劉祖軍
摘 要:監(jiān)控量測(cè)在保證隧道工程施工過(guò)程的安全及施工質(zhì)量方面起到了非常重要的作用。早已被納入施工工序進(jìn)行管理。本文以實(shí)際工程施工為例,對(duì)監(jiān)控量測(cè)實(shí)施要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:隧道開(kāi)挖;監(jiān)控量測(cè);量測(cè)項(xiàng)目
中圖分類(lèi)號(hào):U456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0 前言
百布隧道是本標(biāo)段重點(diǎn)控制工程,為單洞單線隧道。隧道起止里程為DK30+622~DK31+222,全長(zhǎng)600 m,設(shè)計(jì)為Ⅱ~Ⅳ級(jí)圍巖,以Ⅲ級(jí)圍巖為主。隧道工程范圍內(nèi)地下水為主要為巖溶水,巖溶水主要賦予巖溶管道和溶洞內(nèi),地下水水位埋深普遍很大,隧道洞身處于垂直滲流帶中,地下水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水,以垂直排泄,徑流排泄速度快,在降水及降水后一段時(shí)間內(nèi)會(huì)有較大量的水下滲。隧道德保端山體陡立,山體自然坡度50-75度基巖裸露,植被較稀疏,表層巖體溶蝕明顯,陡坡處可見(jiàn)溶洞,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,且有新近巖塊崩落情況;靖西端洞口處山體陡峻,山體自然坡度45-70度;基巖裸露,植被較稀疏,表層巖體教破碎。
工點(diǎn)內(nèi)不良地質(zhì)主要為巖溶,中-強(qiáng)發(fā)育,透水層與隧道洞身相交于DK30+865~DK30+915之間,造成該段隧道洞身處巖體破碎,也造成隧道穿過(guò)的該段山體巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。
1 監(jiān)控量測(cè)實(shí)施方案
1.1 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖及相應(yīng)規(guī)范要求,確定洞內(nèi)外目測(cè)觀察、凈空變化、拱頂下沉、地表下沉為本隧道監(jiān)控量測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目[1]。除洞內(nèi)外目測(cè)觀察外,其余各項(xiàng)目量測(cè)布點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置在同一里程斷面。本隧道量測(cè)項(xiàng)目及里程間隔距離見(jiàn)表1。
1.2 監(jiān)控量測(cè)人員組織
成立專(zhuān)門(mén)的隧道量測(cè)組,在隧道工區(qū)技術(shù)主管的領(lǐng)導(dǎo)下對(duì)各開(kāi)挖作業(yè)面進(jìn)行量測(cè)工作,及時(shí)、準(zhǔn)確地為施工提供可靠圍巖信息,及時(shí)為隧道施工決策者提供決策依據(jù),進(jìn)口各配2名量測(cè)人員,量測(cè)人員每天將量測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)量測(cè)組現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人,量測(cè)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人每天對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并將提出的處理意見(jiàn)返回各作業(yè)隊(duì)。
1.3 監(jiān)控量測(cè)儀器設(shè)備(見(jiàn)表2)
1.4 測(cè)點(diǎn)布置、儀器測(cè)試
(1)測(cè)點(diǎn)布置:洞內(nèi)凈空變化測(cè)點(diǎn)可采用埋設(shè)鋼筋鉤的辦法實(shí)現(xiàn),在初期支護(hù)施作后,用風(fēng)鉆鉆孔,鉆孔大小及深度應(yīng)能滿足埋設(shè)鋼筋鉤的需要,為了不耽誤量測(cè)作業(yè),埋設(shè)鋼筋鉤時(shí)應(yīng)盡量采用錨固劑。洞內(nèi)拱頂下沉量測(cè)點(diǎn)當(dāng)采用全站儀時(shí),可不埋設(shè)鋼筋鉤,而在初期支后,采用砂輪機(jī)將表面打磨平整,然后貼上標(biāo)有十字中心位的反光貼片。地表量測(cè)應(yīng)埋設(shè)鋼筋混凝土測(cè)樁,鋼筋混凝土測(cè)樁可先預(yù)制,其尺寸應(yīng)滿足穩(wěn)定性要求,然后在地表測(cè)點(diǎn)位置挖坑埋設(shè),測(cè)樁填設(shè)應(yīng)至少在該里程隧道開(kāi)挖前10天完成。
(2)儀器檢驗(yàn)及測(cè)試:監(jiān)控量測(cè)所使用儀器設(shè)備無(wú)均應(yīng)在檢定有效期內(nèi),并事先進(jìn)行儀器基本檢查及精度測(cè)試,發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備不滿足精度要求時(shí),不能用來(lái)量測(cè)作業(yè)。
1.5 量測(cè)方法
1.5.1 洞內(nèi)、外觀察
(1)洞內(nèi)觀察:主要分兩方面進(jìn)行,一是掌子面圍巖分析:隧道爆破開(kāi)挖后要及時(shí)進(jìn)行開(kāi)挖面情況觀察及分析,看圍巖是否與設(shè)計(jì)相一致,表面滲漏水情況等情況,并及時(shí)填寫(xiě)圍巖等級(jí)判定卡,當(dāng)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)情況相差較明顯時(shí),要通過(guò)監(jiān)理工程師確認(rèn)后,及時(shí)上報(bào)設(shè)計(jì)及建設(shè)單位,并提出相應(yīng)變更意見(jiàn)。二是已作支護(hù)及襯砌地段目測(cè)觀察:主要看錨桿松動(dòng)及噴射混凝開(kāi)裂及掉塊現(xiàn)象;有些特殊地段,二次襯砌施工后也會(huì)產(chǎn)生變形、開(kāi)裂和破壞情況,當(dāng)出現(xiàn)支護(hù)及二襯變形較嚴(yán)重的情況時(shí),應(yīng)及時(shí)將施工人員撤離到安全區(qū)域,并及時(shí)上報(bào)相應(yīng)單位,及時(shí)找出原因并處理后方可繼續(xù)正常施工。
