淺談隧道監(jiān)控量測_工程管理

1、淺談隧道監(jiān)控量測在忻保高速大路TS2(L14)合同段蘆芽山隧道施工過程中，該項目部仔細進行隧道量控監(jiān)測，并進行了大量的 總結 工作。文章主要從量測方法、目的、管理基準、地質超前預報和組織機構等幾方面闡述了隧道在施工中怎樣做好量測監(jiān)控工作。蘆芽山特長隧道(忻保高速大路TS2(L14)合同段)，左線起訖樁號LZK85+805LZK87+000，全長1 195 m;右線起訖樁號K85+757K87+000。全長1243 m;單洞總長2 438 m。隧道凈高7.03m，凈寬10.86m，進口為削竹式。襯砌類型有MD(明洞)35m;QM5(V級淺埋)128 m;SM5(V級深埋)485 m;SM4(級深

2、埋)1 020m;SM3(級深埋)690m;JJ4(緊急停車帶級)80m。1工程地質(1)隧道地層主要有第四系上更新統(tǒng)和寒武系上統(tǒng)、中統(tǒng)張夏組、徐莊組。表層巖性主要為碎石土、塊石土等，下層巖性主要以灰?guī)r、白云質灰?guī)r、白云巖為主。(2)斷層：在分水嶺一帶形成了區(qū)域性斷裂構造，斷層性質為逆斷層，與路線大角度交于路線ZK86+740和YK86+660兩處。(3)地震：基本烈度-度區(qū)。2水文狀況隧道區(qū)址地表水主要為大氣降水，地下水為碳酸鹽類裂隙巖溶水，含水介質為巖溶、構造、節(jié)理裂隙，直接接受大氣降水的滲透補給，徑流受構造、節(jié)理裂隙的發(fā)育方向掌握，在隧道中線沿線有泉水涌出，流量不大。依據(jù)蘆芽山隧道勘探結

3、果，蘆芽山隧道富水性較弱，地下水數(shù)量較弱，透水性強。3圍巖監(jiān)控量測的目的隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測，包括隧道施工階段與營運階段的監(jiān)控量測。掌握量測的主要目的是：檢查隧道施工階段或竣工驗收后的隧道中線和凈空斷面的位置與尺寸是否符合設計要求;監(jiān)控量測解決的問題是在隧道施工階段，使用全站儀、水平儀、收斂儀等對圍巖變化狀況(如地表下沉、拱頂下沉、周邊位移等)及支護結構的工作狀態(tài)進行量測，準時供應圍巖穩(wěn)定程度和支護結構牢靠性的平安信息，預見事故和險情，作為調整和修改支護設計的依據(jù)，并在復合式襯砌中，依據(jù)測量結果確定二襯施工的時間，以達到監(jiān)控隧道圍巖的支護結構的變位預應力不超過設計標準。通過現(xiàn)場測量獲得圍巖力學動態(tài)

4、和支護狀態(tài)的有關數(shù)據(jù)，再通過對這些數(shù)據(jù)的數(shù)理和力學分析來推斷圍巖和支護結構體系的穩(wěn)定性及工作狀態(tài)，從而選擇和修正支護參數(shù)以及指導施工。4成立圍巖監(jiān)控量測小組該標段承建TS2(L14)合同段的蘆芽山隧道，在接到施工圖紙后，仔細會審圖紙，了解圍巖類別，圍巖走向、水文、地質狀況，并對主要技術人員進行了技術交底，同時項目部組織成立了圍巖量測小組。5隧道圍巖監(jiān)控量測的方法和選項該項目部依據(jù)施工圍巖類別分類和現(xiàn)場圍巖監(jiān)控量測圍巖條件、隧道工程規(guī)模、支護類型和施工方法等來選擇了測試項目。現(xiàn)場監(jiān)控量測項目分為必測項目(A類量測)和選擇項目(B類量測)兩大類。6隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及量測方法隧道以地質超前預報、

5、地質及支護狀態(tài)觀看、周邊位移、拱頂下沉和仰拱隆起為應測項目，依據(jù)地質狀況的不同，在隧道淺埋V級及淺埋級圍巖段地表下沉應作必測項目。施工初期階段位移及下沉量大或地質變化顯著時，量測斷面間距可取較小值。應適當增加量測頻率。6.1地質及支護狀態(tài)觀看隧道洞內(nèi)、洞外觀看：隧道洞內(nèi)觀看分開挖工作面觀看和已施工區(qū)段觀看兩部分，開挖工作面觀看在每次開挖后進行，內(nèi)容包括節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、工作面穩(wěn)定狀態(tài)、涌水狀況及底板是否隆起等。洞外觀看包括洞口地表狀況、地表沉陷、邊坡及仰拱的穩(wěn)定、地表水滲透的觀看。6.2凈空水平收斂量測及拱項下沉量測測點布設：凈空水平收斂量測及拱項下沉量測在同一斷面進行，拱頂下沉及周邊收斂量測

6、。6.3地表下沉量測地表下沉量測僅在隧道淺埋V級及淺埋級地段進行，其測點的布置與拱頂下沉及周邊收斂測量的測點在同一斷面內(nèi)，地表下沉量測在開挖面前方(h+8)m處開頭(h為隧道埋深)，直到開挖面后方4065 m下沉基本 停止時為止。其量測頻率原則上采納1次/日一2次/日的頻率。6.4監(jiān)控量測項目的管理基準采納大路隧道噴錨構筑法技術規(guī)章的三級監(jiān)測管理并協(xié)作位移速率作為監(jiān)測管理基準。即將允許值的2/3作為警告值，允許值的1/3作為基準值，將警告值和允許值之間稱為警告范圍，實測值落在此范圍，應提出警告，說明需商討和實行施工對策，預防最終位移值超限，警告值和基準值之間稱為留意范圍，實測值落在基準值以下，

