圍巖量測技術(shù)在老鴉峽隧道中的應(yīng)用

1、圍巖量測技術(shù)在老鴉峽隧道中的應(yīng)用摘要：以實(shí)際工程為例，系統(tǒng)地闡述了隧道工程中圍巖量測技術(shù)的量測方法、注意事 項(xiàng)、量測數(shù)據(jù)的處理，以及圍巖穩(wěn)定性的判別方法；通過施工現(xiàn)場監(jiān)測，掌握圍巖和支護(hù) 在施工中的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定程度。關(guān)鍵詞：隧道工程；圍巖量測；方法；數(shù)據(jù)處理1 .工程概況馬平高速公路老鴉峽2#隧道是分離式雙洞（左右線）單向行駛隧道。隧道出口段地質(zhì)圍 巖分為三類：洞口段為？ ±轡a遙？地質(zhì)情況為卵石，砂土填充，無膠結(jié)，同時(shí)存在采空區(qū)（在隧道進(jìn)洞之前已對采空區(qū)進(jìn)行了回填封堵灌漿處理），易發(fā)生大的塌方；緊接？ ± 轡a椅? 轡a遙？地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育，局部受風(fēng)

2、化影響節(jié)理 裂隙發(fā)育；然后是？ 轡a葉危？地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育。整條隧道地下水位于設(shè)計(jì)高程以下，不發(fā)育，隧道開挖跨度為15？ 5m最小為13m開挖高度為 11rr。2 .量測項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行了以下幾項(xiàng)量測：洞內(nèi)觀察，地表下沉量測，拱頂下沉量測, 周邊收斂量測。3 .量測3.1 洞內(nèi)觀察隧道在開挖后要進(jìn)行地質(zhì)觀察，在支護(hù)完成后對已支護(hù)地段要進(jìn)行觀察。對開挖的圍巖觀測包括以下幾項(xiàng):節(jié)理裂隙發(fā)育程度及方向;開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無坍塌現(xiàn)象;涌水情況：涌水的位置、涌水量、水壓等;(4) 是否有底板隆起現(xiàn)象。對初期支護(hù)段圍巖觀測主要有以下幾項(xiàng)：(1)是否發(fā)生錨桿被拉斷或墊

3、板脫離圍巖現(xiàn)象；(2)噴混凝土是否發(fā)生裂隙和剝離或剪切破壞；(3)鋼拱架有無被壓變形情況。量測數(shù)據(jù)的處理采用隧道凈空變化值 (收斂值 )作為信息反饋值。收斂值指隧道周邊兩測點(diǎn)連線方向上相對位移值，所以必須把它換算成兩測點(diǎn)的絕對位移值，換算的方法按幾何關(guān)系有：(ui-uj)cosaij+(vi-vj)sinaij=dij(3)式中ui、uj、vi、vj i、j兩測點(diǎn)絕對位移的水平和垂直分量;a ij連線與水平方向夾角，按逆時(shí)針方向?yàn)檎?d基線ij方向的收斂值。采用一元非線性回歸方程。指數(shù)方程：u=a(1-e-bt)(4)當(dāng)量測時(shí)間t 1 =t2時(shí)，則解得回歸系數(shù)a=u 2 1 /(2u1-u2)

4、b=1/tln u1(u2 -u1 )(5)當(dāng)量測時(shí)間t2=2t1，則用拉格朗日插值方程求解2t1時(shí)的量測值U,然后再用兩倍時(shí)差求解 a、b 值，u= : (t3-2t1)u2+(2t1-t2)u3: /(t 3 ? (6)得出回歸方程后，可以繪出位移時(shí)間曲線，得出某一時(shí)刻位移速率，從位移時(shí)間形態(tài)、位移速率與某臨界值相比較，確定采用何種支護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)施作時(shí)間。施工規(guī)范中規(guī)定隧道周邊允許相對位移值 (%)如表 1。5 圍巖穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)位移一一時(shí)間曲線的形態(tài)，根據(jù)巖體的流變特性，巖體破壞前的變形曲線分成三個(gè)區(qū)段。分別如下。(1)基本穩(wěn)定區(qū)：變形速率不斷下降，d2u/dt < 0時(shí)，表明

