浅谈黄土隧道隧道监控量测的引用.doc

浅谈监控量测在高速铁路湿陷性黄土隧道施工中的引用摘 要：结合兰新铁路第二双线平西段第I标段徐家庄隧道进口监控量测的经验，介绍了监控量测在铁路隧道施工中的技术要求，监控量测方法、监控量测数据分析及信息反馈。实践证明，隧道监控量测为施工提供有关围岩稳定性、支护可靠性、二次衬砌合理施工时间、围岩级别及支护参数的调整、施工方法的改变提供了信息和依据。关键词：监控量测，隧道净空变化、拱顶沉降，地表沉降，水平位移，垂直位移，变形监控量测。1隧道围岩量测意义我国铁路建设进入高速发展时期，隧道施工中的安全一直为众多铁路施工管理者所关注，使隧道施工安全平稳地运行，预报隧道施工中的围岩稳定性和施工安全性是铁路隧道施工中最重要的环节之一。为保证隧道周边环境和围岩的稳定及施工的安全，同时反映设计、施工状态而必须经行日常监控量测项目则起着至关重要的作用。2监控量测实施概况兰新铁路第二双线（平西段）第一标段徐家庄隧道（DK177+600-DK179+968）位于西宁市平安县，该隧道地处低中山区，进口为浅埋隧道，为砂质黄土具有II级自重湿陷性，湿陷土层厚度大于6m。并且隧道洞身泥岩层具有膨胀性，自由膨胀率为35%。由于隧道洞身地质存在的自身特点，对施工中的安全提出了很大的挑战，因此，围岩量测能提前预报围岩的稳定性，及时确定改变施工方法，满足隧道施工中安全性的要求，对项目建设顺利实施有着极为重大的意义。3监控量测技术要求3.1 监控量测项目根据铁路隧道监控量测技术规程，结合徐家庄隧道进口地质特点，徐家庄隧道进口日常监控量测有以下几个项目。表3.1徐家庄隧道进口监控量测必测项目序号监控量测项目配备量测仪器和方法备注1洞内、外观测现场观测、数码相机2拱顶下沉水准仪、钢挂尺3净空变化收敛仪4地表沉降全站仪3.2 监控量测断面及测点布置原则（1）根据高速铁路隧道工程施工技术指南浅埋隧道地表沉降观测点的埋设，徐家庄隧道在隧道开挖前对地表沉降观测点和隧道内观测点在同一断面经行了布设。并地表沉降观测点纵向间距为30m，符合表3.2的要求布置。表3.2地表沉降测点纵向间距隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距（m）备注2BH2.5B20-50BH2B10-20HB5-10注：H为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。地表沉降观测点横向间距为2-5m。在隧道中线附近测点经行了加密，隧道中线两侧量测范围为大于50m，符合隧道两侧量测范围不应小于H+B的规范要求，其测点布置如图。图3.2.1徐家庄隧道进口地表沉降横向测点布置图（2）根据徐家庄隧道进口设计施工方法和铁路隧道施工辅助方法，拱顶下沉测点和隧道净空变化测点必须布置在同一侧面，且两断面的布置间距为5m。测量基点布置如图所示：图3.2.2徐家庄隧道进口三台阶七步法测点布置示意图选侧量测断面及测点布置考虑了围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。监控量测断面遵循“边开挖边支护边埋点”的原则，在相应段落施工初期优先设置，并及时开展量测工作。不同断面的测点布置在相同部位，测点必须尽量对称。3.3监控量测频率由于徐家庄隧道进口地质为湿陷性黄土，根据岩层位移速度确定围岩量测频率（如表3.3.1所示），结合施工现场实际情况.由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定地表沉降、水平位移、垂直位移、监控量测频率之中，采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质，采取增大监控量测频率的办法。表3.3.1按距开挖面距离确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率备注52次/d1-51次/d0.5-11次/2-3d0.2-0.51次/3d0.21次/7d注明：B为隧道开挖宽度。4监控量测方法现场施工技术人员负责变形监控量测的实施。现场监控量测根据高速铁路隧道工程施工技术指南和铁路隧道施工辅助方法对徐家庄隧道进口进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。徐家庄隧道进口采用了接触量测，隧道净空变化量测采用收敛计经行。测点采用6钢筋焊接的三角闭合环，采用初支开挖钻孔预埋。拱顶下沉量测同位移变化量测一样，都是隧道监控量测的必测项目，最能直接反应围岩和初期支护的工作状态，采用精密水准仪和挂尺经行。在隧道拱顶轴线附近钻孔预埋一个带钩的测桩，用锚固剂固定在围岩表层。测点与隧道外监控量测基准点经行联测。5数据整理由于现场开挖、支护的过程是连续的，循环经行的，所以信息反馈必须及时，否则容易影响施工进度或者把险情漏掉造成严重后果，因此施工过程中保证信息反馈传递渠道畅通，确保信息反馈的及时性和有效性。监控量测资料的处理是信息反馈的基本工作。在徐家庄隧道进口资料的收集与处理采用了以下步骤：(1)首先对监控量测数据经行校核，对监控量测数据必须经行可靠性分析，排除仪器、读书等操作过程中的误差，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏测和错测。切实保证监控量测数据的可靠性和完整性；（2）其次，对要监控量测的数据经行整理，包括各种表格的填写（参看附表一、二）、物理量的计算、图表的制作、如物理量的时间和时间速率曲线和空间分布图的绘制等，（3）最后是数据分析，采用作图法，根据监控量测数据绘制时间-位移散点图，分析各监控量测物理量值大小、变化规律、发展趋势。然后根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数经行回归分析，对最大值（最）终值经行预测，并与控制基准值经行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构的工作状态。如果曲线正常，说明围岩出去稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如果位移出现反常的急骤增长现象（出现了反弯点），说明围岩和支护已呈不稳定状态，必须立即采取相应的施工措施。说明图5.1.1时间-位移曲线图对位移监控量测结果经行回归分析，预测该测点可能出现的最终值及影响范围，以评估结构的安全状况，必要时经行优化施工方案。徐家庄隧道进口采用如下回归函数模型。位移历时回归分析函数模型U=Ae-BA/t6监控量测信息反馈及工程对策监控量测信息反馈必须根据监控量测数据分析结果，对工程安全性经行评价，并提出相应的工程对策与建议。监控量测信息反馈按图6.1.1程序经行。施工过程中及时对监控量测数据经行实时分析和阶段分析实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患分析原因并提交异常报告；阶段分析：按周、月经行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况经行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。图6.1.1监控量测信息反馈程序框图7结束语兰新铁路第二双线（平西段）LXSQZ-1标管段徐家庄隧道进口，根据铁路隧道监控量测技术规程，高速铁路隧道工程施工技术指南，结合现场实际，探索出了一套围岩量测的程序，经过实践证明我们采用的方法是正确的