監(jiān)控量測(cè)在馬尾寨隧道施工中的應(yīng)用

1、監(jiān)控量測(cè)在馬尾寨隧道施工中的應(yīng)用胡曙光1，2,杜宇飛1，2（ 1、江西省高等級(jí)公路管理局 江西 南昌 330000）（2、江西贛粵工程公司 江西 南昌 330000）摘 要：監(jiān)測(cè)量測(cè)是隧道新奧法施工中的重要內(nèi)容，本文以石吉高速馬尾寨隧道進(jìn)口施工為例，介紹了隧道監(jiān)控量測(cè)的方法，闡述了監(jiān)控量測(cè)對(duì)指導(dǎo)施工的意義。關(guān)鍵詞：隧道工程；監(jiān)控量測(cè)；馬尾寨隧道；施工；應(yīng)用0 前 言新奧法作為一種全新的隧道施工概念，其基本原理是運(yùn)用各種手段 (開(kāi)挖方法弱爆破，支護(hù)形式早封閉，監(jiān)控量測(cè)勤量測(cè))抑制圍巖變形，最大限度地發(fā)揮圍巖自身的承載能力使隧道施工更安全、更經(jīng)濟(jì)。而隧道經(jīng)濟(jì)性與安全性就是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)所獲得的圍

2、巖、支護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)變和應(yīng)力信息及時(shí)反饋并應(yīng)用于隧道設(shè)計(jì)和施工中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著新奧法(NATM)在隧道施工中的廣泛運(yùn)用，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)作為新奧法的靈魂也越來(lái)越得到了廣泛的重視。因此，快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)和信息反饋是應(yīng)用新奧法施工的關(guān)鍵。隧道監(jiān)控的作用有以下幾點(diǎn)：1、通過(guò)施工和環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)， 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項(xiàng)目的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 2、掌握圍巖動(dòng)態(tài)，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同工況時(shí)的受力狀態(tài)和應(yīng)力分布，對(duì)圍巖穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。 3、驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)型式、支護(hù)參數(shù)，評(píng)價(jià)支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其安全性，確定支護(hù)時(shí)間 。 1 馬尾寨隧道概

3、況石吉高速公路馬尾寨隧道位于寧都縣固村鎮(zhèn)白城坑村西南，為一分離式隧道，起止樁號(hào)為K29+015K29+915，左線(xiàn)全長(zhǎng)820m，右線(xiàn)全長(zhǎng)860m，由江西省贛粵工程公司承建。本隧道右線(xiàn)出口段主要為變余砂巖和花崗斑巖，且有密集的裂隙帶經(jīng)過(guò)該段，巖體破碎，產(chǎn)狀160°80°，為反向坡，仰坡相對(duì)穩(wěn)定，巖體破碎結(jié)構(gòu)為主，強(qiáng)度較低，遇水易軟化，節(jié)理裂隙發(fā)育 ， 自穩(wěn)能力差，且?guī)r性變化較大，如施工工藝不當(dāng)易造成圍巖失穩(wěn)， 甚至可能發(fā)生大塌方，給工程帶來(lái)不可彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，因此實(shí)施隧道圍巖現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)具有重要的意義 。 2 監(jiān)控量測(cè)根據(jù)石吉高速公路馬尾寨隧道的地質(zhì)、水文特征以及新奧法

4、施工中所需信息，并結(jié)合項(xiàng)目業(yè)主要求，本次監(jiān)控量測(cè)主要內(nèi)容如下表1所示：表1 馬尾寨隧道檢測(cè)內(nèi)容編號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)要求和目的監(jiān)測(cè)頻率1地質(zhì)和支護(hù)狀況觀(guān)察對(duì)巖性、巖層的產(chǎn)狀及結(jié)構(gòu)面進(jìn)行描述，觀(guān)察記錄支護(hù)結(jié)構(gòu)裂縫每天早晚各一次2拱頂下沉測(cè)量監(jiān)控拱頂下沉，了解斷面變形狀態(tài)，判斷隧道拱頂?shù)姆€(wěn)定性1-15天內(nèi)每天兩次，16-1月每?jī)商煲淮?周邊收斂量測(cè)用周邊收斂?jī)x量測(cè)，判斷兩側(cè)壁水平相對(duì)位移情況及變化趨勢(shì)1-15天內(nèi)每天兩次，16-1月每?jī)商煲淮?地表裂縫測(cè)量監(jiān)控邊坡仰坡變形，判斷坡體穩(wěn)定性每天一次2.1 地質(zhì)和支護(hù)狀況觀(guān)察11月19日，馬尾寨隧道右線(xiàn)正式進(jìn)洞，進(jìn)洞后即對(duì)初襯、掌子面圍巖以及邊仰坡進(jìn)行了詳細(xì)的觀(guān)

5、察和記錄。掌子面圍巖基本為全風(fēng)化花崗巖，巖體特別破碎，22日，隧道進(jìn)洞13m，套拱右側(cè)出現(xiàn)壓裂，仰坡出現(xiàn)裂縫。2.2 凈空變化、拱頂下沉和地表下沉量測(cè)凈空變化、拱頂下沉和地表量測(cè)為必測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)設(shè)置在同一個(gè)斷面上，如圖1所示，A點(diǎn)為拱頂下沉量測(cè)點(diǎn)，其余為周邊位移測(cè)點(diǎn)，在全斷面施工段用1布置，臺(tái)階開(kāi)挖地段采用2布置。2.3 地表裂縫量測(cè)馬尾寨隧道右洞出口仰坡特別陡峭，在坡體開(kāi)挖后容易發(fā)生塌方甚至滑坡。進(jìn)洞后，23日在坡頂發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，延伸約20m。故于24日在已開(kāi)裂部位進(jìn)行了裂縫寬度變化量測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示，每天分別測(cè)量A-A、B-B、C-C的寬度，通過(guò)對(duì)寬度的分析了解邊仰坡的穩(wěn)定性。3 對(duì)量