5、圍巖趨于穩(wěn)定，支護(hù)是安全的。(2)過渡區(qū)：變形速率長時(shí)間保持不變， d2u/dt=0 ，表明支護(hù)要加強(qiáng)同時(shí)及時(shí)調(diào)整施工程序。(3)破壞區(qū)：變形速率逐漸增加，d2u/dt >0時(shí)，曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)，表明圍巖已達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)，必須立即停工加固。注：相對位移值指實(shí)測位移值與兩測點(diǎn)間距離之比，或拱頂位移實(shí)測值與隧道寬度之比；脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值。3.2 地表下沉量測地表下沉量測布置在 4b6b(b主洞室寬)范圍，中線附近密些，外側(cè)漸稀。(1) 測點(diǎn)埋設(shè)：在埋設(shè)點(diǎn)挖長、寬、高均為20mm的坑，然后放入沉陷測點(diǎn)，測點(diǎn)一般采用25mn長、350mn半圓頭鋼筋制成。測點(diǎn)四周用混凝土填實(shí)

6、。在開挖影響范圍以外設(shè)置 水平基點(diǎn) 2 個(gè) 3 個(gè)。水平基點(diǎn)埋設(shè)方法同上。(2)量測一一沉陷量計(jì)算：使用普通水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，測出各沉陷量測點(diǎn)的標(biāo)高，然 后按下式計(jì)算沉陷量。un=a0-( a 基-r 后 +r 前)(1)式中un第 n次量測下沉量， mm0測點(diǎn)初始標(biāo)高，mma基 水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高， mm后第 n 次量測后視讀數(shù)， mm；前第 n 次量測前視讀數(shù)， mm。3.3拱頂下沉在拱頂部位布設(shè)一個(gè)測點(diǎn)，中線兩側(cè) 2m處拱腰部位布置兩對稱測點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)位于個(gè)斷面，布設(shè)時(shí)采用全站儀測放，量測斷面的間距為？ ±轡a葉？ 10m ? 轡a1個(gè)? 15m ? 轡a葉？ 20m量測間隔時(shí)間：1d1

7、5d1次Id ; 16d1個(gè)月1次/2d ;月3個(gè)月1次/周。下沉量計(jì)算：un=a 0 - (a基-r 后 +r 前)(2)式中un第n次量測下沉量,mm；0測點(diǎn)初始標(biāo)高，mma基一一水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高，mm后第 n 次量測后視讀數(shù)，mm；前第 n 次量測前視讀數(shù)，mm。2#隧華東公路XXXX年第4期XXXX年第4期婁奕紅，王秉勇：圍巖量測技術(shù)在老鴉峽 道中的應(yīng)用3.4 周邊位移周邊位移量測主要量測兩側(cè)邊墻收斂值。布設(shè)測點(diǎn)如下：在？ 轡a抑校？每隔50m布置一個(gè)斷面；？ ±唷? 轡a頤扛? 20m布設(shè)一個(gè)斷面。每個(gè)斷面布置 3對測點(diǎn)，在楔形體范圍內(nèi)大致布置于上中下，每組兩個(gè)測點(diǎn)保持在水平位

8、置。6 工程實(shí)例根據(jù)表 2 數(shù)據(jù)計(jì)算如下：第 1 組數(shù)據(jù)：a=332/(2 X 33 -39)=40 ?33b=1/10ln33/(39-33) =0? 17u=40?33X (1 -e-0 ?17t)du/dt=-40?33X(-0?17)e-0 ? 17t當(dāng) t=22d時(shí)，du/dt=0 ? 14mm/dv 0?2mm/d說明地表達(dá)到基本穩(wěn)定。第2組數(shù)據(jù)：a=272/(2 X 27-32)=33 ?136b=1/10ln27/ ( 32-27) =0? 168u=33 ?136X(1 -e-0 ?168t)du/dt=-33?136X(-0?168)e-0 ?168t當(dāng) t=20d時(shí)，du/dt=0 ? 19mm/cK 0?2mm/d說明地表達(dá)到基本穩(wěn)定。第3組數(shù)據(jù)：a=212/(2X 21 -28)=31 ?5b=1/10ln21/(28-21) =0? 11u=31?5X(1 -e-0 ?11t)du/dt=-31?5X(-0?11)e-0 ?11t當(dāng) t=26d 時(shí)，du/dt=O ? 19mm/dv 0?2mm/d說明地表達(dá)到基本穩(wěn)定。第 4 組數(shù)據(jù)：a=122/(2X 12-13)=13?9b=1/10ln12/(13-12) =0? 248u=13?9X(1 -e-0 ?248t)du/dt=-13?