简述监控量测在偏压、浅埋连拱隧道施工应用和重要性

1、简述监控量测在偏压、浅埋隧道施工中的重要性1.工程概况玉蒙铁路在施工中主要有三座铁路单线隧道为浅埋偏压隧道，分别为钱家湾隧道、哨脚一号隧道、哨脚二号隧道，共计345米为浅埋偏压段，约占上述三座隧道全长的50%，最小埋深为1.5米。为保证隧道浅埋偏压段的正常施工，专门指派专人严格按照有关规范，负责上述三座隧道的监控量测。按照设计文件，五级围岩变形预留值为10cm，但在施工过程中根据监控量测的数据最大时，开挖调整预留变形值为20cm。通过监控量测提供的变形数据保证了开挖的结构尺寸，确保了隧道的正常施工。2.监控量测在隧道施工中的意义在施工的隧道中普遍提到新奥法施工，新奥法不单纯是一种施工方法，也不

2、能认为锚喷支护就是新奥法。新奥法实质是一种现代先进设计与施工一体化方法。如果锚喷结构是按照规定程序进行设计与施工一体化的，才能认为符合新奥法。新奥法施工的基本原则为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”，可见监控量测在新奥法施工中的重要性。所以监控量测在隧道施工中可以为隧道的动态设计和信息化施工提供依据，确保施工的安全，因此具有重大的意义。3.监控量测的项目及技术要求3.1隧道监控量测的项目隧道监控量测的项目应根据工程特点、规模大小和设计要求综合选定。量测项目可分为必测和选测项目两大类。必测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行，选测项目应根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其他特殊要求，有选

3、择的进行。3.2监控量测的技术要求监控量测在隧道施工中的由来 鉴于岩体状态的复杂性及不确定、不确知性，地下结构的力学分析不像地面结构那样准确可信。有时使用严密的力学数学方法，进行大量计算，但结果并不满意，仍不足以作为结构设计的根据。因此人们设想突破原有思路，而在施工过程中对围岩及支护的动态严格监控，所得的数据一般真实可信，用它来判断围岩稳定与否，核对原有的设计并指导施工。因此，监控的由此而来。监控量测中收敛、约束的定义 隧道开挖后，由于岩体内应力调整而产生位移，这种岩体向洞内的位移称之为收敛。如果围岩位移不能自行停止、可能失稳时，就需要修筑支护结构，支护结构和围岩形成一体，共同变形和参与应力调

4、整，其中支护对围岩位移的控制，称为约束。偏压、浅埋隧道中量测工作的技术要求.1量测仪器量测仪器配备：数码相机、罗盘仪、收敛仪、全站仪、水准仪、塔尺、钢尺等。.2监控量测断面及测点布置原则1)量测仪器、测试精度、断面间距、测点数量净空变化测点和拱顶下沉点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量如表1图进行:   2)净空变化测点和拱顶下沉测点的布置要求净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间。净空变化、拱顶下沉和地表下沉等必测项目必须布置在同一断面上。3)浅埋隧道布置地表沉降点浅埋隧道(H02b，H0隧道埋深，

5、b隧道最大开挖宽度)应在隧道开挖前布设地表沉降点，地表沉降点纵向间距应符合以下表3的要求：    4)地表沉降点布置要求地表沉降点横向间距为25m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+b，地表有控制性建筑物时，量测范围应适当加密。测点布置图如下图表4所示：监控量测频率 .1监控量测的频率要求应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表5确定。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的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。当出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。在塑性流变岩体中，位移长期（开挖完成两个月以上）不能变化时，量

6、测要继续进行直到每月变化为1mm时候为止。.2监控量测控制基准.2.1监控测量控制基准包括的内容 监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降等，应根据地质条件、隧道结构的长期稳定性、隧道施工安全性等因素制定。.2.2隧道位移基准要求及管理等级.2.3位移控制基准的等级4.监控量测方法与作用4.1洞内、外观察洞内、外观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。其中，开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像、填写工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工地段，应记录喷射混凝土、锚杆、钢筋变形和二次衬砌等工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表

