【摘要】本文主要介紹廣樂(lè)高速大瑤山隧道群的監(jiān)控量測(cè)方案設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)隧道群進(jìn)行監(jiān)控量測(cè),可預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)圍巖變化,優(yōu)化設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工,確保隧道施工安全,使工程投資經(jīng)濟(jì)合理。
【關(guān)鍵詞】隧道 監(jiān)控量測(cè) 方案設(shè)計(jì)
1工程概況
廣樂(lè)高速公路北接京港澳高速湖南段,南接廣州機(jī)場(chǎng)高速北延線(xiàn),呈南北走向。起點(diǎn)位于湘粵兩省交界地小塘,向南經(jīng)過(guò)樂(lè)昌市、韶關(guān)市、英德市、清遠(yuǎn)市,止于廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)。
本項(xiàng)目主線(xiàn)新建線(xiàn)路長(zhǎng)約270km,其中擴(kuò)建段約5km,連接線(xiàn)約32km,合計(jì)總長(zhǎng)302 km。項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)概算為333.42 億。
位于A(yíng)1設(shè)計(jì)合同段的大瑤山隧道群路段(YK25+700~YK50+000)共有隧道12座,總長(zhǎng)16.71km,占隧道群段路線(xiàn)長(zhǎng)度68.8%,隧道之間的最短距離約50m,平均距離約470米。橋隧直接相連,橋隧比例高達(dá)90%,分布如此密集且長(zhǎng)達(dá)17公里左右的隧道群,在我國(guó)尚屬首例。
其中大瑤山1#隧道位于中低山~斜坡溝谷地貌區(qū),海拔高度一般為338.8~968.4m,相對(duì)高差629.6m,隧道走向與山脊走向近于一致或大角度相交。隧道進(jìn)口端山坡坡度一般為15°~26°,出口端山坡坡度一般為19°~50°。隧道區(qū)屬生態(tài)保護(hù)區(qū),植被發(fā)育,水土保持較好。下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)佘田橋組(D3s)灰?guī)r、泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)灰?guī)r、泥盆系中下統(tǒng)桂頭群(D1+2gt)砂巖及震旦系樂(lè)昌峽群(Z2lc)淺變質(zhì)粉砂巖,進(jìn)出口溪流水位均低于隧道底標(biāo)高。
大瑤山1#隧道地質(zhì)條件復(fù)雜,不良地質(zhì)發(fā)育,對(duì)隧道有影響的不良地質(zhì)以巖溶為主,此外還要通過(guò)10條斷裂破碎帶,部分路段還存在發(fā)生巖爆、突水突泥等危險(xiǎn),施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。
1.1 監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容
1.1.1 必測(cè)項(xiàng)目
。1)地質(zhì)與支護(hù)情況描述、(2)周邊位移量測(cè)、(3)拱頂下沉量測(cè)、(4)地表下沉量測(cè)、(4)錨桿抗拔力檢測(cè);
這類(lèi)量測(cè)是為了確保在施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定和施工安全而進(jìn)行的經(jīng)常性量測(cè)工作。量測(cè)方法簡(jiǎn)單,量測(cè)密度大,量測(cè)信息直觀(guān)可靠,并貫穿在整個(gè)施工過(guò)程中,對(duì)監(jiān)視圍巖穩(wěn)定,指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工有巨大的作用。
1.1.2選測(cè)項(xiàng)目
。1)圍巖壓力量測(cè)及兩層間壓力量測(cè)、(2)圍巖內(nèi)部位移量測(cè)、(3)鋼支撐內(nèi)、外力量測(cè)。
2 量測(cè)斷面擬定
根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042-94)對(duì)隧道監(jiān)控量測(cè)的有關(guān)規(guī)定。
本項(xiàng)目監(jiān)控量測(cè),必測(cè)項(xiàng)目由施工單位進(jìn)行,監(jiān)控量測(cè)單位按規(guī)范規(guī)定檢測(cè)項(xiàng)目工作量的約30%進(jìn)行抽檢。選測(cè)項(xiàng)目測(cè)由監(jiān)控量測(cè)單位按規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行。
。1)圍巖壓力量測(cè)及兩層間壓力量測(cè)在每代表性地段布設(shè)一個(gè)斷面,(2)圍巖內(nèi)部位移量測(cè)每5~100m一個(gè)斷面、(3)鋼支撐內(nèi)、外力量測(cè)每10榀鋼拱支撐一對(duì)測(cè)力計(jì)。(4)錨桿軸力量測(cè)在每代表性地段布設(shè)一個(gè)斷面。
結(jié)合隧道設(shè)計(jì)圖紙,各隧道選測(cè)斷面布置具體樁號(hào)初步擬定,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置時(shí)應(yīng)根據(jù)圍巖實(shí)際情況做一定調(diào)整。
3 測(cè)點(diǎn)布置及量測(cè)方法
3.1 地質(zhì)與支護(hù)情況描述
隧道掌子面每次爆破后和初噴后通過(guò)肉眼觀(guān)察、地質(zhì)羅盤(pán)和錘擊檢查,描述和記錄圍巖地質(zhì)情況:巖性、巖層產(chǎn)狀、裂隙、地下水情況、圍巖完整性與穩(wěn)定性。判斷圍巖類(lèi)別是否與設(shè)計(jì)相符,必要時(shí)應(yīng)拍照,測(cè)
3.2 拱頂下沉量測(cè)
拱頂下沉量測(cè)是在隧道開(kāi)挖毛洞的拱頂及軸線(xiàn)左右各2~3m共設(shè)3個(gè)帶掛鉤的錨樁,測(cè)樁埋設(shè)深度30cm,鉆孔直徑φ42,用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定,測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩,并放有明顯的保護(hù)標(biāo)志。用精密水準(zhǔn)儀、鋼圈尺量測(cè)拱頂下沉。
量地下水流量;觀(guān)察支護(hù)效果。
3.3 圍巖周邊位移量測(cè)
