淺談隧道監(jiān)控量測方法及應(yīng)用

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1、淺談隧道監(jiān)控量測方法及應(yīng)用王凱（中建南北高速公路項目第二項目經(jīng)理部）內(nèi)容摘要：本文闡述了監(jiān)控量測的概念并介紹了監(jiān)控量測的方法及在T2隧道中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測隧道應(yīng)用一、工程概況阿爾及利亞南北髙速53kni公路項目Tl、T2隧道為分離式雙線隧道，雙向六車道，總長4.8公里，為目前阿爾及利亞最長，體量最大的公路隧道。其中T2隧道北起布利達希法鎮(zhèn)，南至梅地亞哈姆達尼亞鎮(zhèn)，是南北高速全線的重難點、控制性工程。其穿越的西法峽谷，是阿爾及利亞國家森林地質(zhì)公園核心保護區(qū)，內(nèi)有無尾猴、橡樹等珍稀動植物，環(huán)境保護工作面臨著巨大考驗，稍有不慎將給承包單位帶來惡劣的社會影響和經(jīng)濟損失。T2隧道左線長2414m

2、,南口段施工長度1700m,其中明洞長25m；右線長2432m,南口段施工長度1700m,其中明洞長22m。隧道南口位于半徑為1100m的曲線上，曲線段長度約733m,北口位于半徑為1550的曲線上，曲線段長度約1014米，隧道內(nèi)直線段長度675m；縱斷面設(shè)計為單向橫坡，i二2.5%,隧道縱坡i二0.797%；路線軸線最低點髙程為344.93m,最高點高程為763.76m,隧道最大埋深407.76m。隧道出口端線間距32.6m；正洞采用圓拱直墻式襯砌；根據(jù)設(shè)計斷面,隧道洞高8.15m,洞寬13.5m,等價圓直徑約12.40m,最大開挖凈空面積172.9m2,最小開挖凈空面積126.32m2,平

3、均開挖凈空面積149.28H12,屬于超大斷面隧道。圖1T2隧道橫斷面幾何關(guān)系圖二、隧道工程的監(jiān)控量測監(jiān)控量測是新奧法（7ATM）的靈魂。新奧法認為圍巖不僅是荷載的來源，而且有一定的自承載能力，它的力學(xué)基礎(chǔ)是支護變形和支護反力曲線,從該曲線上我們可以看到兩種情況：1、隨著變形的增加,支護反力在不斷的減小，當(dāng)達到某種程度時，變形不再發(fā)生，支護反力亦不再變化；2、隨著變形的增加，支護反力隨之減小，當(dāng)達到某一程度后，變形繼續(xù)發(fā)展，支護反力開始持續(xù)增大。因此新奧法以噴射混凝土和錨桿為主要支護手段，這種柔性支護在地下洞室開挖后立即施作，然后在其強度形成過程中與圍巖共同變形，進而在支護能夠提供一定的支護反

4、力的同時改善、提高并充分發(fā)揮了圍巖的自承載能力。以往習(xí)慣上人們試圖在隧道施工之前通過對鉆探所取得的地質(zhì)資料分析并進行各種簡化，建立某種計算模型，然后通過解析法或數(shù)值法評價圍巖的穩(wěn)定性并確定出最優(yōu)的開挖支護方案。然而由于地質(zhì)情況變化極其復(fù)雜，任何預(yù)設(shè)計都不能合理的符合開挖后的圍巖實際情況，即使目前廣泛使用的CAM（計算機模擬仿真分析）技術(shù)也無法全面的反映各種因素對結(jié)構(gòu)的影響。監(jiān)控量測則通過對巖層產(chǎn)狀、巖體節(jié)理裂隙發(fā)育情況、巖石的物理力學(xué)特征、地下水作用、應(yīng)力歷史和時間等各種因素在初級支護上綜合作用結(jié)果一一位移和圍巖穩(wěn)定性進行觀察、量測分析，科學(xué)的判斷各種支護參數(shù)的合理性、支護的施作質(zhì)量并提供施作

5、二次襯砌的最佳時間。三、監(jiān)控量測的項目和方法隧道監(jiān)控量測的主要目的在于了解圍巖的穩(wěn)定性和支護的工作狀況。在施工過程中能夠監(jiān)測到的主要信息有：掌子面的地質(zhì)和支護表面狀況、周邊位移、拱頂下沉、地表位移、深空位移、圍巖壓力及圍巖與支護間的接觸壓力、錨桿應(yīng)力及抗拔力、支護襯砌內(nèi)力、開挖變形監(jiān)測、超前地質(zhì)狀況等。根據(jù)施工時效性要求,T2隧道日常監(jiān)控量測上主要選擇了地表位移、深孔位移、開挖變形監(jiān)測等三項進行監(jiān)測，見表1表1監(jiān)控量測項目和方法項目方法和工具量測測點；斷面布置量測間隔時間地表位移用精密全站儀對測點的高程進行量測，計算其高程的變化量。按設(shè)計要求，共布設(shè)9個監(jiān)測點。施工前48小時，開挖后24小時深

6、孔位移在設(shè)計位置鉆孔，孔深20米，埋設(shè)監(jiān)測管，監(jiān)測管底部4.5米用水泥砂漿固結(jié)，4.5米以上用細砂填充，然后將管口用混凝土固結(jié)。用探頭測量每0.5米處的變形值。按設(shè)計位置布孔3個深孔位移監(jiān)測點1、洞口開挖期間：3天/I次2、進洞至進洞100米：1天/I次3、進洞100米至施工180天：3天/I次4、進洞180天至360天：7天/I次5、進洞360天后：1月/I次開挖變形監(jiān)測在隧道內(nèi)設(shè)置監(jiān)測斷面，在隧道拱頂拱腰處設(shè)置測點，安設(shè)隧道監(jiān)測預(yù)埋件，在預(yù)埋件上面貼反射片，用精密全站儀測量反射片的三維坐標(biāo)。V級圍巖平均15米布設(shè)一個監(jiān)測斷面，IV級圍巖平均20米布設(shè)一個監(jiān)測斷面，III級圍巖平均30米布設(shè)

7、一個監(jiān)測斷面，II級圍巖平均50米布設(shè)一個監(jiān)測斷面觀測頻率按表2執(zhí)行表2開挖變形監(jiān)測頻率位移速度(mm/d)距工作面距離頻度備注>5（0?1）D1?2次/1天注：D為隧道寬度1?5（1?2）D1次/1天0.3?1（2?5）D1次/2天<0.3>5D1次/1周(一)、地表位移監(jiān)測監(jiān)測內(nèi)容:測試洞口淺埋段隧道開挖時對地面沉降變形的影響及其影響范圍。監(jiān)測目的：1、判斷開挖時對地面沉降變形的影響及其影響范