长大浅埋隧道的施工监测

长大浅埋隧道的施工监测1工程及地质概况某隧道左线长4320m，右线长4370m，隧道最大埋深307m。隧道进口段为浅埋段，左右线浅埋段共长约900m，最小埋深为2.5m。隧道设计采用分离的双洞单向三车道隧道，隧道最大宽度约16.81m，开挖高度约11.75m，隧道衬砌采用复合式衬砌断面。隧道穿越地层主要为古生界寒武系中统徐庄组，张夏组及上统崮山组，长山组和风山组地层，出口处局部为第四系沉积层，岩性相当复杂，变化频繁，从硬质灰岩到软岩体如砂岩，无粘结力的碎石土，节理裂隙发育，地下含水以基岩裂隙水分布最为广泛。因此，无论从自然地理、地质构造、地层岩性、水文地质条件各方面来说，隧道的施工条件都相当恶劣。2施工与监控方案鉴于隧道断面大、隧道长、地质条件复杂、在施工中采取反馈设计与信息化施工手段进行隧道开挖，将新奥法(NATM)思想融入设计、施工、监理、监测、管理的各个方面，将施工过程中捕获的各种信息及时反馈、分析和处理，以对原设计和施工方法、支护参数进行跟踪监控,遇有不适当之处及时进行修改调整,并总结经验。在隧道开挖与围岩支护等环节中，可能会出现各种不可预见的因素，对施工进度与人员安全造成影响。因此，加强隧道施工全过程的监控量测，实现信息化施工，及时掌握围岩与支护动态，确保隧道施工过程中围岩稳定与支护安全；同时为二次衬砌支护合理时间的选择、验证支护结构型式及支护参数，评价支护结构与施工方法的合理性，并为优化设计参数，调整施工工艺提供最直接、最有效的原始数据至关重要。量测工作是新奥法构筑隧道非常重要的一环，根据施工环境的实际情况选择监测项目，并充分利用监测成果，应用信息化施工技术，乃项目部提高工程质量“降低工作成本”保证安全和工期的重要举措。隧道动态反馈设计与信息化施工工作流程图，如下图1.1图1.1隧道动态反馈设计与信息化施工工作流程图3量测设计3.1隧道监测的内容信息化设计与施工的关键是收集信息，监测技术是信息获得的主要手段。信息的来源主要分2个阶段：一是勘察阶段，通过勘察信息确定初步设计方案和施工方法；二是施工阶段，收集施工期间的地质、施工方法信息，反馈分析，必要时修正初步设计方案和施工方法，达到最优化的设计和施工方案。隧道监测的内容较多,包括地质条件、应力、应变和位移等监测,目前在隧道工程中主要进行监测的隧道内现场观察、拱顶下沉、周边收敛、锚杆拉拔力等,其具有稳定可靠、反映直接、简便经济等优点。在复杂的地质条件下进行隧道工程建设，应该加强多方面的监测，如地表沉降、围岩内部位移、支护结构受力与变形等。3.2某隧道现场测试方法某隧道切实有效地控制好隧道监测中必测项目，已能满足大部分隧道项目施工的需要。3.2.1地质及支护状况观察隧道每次爆破后通过肉眼对掌子面围岩进行观察，同时通过地质罗盘量测及锤击等手段描述和记录围岩地质情况，包括围岩的岩性、岩石坚硬程度、风化程度、岩层产状、裂隙发育程度、地质结构面、地下水情况等，从而判断围岩级别是否与设计相符，进行拍照记录和地下水渗水量测量。初期支护施作后对喷层支护状态和锚杆工作状态进行观察，观察喷层是否出现脱落、开裂以及脱落、开裂程度，锚杆工作是否正常等，若发现异常情况及时进行记录和反馈。芝臣立地表沉降观测前本项目隧道进乳口埋深较浅，役开挖时可能引衬起地层深陷，势量测的目的是携在于了解以下键内容：屯①某、翻地表下沉范围亿、量值；柿②轮、义地表及地中下辈沉随工作面推蔽进的规律；旋③冠、搬地表及地中下温沉稳定的时间姜。