6、測(cè)結(jié)果的分析3.1 地質(zhì)情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)觀(guān)察分析11月19日進(jìn)洞后，23日邊仰坡出現(xiàn)一條長(zhǎng)20m，寬5mm，深0.5m的裂縫，套拱左側(cè)出現(xiàn)明顯的壓裂縫。3.2 對(duì)周邊收斂和拱頂下沉數(shù)據(jù)的分析圖1 測(cè)點(diǎn)布置圖圖2 坡頂裂縫測(cè)點(diǎn)布置圖圖3 收斂值曲線(xiàn)（0.01mm）圖4 收斂速度曲線(xiàn)（0.01mm）圖5 拱頂下沉曲線(xiàn)（mm）圖6 拱頂下沉速度曲線(xiàn)（mm）水平收斂值曲線(xiàn)顯示右洞自進(jìn)洞以來(lái)共產(chǎn)生2mm左右的水平位移，收斂速度曲線(xiàn)顯示23日、28日變形速度最大，分析原因系進(jìn)洞后防護(hù)未能及時(shí)跟進(jìn)，邊仰坡小幅滑動(dòng)所致；30日后，坡體經(jīng)過(guò)變形調(diào)整趨于穩(wěn)定，隧道水平變形速度明顯減緩。拱頂下沉曲線(xiàn)顯示至12月5日為

7、止共產(chǎn)生了約2.5cm的沉降，下沉速度曲線(xiàn)顯示在11月27日到28日變形最大為1.5cm，時(shí)間和水平收斂變形速度最大值時(shí)間基本一致，主要還是由于坡體下滑引起的。3.3 對(duì)地表裂縫量測(cè)結(jié)果的分析對(duì)邊仰坡裂縫的監(jiān)測(cè)結(jié)果如下表2所示，另裂縫寬度變化速度曲線(xiàn)如圖7所示：表2 裂縫監(jiān)測(cè)記錄表時(shí)間ABC讀數(shù)變化值變化速度讀數(shù)變化值變化速度讀數(shù)變化值變化速度11月24日25.2021.8020.9011月25日26.61.41.423.11.31.3232.12.111月26日27.52.30.923.92.10.8243.1111月27日28.83.61.324.62.80.724.73.80.711月2

8、8日29.13.90.326.24.41.626.35.41.611月29日30.14.91275.20.827.16.20.811月30日31.261.127.45.60.427.66.70.512月1日31.76.50.527.75.90.327.86.90.2累計(jì)變形6.55.56.9圖7 裂縫寬度變化速度曲線(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示自隧道進(jìn)洞以來(lái)，坡體頂端產(chǎn)生了一道寬約6cm的裂縫，但隨著坡體的滑動(dòng)變形，經(jīng)過(guò)應(yīng)力調(diào)整，12月后坡體變形速度減小，已趨于穩(wěn)定。3.4 其他說(shuō)明馬尾寨隧道自進(jìn)洞以來(lái)，安全狀況始終受到業(yè)主、監(jiān)理和施工單位的普遍關(guān)注，鑒于已經(jīng)出現(xiàn)的套拱裂縫和邊仰坡滑移以及當(dāng)前的地質(zhì)狀況，決定

9、對(duì)隧道進(jìn)口邊仰坡進(jìn)行加固處理，處理措施如下：（1）邊仰坡套拱前5m，后15m范圍內(nèi)自拱頂至裂縫采用42導(dǎo)管注漿，導(dǎo)管長(zhǎng)度2m，間距1m，梅花狀布置；（2）套拱頂采用砂袋碼砌，成斜坡?tīng)钣靡缘窒髠?cè)山體偏壓；（3）洞內(nèi)20m范圍內(nèi)增加臨時(shí)鋼支撐，間距2m。在確定處理方案后，施工方于12月4日即對(duì)邊仰坡以及隧道初襯進(jìn)行了加固，此后現(xiàn)場(chǎng)檢查和監(jiān)控量測(cè)結(jié)果均顯示隧道及邊仰坡趨于穩(wěn)定。截止12月15日，馬尾寨隧道右線(xiàn)已掘進(jìn)62m，順利實(shí)現(xiàn)了安全進(jìn)洞。4 結(jié) 語(yǔ)監(jiān)控量測(cè)是新奧法施工的重要內(nèi)容，馬尾寨隧道右線(xiàn)出口段的施工說(shuō)明，監(jiān)控量測(cè)完全可以在整個(gè)隧道施工過(guò)程中起到了“眼睛”作用。通過(guò)這雙眼睛，可以對(duì)圍巖和支

10、護(hù)系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)做出判斷，并可為初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。參考文獻(xiàn)：1劉鶴冰劉鶴冰,郭慶.小金口隧道圍巖內(nèi)變形的監(jiān)控和量測(cè)J.四川建筑，2004，(02).2林在庚林在庚.新奧法隧道監(jiān)控量測(cè)施工實(shí)踐J.科技信息(科學(xué)教研),2007,(13).3蔣樹(shù)屏蔣樹(shù)屏,林勇.公路隧道量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及其工程應(yīng)用J. 現(xiàn)代隧道技術(shù), 2001,(06).4溫玉輝溫玉輝.公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)手段及測(cè)試元件埋設(shè)方法J. 鐵道建筑技術(shù), 2006,(02).5胡時(shí)友胡時(shí)友，姜昭群.圍巖監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在淺埋大斷面公路隧道中的應(yīng)用J. 探礦工程(巖土鉆掘工程), 1994,(02)6譚華,尉自斌.甘肅省寶天高速公路隧道群監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)J.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版), 2008,(