似工程提供一定參考價(jià)值。

[1]葉飛，丁文其，熊冬才.公路隧道下穿已運(yùn)營(yíng)鐵路隧道施工及安全監(jiān)控[J].現(xiàn)代隧道技術(shù).2006.6，43（3）：31-35

[2]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,中華人名共和國(guó)建設(shè)部.水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范(GB50287-99).北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,1999.

[3]林育梁.軟巖工程力學(xué)若干問題探討.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1999,18(6).

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1007-6344（2015）04-0129-01