兔在选定的量测索断面区域内，邮首先设一个通崭视条件较好、耳测量方便、牢存固的基准点饰(锋基准点布置地载表沉降影响区荐以外永)删，然后在计各个尚断面埋设地表律沉降测桩，测面桩采侍用鞋Φ单1恋6界钢筋制作而成唐，并用水泥砂宏浆埋设牢固。恳每个断面设领7雾个测点，测量饺断面沿隧道纵盘向延伸登（如榴图伪1.命2程）本。津地表下沉量测岂采用水准仪进躬行量测，测量岸精度为船1mm扩，标高采用绝段对标高或相对链标高。对于浅洋埋隧道地面沉叔降以及沉降的钉发展趋势是判熊断隧道围岩稳斤定性的一个重筐要标志。仁兔研图恐1.2心地表沉降观测笛点布置图狂恒之周边收敛贪量测差围岩周边各点辫趋向隧道中心田的变形称类为事“研收城敛键”紧，所谓围岩周场边收敛位移量睬测主要是指对粱隧道内壁面两酿点间连线方向滴的位移的量测略，此项量测称斧为发“昨收段敛下”举量测。收敛量展测是隧道施工食监控量测的重景要项目，收敛小值是最基本的误量测数据，是蒜判断围岩动态串最主要的量测昼项目，必须量北测准确。隧道绣工程施工比较肚强调围岩变形话，因为岩体变痛形是应力性态惭变化的最直观费反映，是隧道遮开挖时围岩动墓态、围袭岩条件、支护膀效果的综合体井现，是在隧道梅全长进行的重树要量测项目。辱此项目的量测袖结果可用以判听断：周边围岩悬的稳定性；确屈定支护时间、弓推算位移速率淋、最终位移值舍、初期支护的苦妥当与否及衬什砌、仰拱的灌垄注时间等移。守隧道开挖爆破稀以后，沿隧道腊周边拱腰和边彩墙部位分别埋北设测桩，测桩消的埋设方法与吃拱顶下沉测桩疯埋设方法相同移。为了便进行骂数据分析，周驰边收敛与拱顶店下沉测桩布置毯在同一断面。调若隧道采用台蚂阶分步开挖，除需布设盲1度、墙2税、谢3费三渐条量测基线，声其基线在上台驼阶开挖后布设女，主要量测上迁台阶开挖后围裂岩及支护的变史形；下台阶开雹挖后需及时在助同一断面布设伍4匪、趁5讽、陈6浩基线，主要量揪测下台阶开挖貌后围岩及支护像变形。旬隧道周边收敛墨测点布置如图姜1.3猴所饥示。采用使JSS泥30A磨型系列数显收银敛计进行量测吓，量测时先用洞温度计测度环森境温度用于钢矛尺温度变形修历正，从收敛计届钢尺上读出整脖读数，从数显毯计上读出微读仇数，两者之和才即为基线的长悦度，每次量测绩值之间的差值委即为隧道的周谱边收敛值。剖图珠1.3舌拱顶下沉及周绵边收敛测点布震置示意图蛇谱盾拱顶下沉量测衔隧道拱顶内壁尚的绝对下沉量被称为拱顶下沉娱值，单位时间春内拱顶下沉值侧称为拱顶下沉闭速度。拱顶下袭沉量测也属位付移量测，对于钓埋深较浅、固肢结程度低的地翠层，水平成层展的场合，这项狮量测比收敛值庙量测更为重要幕，其量测数据岁是判断支护效挠果，指导施工粱工序，保证施岸工质量和安全瘦的最基本的资单料忽隧道开挖后在沸毛洞拱顶设置叮带挂钩的预埋渣件作为拱顶下协沉量测测桩的(发如图所隔1.3伙示再)凡，埋设前先用瑞小型机具在待凭测部位钻孔，父然后将测桩放福入孔内，用快偶凝水泥或早强待锚固剂固定，互在施工易破坏诱的位置用红色僵油漆做好标记矿并在测桩头设助保护罩。对于磁较差的围岩，副测桩可在初期撞支护施作后布描置。采用精密味水准仪迎(普精度寿0.1mm讲)餐和玉因瓦水准尺概从洞外或洞内锈基准点转点至捆量测断面附近桐(丢见图础1.4衡)孩，善然后将钢尺垂狂直悬挂在拱顶县挂钩上，通过肌水准仪前视编钢尺读数，通笼过温度修正后拍可得钢尺读数响，由此可得拱志顶对基准点的会相对高程虹，相隔一定时缓间后用同样的煤方法可得拱顶锋的相对高程阶，则缴即为该段时间读的拱顶沉降值蹈。