(2)隧道原地面地表觀察:在淺埋或洞口段附近施工時(shí),應(yīng)在隧道施工期間對(duì)地表原地面的下沉、開(kāi)裂、滑移、邊坡及仰坡的穩(wěn)定以及地表水滲透、地表建筑物安全狀況進(jìn)行觀察。地表觀察應(yīng)每天進(jìn)行,必要時(shí),要增加觀察次數(shù)。
1.5.2 地表下沉量測(cè)
隧道開(kāi)挖段埋深小于2倍隧道開(kāi)挖寬度時(shí),應(yīng)作地表下沉量測(cè)項(xiàng)目。地表下沉的量測(cè)測(cè)點(diǎn)盡量設(shè)在隧道中線上,并與拱頂下沉測(cè)點(diǎn)設(shè)在同一斷面上。為準(zhǔn)確掌握地表沉降范圍,在與隧道中線垂直的橫斷面地面上左右各16 m范圍內(nèi)布置測(cè)點(diǎn),間距為2 m~5 m,每個(gè)斷面7個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在隧道施工影響范圍之外基巖或所埋設(shè)的測(cè)樁上。
地表下沉量測(cè)應(yīng)在開(kāi)挖面前方隧道埋深與開(kāi)挖高度之和處開(kāi)始。
1.5.3 凈空變化量測(cè)
采用SL-2型收斂計(jì)進(jìn)行量測(cè)。本隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖地段均采用全斷面開(kāi)挖,在量測(cè)布點(diǎn)時(shí)只設(shè)置1條水平測(cè)線、Ⅳ級(jí)圍巖采用上下兩臺(tái)階法開(kāi)挖,在布設(shè)點(diǎn)位時(shí)均設(shè)置2條水平測(cè)線,上臺(tái)階1條,下臺(tái)階1條。所有測(cè)線量測(cè)均在該處開(kāi)挖后12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行初次測(cè)量,現(xiàn)場(chǎng)記錄數(shù)據(jù),當(dāng)天整理量測(cè)結(jié)果。
1.5.4 拱頂下沉量測(cè)
監(jiān)測(cè)拱頂?shù)慕^對(duì)下沉值,掌握斷面變化情況,判斷拱頂?shù)姆€(wěn)定性[2]。拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)和地表下沉量測(cè)斷面應(yīng)在相同里程處,本隧道拱頂下沉采用徠卡全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量。測(cè)量時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在穩(wěn)定的位置,洞口段可設(shè)在洞外穩(wěn)定的基巖上,洞內(nèi)基準(zhǔn)點(diǎn)可設(shè)在已施工二襯時(shí)間達(dá)一周以上的邊墻上,為了減少測(cè)量目標(biāo)高度帶來(lái)的誤差,基準(zhǔn)點(diǎn)及測(cè)點(diǎn)均采用反光貼片,每次測(cè)量時(shí),均嚴(yán)格瞄準(zhǔn)貼片的十字中心位置,測(cè)量時(shí)應(yīng)進(jìn)行換人操作來(lái)復(fù)核,但整個(gè)量測(cè)期間的人員應(yīng)相對(duì)固定。采用全站儀進(jìn)行高程測(cè)量速度快,操作簡(jiǎn)單,但也要注意嚴(yán)格按三角高程測(cè)量規(guī)程進(jìn)行測(cè)量,避免誤差過(guò)大,使量測(cè)數(shù)據(jù)失去指導(dǎo)施工的意義。
1.5.5 隧道監(jiān)控量測(cè)斷面布置見(jiàn)表3
1.6 量測(cè)成果整理分析
(1)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)在外業(yè)精度檢驗(yàn)合格后,及時(shí)進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理,并精確繪制時(shí)間-累計(jì)變形時(shí)態(tài)曲線圖。對(duì)于凈空變化量測(cè),每條測(cè)線繪制一個(gè)時(shí)態(tài)曲線圖。對(duì)初期的時(shí)態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析,預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值出現(xiàn)較大出入時(shí),應(yīng)重復(fù)測(cè)量以檢查測(cè)量成果的正確性,并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。
(2)在整理分析量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)根據(jù)前面的變形情況確定后面的量測(cè)頻率,當(dāng)變形速率加大時(shí),必須增加量測(cè)次數(shù)。當(dāng)變形值接近或達(dá)到預(yù)警值前要采取有效措施,及時(shí)向上匯報(bào),必要時(shí),要停止作業(yè),將人員撤出施工地點(diǎn),采用可靠措施后,才能繼續(xù)進(jìn)行隧道施工。
(3)地表下沉量測(cè)直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉,下沉基本停止為止。其余各項(xiàng)目變形值很少時(shí),可適當(dāng)減少量次數(shù),直到變形基本穩(wěn)定后2-3周,可結(jié)束量測(cè)作業(yè)。
2 結(jié)語(yǔ)
本隧道在施工過(guò)程中,嚴(yán)格按如上方案進(jìn)行監(jiān)控量測(cè),并及時(shí)計(jì)算及整理量測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析及上報(bào),設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次支護(hù)參數(shù)的變更,使本隧道能夠順利完成施工,保證了安全和質(zhì)量。
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