7、开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建筑物进行观察。4.2净空变化量测根据围岩条件确定量测间距埋设测点，并按规定量测频率进行量测。主要原理：每次测出两点间净长，求出每次量测的增减量，即为此处净空变化值。读数读三次，然后取其平均值，并记录在规定的净空记录表。预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢筋与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，加工成180°弯钩或三角形钩。测点用锚固剂稳定，埋入围岩深度不小于20cm。4.3量测方法 收敛测点要求检查预埋测点有无损坏、松动、并将测点灰尘擦净；收敛测量方法每次量

8、测前检查收敛仪读数是否归零，尺架两端挂钩是否紧密不松动。检查完毕后把收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋点后将尺孔销插入，用尺卡将尺与联尺架固定后，调节调节螺母，记下钢尺的基线长度和数显读数，在重复测读两次，每次读数误差不得大于0.05mm，然后取三次读书的平均值。（注意每次开挖后12小时内取得初读数）；拱顶下沉量测在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。拱顶下沉量测测点布置在拱顶，每断面布置一点；量测时采用水准仪、塔尺或是钢尺进行测量。每次开挖后12小时内取得处读数。同一断面每次测量必须采用同一基点。地表下沉 地表下沉测量方法同拱顶下沉测量，在工程开挖

9、前（隧道未进洞前对每一个测点读取初始值。首次观测时，对测点进行三次观测（三次读数的差值要小于±1mm），取平均读数作为初始值。每个测点读数误差应不大于0.3mm。4.4监控量测的作用提供监控设计的依据和信息：掌握围岩力学状态的变化和规律；掌握支护的工作状态信息并及时反馈，指导施工作业。预报及监视险情：作出工程预报，确定施工对策和措施；监视险情，以确保安全施工。校核地下工程理论计算结果、完善工程类比法：为理论解析、数值分析提供计算数据与对比指标；为工程类比提供参考指标；为地下工程设计与施工积累经验资料。5.监控量测在偏压、浅埋隧道施工中的重要性 5.1偏压、浅埋隧道中的地质环境隧道岩体

10、或地层被开挖以前，一般说总是稳定的，但在开挖过程中及开挖以后，由于原有平衡被打破，岩体性状发生变化，人们直接观察到的既是大部分岩体或迟或早将出现或大或小的坍落，有的洞壁还会发生明显的内挤位移，这是修筑隧道经常会遇到的问题。5.2岩体的特性岩体是在一定工程规模范围内现实存在的自然地质体。由于长期经受各种地质作用，通常不是单一的岩石，而是呈现出各种各样的地质构造形迹，即或多或少地存在性状各异的层里面、节理面和裂缝面，我们把这些地质界面统称为节理、结构面或不连续面。为由于它的力学性质软弱，又称弱面。因此常说岩体是由被分割的结构体和众多结构面组成的统一体。结构面的存在，使得岩体的破坏往往出现在这些软弱

11、面处，整体的力学性能远差于其组成物岩石，同时还会出现不均匀性及各向异性。5.3隧道新奥法施工程序目前隧道施工大多采用新奥法施工，采用新奥法施工的隧道应视其规模、地质条件以及安全要求、施工方法，并充分利用现场监控、量测信息指导施工，严格施工程序，不得省略。新奥法的特征之一是采用现场监控，量测信息指导施工，即通过对隧道施工中隧道施工中量测数据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈。并根据已建立的量测为基准，对隧道施工方法（包括特殊的、辅助的施工方法）、断面开挖步骤及顺序、初期支护的参数等进行合理调整，以保证施工安全、隧道围岩稳定、工程质量和支护结构的经济性等。5.4隧道施工工序布置图 

12、;   注：采用新奥法施工，地层为Ptim薄层状板岩、炭质岩层（W3），节理很发育，洞内岩体破碎，呈角砾土状，有地下水渗出，遇水易软化剥落，拱部易坍塌。5.5监控量测在隧道中的重要性由于偏压、浅埋隧道中岩体由于自重应力和侧压力的存在，且岩体存在不均匀性，或节理呈现不发育，遇水及易软化等症状。造成隧道开挖初支后受岩体的初始应力（又称地应力，是地层未受工程扰动时存在的天然应力）的影响，自稳性差。造成岩面位移，洞身侧壁逐渐内移，造成洞身变形乃至坍塌。而监控量测是新奥法施工的核心，是监视围岩稳定性，检验设计和施工是否正确合理及安全的重要手段。因此，保证隧道施工时为了及时掌握施工中围岩稳定程度与支护受力、变形的力学动态或信息，以判断设计与施工的安全与经济，必须