箱图沃1.4跪渴拱顶下沉量测慧方法示意图颜4麦享现场测试结果垃4.1映地质及支护状滩况观察中情况捆以撤某送隧道咏左洞为例：页左洞洞口为弱锄风化灰岩，致浓密结构，条带聪状构造，条带或宽旦1副-3cm垃，夹灰黑色泥穿质条带，层间液结合一般，裂屑隙较发育，一机般间刻距填0.25胖-0.4m笋,发裂面较粗糙，屋不规则，延伸凝较短，岩体层件间干燥，隧道戴轴线与岩层走仍向近于正交，以与主要裂隙呈僵小锐角相交，找弱风化的薄层缸岩层与较发育维的裂隙交切，谅易产生层间滑感移、拱顶剥落涝、掉块等岩体绒局部失稳现象艰，应注意初期翅支护时机及层贱间滑移产生的尤侧压力。胳4.2添某赤隧道左线地表充量测数据分析孤在隧道彻左线帆进口浅埋段沿堆隧道轴线方向融布设宣5议个量测断面，筛隧道婚右线咸进口浅埋段沿叨隧道轴线方向冰布设堡7幕个量测断面。确隧道上部测点贴间距辫5分m波，隧道两侧测酸点间距花5慕m倦。药胞撒图壳1.5越刻Z竭K1膨53屯+3衰90躬断面各测点地碧表沉降时态曲告线嘱图燥1.6继任Z携K仔153涛+蔽3舰90疯断面地表累计隐沉降曲线守根据量测结果击可以看出迎：震(师1)暴丹Z树K1携53胖+踩390怖断面殖2个点地表沉降值餐较大，为卸74昆mm妖，其余各点地撤表沉降值均在搜3桑5右mm颈以内；透(误2岔)年效地质条件越差系，隧道施工引壤起的地表沉降船越大，献扮Z谢K1赶53斩+3橡90近断面渗左侧为松散土宁层初，础出现小面积的拆塌方，颂地质条件比其峡他部位差，地评表沉降也明显三其他部位大；宇奴(有3寸)慢孝在忍隧道开挖过程欧中，上台阶开夺挖引起的地表辰沉降最大地；兄（追4龄）情从位凑移蜓-俊时间曲线图看继，围岩变形表斗现为大速率，族暂时稳定，再警急剧变形，并宋逐渐趋于稳定召。谣当开挖掌子面挠到达孔Z略K1兽53呜+3久90畅附近某时，地勿表栗沉降出现明显耍的变化。幸4.3炸某跑隧道左线横拱顶沉降药量测数据分析需图说1.7陪Z犹K密153流+查37坝0增拱顶沉降曲线炼从拱顶下沉时滩态曲线胸可看出：报(1)出某斧隧道拱顶拒下沉值茫在《公路隧道允施工技术规范粱》凯(诱JTJ042偶-94做)柏允许范围纽内，胶该断面拦拱顶下沉值约筹13响mm玩，稳定时间约忆20夫～京30掏天架。割分(罚2意)驻菜隧道开挖初期傍拱顶下沉速率武较大，墙当隧道开挖通欢过一定距离，漠前方隧道开挖歇对后方已支护婶断面影响不大胆以后，拱顶沉玉降假下沉速率逐步恒减小栏并最终趋于稳肿定。阵4.3早某校隧道左线射收敛赵量测数据分析飞周边收敛量测并结果中负值表共示向内收敛，姨正值表示向外内扩张。%%%度图统1.8千Z树K拾153查+表37荐0捕周边收敛曲线盏从周边收敛时迫态曲线话可看出逐：住（呈1唐）看从监测开始到察掌子面掘进后10m潮的范围内，位舟移呈直线增长点，此阶段位移陶量达总量猫的炉70短%我-80学%随；酱（迫2龄）位移经过初推期较快的增长典后，速率减小鉴，可见周边收茫敛受掌子面推傻进的影响明显某变小。同时位妖移出现波动，断说明收敛受施势工因素的影响漆，如喷混凝土全、立工字钢、侵打锚杆等；迟（越3御）瞎亮但掌子面推进岁到响30m卷，即大昼约狡2郊倍帆洞径时，位移芳基本收敛，不熊再发生变化，猫可见该隧道的羡空间影响大约忆为未2脆倍洞径。谨（军4策）恨从理论上讲女，卵曲线反映出初拖期支护在开挖贸后筐6贯天左右进行最跪理恒想轧(暂急剧变形期之晒后臂)供，活但由国隧道围岩完整物性较差糊，茶断面较大就，方所以初期支护哈在隧道开挖后孤及时进行施作己。5结论惭1经、驰由于大跨径浅酬埋备隧道围岩应力铅和变形具有多始变的特点尤，右采取量测手段温，倾跟踪掌握围岩详应力和变形狸，露及时调整支护诵参数席，旱是骡长大泊隧道施工技术添工作的一项重糕要内容。施工告中应当自始至乞终地坚疤持剖“秧勤量沾测租”飘的原则帝，五以实现支