略論隧道監(jiān)控的方法與結(jié)果

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1量測項目與方法

根據(jù)觀察結(jié)果分析圍巖的破壞形態(tài)，利用觀察結(jié)果修正設(shè)計、指導(dǎo)施工。針對隧道塌方段的特殊性，重點對掌子面的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行觀察。對初襯區(qū)域滲水情況，噴層表面裂縫狀態(tài)、噴射混凝土與圍巖接觸狀況，是否發(fā)生裂隙或剝落，鋼拱架有無被壓曲現(xiàn)象，二次襯砌表面裂縫狀況、是否有底鼓等現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的觀察和記錄，及時反饋信息，確保施工安全。隧道塌方段地表采取卸載施工方法，重點對塌方段地表土體進(jìn)行卸載，使得卸載后的土體呈現(xiàn)臺階狀堆放，同時對場地碾壓密實，用50cm二八灰土進(jìn)行表面封閉。針對塌方段地表土體松散、夏季雨水多極易滲入土體對施工產(chǎn)生安全隱患，在塌方區(qū)段縱向每隔5m布設(shè)一組地表下沉監(jiān)測斷面，共布設(shè)10組監(jiān)測斷面，橫向測點適當(dāng)加密，同時增大量測頻率，實時對地表進(jìn)行監(jiān)測，及時掌握地表變化情況。位移量測周邊收斂位移量測是隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)變化最直觀的反映，根據(jù)變形速率判斷圍巖穩(wěn)定程度和二襯施作的合理時機(jī)，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。周邊收斂位移量測與拱頂下沉監(jiān)測斷面布設(shè)間距為：Ⅱ級圍巖不大于100m左右；Ⅲ級圍巖不大于40m左右；Ⅳ級及以下圍巖不大于20m；圍巖變化處適當(dāng)加密，在各級圍巖的起始地段應(yīng)設(shè)置斷面，當(dāng)發(fā)生較大涌水或圍巖突變時，Ⅳ級及以下圍巖量測斷面的間距縮小至5～10m。在處理隧道塌方段施工過程中發(fā)現(xiàn)塌方段土體松散，量測位移變形較大，極易發(fā)生次生災(zāi)害，根據(jù)現(xiàn)場情況，對右線K15+082—K15+135區(qū)域的測點進(jìn)行加密，測點間距為5m，常用的周邊收斂測線布置所示。隧道周邊收斂位移量測采用六測線法。

2監(jiān)控結(jié)果

在施工過程中發(fā)現(xiàn)初襯混凝土開裂、剝落，鋼拱架有被壓屈現(xiàn)象發(fā)生，洞身兩側(cè)存在底鼓，噴射混凝土表面局部有少量裂隙水滲出，圍巖變形較大。對異常情況進(jìn)行匯總分析，后經(jīng)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，施作鎖腳錨桿、施作套拱等措施，及時消除了安全隱患，避免安全事故的發(fā)生。隧道塌方段地表雖然采取卸載施工方法，同時對場地碾壓密實，用50cm二八灰土進(jìn)行表面封閉。但由于黃土松散，當(dāng)時正處于雨季，雨水量大，沖刷嚴(yán)重，在塌方段K15+090—K15+110地表出現(xiàn)一條長約20m、寬約1cm的裂縫，針對這一情況，施工方對裂縫區(qū)域進(jìn)行處治，碾壓密實，表面封閉，地表用防水彩條布進(jìn)行覆蓋，同時施作地表排水系統(tǒng)。地表下沉隧道右線K15+082—K15+135區(qū)域共布設(shè)10組地表下沉監(jiān)測斷面，橫向測點適當(dāng)加密，同時增大量測頻率，實時對地表進(jìn)行監(jiān)測，及時掌握地表變化情況。重點對開挖掌子面和已施工區(qū)域上方地表進(jìn)行監(jiān)測，從監(jiān)測結(jié)果來看，在隧道中心線附近區(qū)域地表下沉量較大，地表下沉累計實測值達(dá)到58mm，沿著橫斷面兩側(cè)逐漸減小，隨著隧道的開挖變形逐漸減小，分析原因塌方段上方土體松軟，前期雨水量大，沖刷嚴(yán)重，在隧道開挖初期對掌子面附近圍巖擾動大，隨著開挖的進(jìn)行這種擾動逐漸較小。圖3為隧道右線K15+125地表下沉實測量值。周邊收斂位移及拱頂下沉隧道周邊收斂位移采用JSS30A型數(shù)顯收斂計，最小讀數(shù)0.01mm，此儀器具有可靠、方便、精度高等特點。右線K15+082—K15+135區(qū)域周邊收斂位移及拱頂下沉測點間距為5m，在施工過程中發(fā)現(xiàn)K15+125區(qū)域周邊收斂位移及拱頂下沉量測數(shù)據(jù)異常，變形值較大，初襯混凝土開裂、剝落，拱腳向內(nèi)側(cè)擠壓，后經(jīng)及時處治，及時消除了安全隱患。此處拱頂下沉累計實測值達(dá)到152.6mm，收斂位移累計實測值達(dá)到116.25mm，存在初襯侵界現(xiàn)象，及時反饋信息，對設(shè)計預(yù)留變形量進(jìn)行調(diào)整，防止初襯侵界現(xiàn)象的發(fā)生，通過對周邊收斂位移及拱頂下沉數(shù)據(jù)的分析匯總，判別圍巖的穩(wěn)定程度，及時調(diào)整設(shè)計預(yù)留變形量和二次襯砌施作的合理時機(jī)。通過對周邊收斂位移及拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的分析可以看出，在上導(dǎo)開挖、下導(dǎo)開挖、仰拱的開挖過程中對圍巖擾動大，量測變形值急劇變化。同時拱頂處土體松散，早期即使進(jìn)行了超前加固處理，變形值也較大，隨著雙層小導(dǎo)管、鋼拱架、初襯混凝土的共同受力，圍巖應(yīng)力被平衡，變形值逐漸減小，最終趨于穩(wěn)定。圖4、圖5分別為K15+125周邊收斂位移及拱頂下沉實測量值曲線圖。

作者：魏鑫單位：山西省交通科學(xué)研究院