在預(yù)設(shè)點(diǎn)的斷面,隧道開(kāi)挖爆破以后,沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊墻部位分別埋設(shè)測(cè)樁。測(cè)樁埋設(shè)深度30cm,鉆孔直徑φ42用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定,測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩,測(cè)樁每斷面2組共4根。采用鋼尺式周邊收斂?jī)x量測(cè)周邊收斂變形。測(cè)點(diǎn)布置。
3.4 地表下沉量測(cè)
隧道洞口淺埋地段,垂直隧道軸線(xiàn)方向設(shè)量測(cè)斷面,分離式雙洞隧道每個(gè)斷面布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn),連拱隧道每個(gè)斷面布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)。在選定的量測(cè)斷面區(qū)域,首先應(yīng)設(shè)一個(gè)通視條件較好、測(cè)量方便、牢固的基準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋水泥樁,測(cè)量放線(xiàn)定位,用精密水準(zhǔn)儀量測(cè)。隧道開(kāi)挖掌子面距測(cè)點(diǎn)前30m處開(kāi)始量測(cè),隧道開(kāi)挖超過(guò)測(cè)點(diǎn)30m、并待沉降穩(wěn)定以后停止量測(cè)。
3.5 圍巖內(nèi)部位移量測(cè)
沿隧道圍巖周邊分別在拱腰和邊墻埋設(shè)5點(diǎn)桿式多點(diǎn)位移計(jì),埋設(shè)傳感器的孔深3.5m,孔徑均為Ф50。量測(cè)斷面盡可能靠近掌子面,及時(shí)安裝,測(cè)取讀數(shù)。
3.6 圍巖壓力及兩層間壓力量測(cè)
沿隧道周邊拱頂、拱腰和邊墻埋設(shè)壓力傳感器,將雙膜鋼弦式壓力盒分別埋設(shè)在圍巖與噴射混凝土之間、噴射混凝土與二次襯砌之間。圍巖與噴射混凝土之間的壓力盒是在噴混凝土施工以前埋設(shè),噴射混凝土與二次襯砌之間的壓力盒是在掛防水板之前進(jìn)行安裝,分別測(cè)取圍巖與噴射混凝土間的接觸壓力;初期支護(hù)與二次模注混凝土襯砌間的接觸壓力;炷吝_(dá)到初凝強(qiáng)度以后開(kāi)始測(cè)取讀數(shù);炷凛S向應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置位置相同。
3.7 鋼支撐內(nèi)力量測(cè)
鋼支撐內(nèi)力量測(cè)僅限于Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖有鋼支撐的地段,采用鋼筋計(jì)量測(cè),把鋼筋計(jì)焊接在鋼支撐上,量測(cè)鋼支撐內(nèi)、外力。鋼支撐安裝完以后即可測(cè)取讀數(shù)。量測(cè)斷面的測(cè)點(diǎn)布置位置與噴射混凝土軸向應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置位置相同。量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置位置及每測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)量。
3.8 錨桿軸力量測(cè)
沿隧道周邊的拱腰和邊墻埋設(shè)錨桿軸力計(jì),每根錨桿軸力計(jì)設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn),埋設(shè)在圍巖不同深度,對(duì)錨桿不同深度的受力情況進(jìn)行量測(cè)。埋設(shè)錨桿軸力計(jì)的孔深為3.5~5m,孔徑均為Ф50。
3.9 錨桿抗拔力檢測(cè)
錨桿抗拔力檢測(cè)是為了檢測(cè)隧道內(nèi)徑向錨桿的施工質(zhì)量,檢測(cè)邊墻錨桿、拱頂錨桿抗拔力是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。每100根錨桿作為一組檢測(cè)一組,每組3根。
4 量測(cè)頻率
在量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)埋設(shè)24h內(nèi)測(cè)取初始讀數(shù),以后根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求采集頻率和次數(shù)進(jìn)行收集數(shù)據(jù)。
5 數(shù)據(jù)的采集、處理及分析
現(xiàn)場(chǎng)每次所量測(cè)到的數(shù)據(jù)都立即輸入公路隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成時(shí)空曲線(xiàn)圖,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、比較、分析,從時(shí)空曲線(xiàn)圖上觀(guān)察曲線(xiàn)的變化和走勢(shì),了解圍巖目前狀態(tài),預(yù)測(cè)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì),隨時(shí)掌握隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化,反饋信息,指導(dǎo)施工,預(yù)防坍塌事故的發(fā)生。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本次隧道監(jiān)控量測(cè),達(dá)到以下目的:
(1)及時(shí)掌握圍巖的施工力學(xué)性能,并對(duì)圍巖的穩(wěn)定、安全性作出評(píng)價(jià);
。2)驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參數(shù)的合理性,確定二次支護(hù)的時(shí)間;
(3)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的安全性作出評(píng)價(jià)及建議,以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工;
(4)為變更設(shè)計(jì)、調(diào)整施工方法提供科學(xué)依據(jù),有效地避免塌方等工程事故;
(5)為本地區(qū)后續(xù)的類(lèi)似工程積累寶貴經(jīng)驗(yàn)和提供科學(xué)資料。
參考文獻(xiàn):
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