7、說明圍巖是穩(wěn)定的?，F(xiàn)場監(jiān)測時。可依據(jù)監(jiān)測結果所處的管理階段來選擇監(jiān)測頻率：一般級管理階段監(jiān)測頻率可放寬些;級管理階段則留意加密監(jiān)測次數(shù);I級管理階段則應加強監(jiān)測，通常監(jiān)測頻率為1次，天一2次，天或更多。6.5量測數(shù)據(jù)的處理及應用依據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)利用 計算 機Exel統(tǒng)計繪圖功能，繪制位移一時間曲線或散點圖，在位移時間曲線趨平緩時應進行回歸分析，以推算最終位移和把握位移變化 規(guī)律 。當最終收斂值大于允許收斂值的80%且無明顯減緩趨勢，或當位移時間曲線消失反彎點，即位移消失反常的急驟增加現(xiàn)象，表明圍巖和支護已呈不穩(wěn)定狀態(tài)。應準時加強支護，必要時應停止掘進，實行必要的平安措施。依據(jù)位移變化速率推斷圍

8、巖穩(wěn)定狀況，當變化速率大于10mm/天20 mm/天時，需加強支護系統(tǒng);當變化速率小于0.2mm/天時，認為圍巖達到基本穩(wěn)定。襯砌(混凝土)施作時間，選擇在各測試項目顯示位移速度明顯減緩并已基本穩(wěn)定。其推斷標準為：各項位移已達到估計位移量的8090%(估計位移量可通過回歸分析得到)，位移速度小于0.15 mm/天;在膨脹性圍巖和地應力大的圍巖中初期支護變億時間長，必要時，可提前施作襯砌混凝土。測量過程中如發(fā)覺特別現(xiàn)象或與設計不符時，準時提出，以便修改支護參數(shù)。測點埋設狀況和量測資料納入竣工文件，以備運營中查考或連續(xù)觀看。6.6錨桿軸力氣測錨桿軸力氣測每1%做一個斷面進行測試，每個斷面不少于3根

9、。7爭空位移、拱頂下沉的測點間距拱頂下沉、周邊位移量測，測點應布設在同一斷面，其測試斷面間距與隧道長度、圍巖條件、施工方法等多種因素有關。隧道開挖坑道周邊相對位移的量測(基)線的布設方法和要求，一般可與周邊位移測點共用，既節(jié)約安設測點工作量。又可削減量測點，并使測點統(tǒng)一，測試結果能相互校驗。8量測頻率和量測時間凈空變化量測和拱頂下沉量測得量測頻率，主要依據(jù)位移速率和測點距開挖面的距離而定。埋設初期測試頻率每天12次觀測，依據(jù)圍巖穩(wěn)定狀況，量測可以削減，當消失圍巖不穩(wěn)定征兆時，應增加量測次數(shù)。9量測數(shù)據(jù)和曲線現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)處理，準時繪制位移時間曲線圖。當位移時間關系區(qū)于平緩時，應進行數(shù)據(jù)處理和分析

10、，以推算最終位移和把握位移變化 規(guī)律 ，指導施工。10超前地質預報為把握精確完整的第一手資料，正確指導施工，遇重大工程地質問題時開展綜合超前預報工作。(1)綜合超前地質預報工藝流程。綜合超前地質預報納人隧道施工工序，其工藝流程見圖1超前地質預報工藝流程圖。(2)地質素描，隨開挖準時進行，地層巖性變化點、構造發(fā)育部位、地下水發(fā)育帶四周每開挖循環(huán)進行一次素描，其他地段每10m20m進行一次素描，以便隨時把握開挖地質狀況。(3)TSP202一次可以預報100 m300 m，考慮溶巖地區(qū)易發(fā)生災難性地質，預報頻率一般地段120m/次150m/次，簡單地段增加預報頻率，為100m/次120m/次。(4)

11、紅外探測，原則上可以定性預報掌子面前方30 m范圍內(nèi)有無地下水，因其體積小、操作便利、數(shù)據(jù)直觀、不占用施工時間，可以20m25m預報1次，以增加對比分析。(5)超前地質鉆探，依據(jù)地質素描、紅外探測、TSP202超前地質預報結合區(qū)域地質資料初步綜合分析，考慮到該隧道節(jié)理發(fā)育的特點和嚴峻程度，每循環(huán)可鉆1-3孔。超前鉆孔原則上應連續(xù)重疊式進行。重疊長度5 m8 m，做平安儲備及止?jié){巖盤。每開挖循環(huán)在掌子面勻稱布設5-8個5m一8m加長鉆孔是可溶巖地區(qū)較好的預報手段。 (6)地質綜合判析。地質綜合推斷分析是綜合地質預報方法的中樞，它對以上所采納的各種預報手段獲得的資料進行歸納、分析、對比，提出最終預

12、報結論和工程措施建議，指導施工，并確定下一步預報的方案和各預報手段工作方案。(7)紅外探測。紅外輻射場理論應用于隧道地質預報中，當隧道外圍空間和掘進前方存在隱伏水體或含水構造時。隱伏水體或含水構造產(chǎn)生的特別場就要疊加到正常場上，使隧道內(nèi)的正常場產(chǎn)生畸變，依據(jù)拱頂、隧底、邊墻、掌子面探測曲線、測量數(shù)據(jù)的變化就能確定隱伏水體或含水構造所在空間方位。(8)臺車或風鉆超前探測。該方法是利用臺車或風鉆在隧道掌子面鉆水平小孔徑的淺孔獵取地質信息的一種方法，它是巖溶發(fā)育區(qū)對超前地質鉆孔的一種重要補充。因其數(shù)量較多，有時效果是特別明顯的。與超前地質鉆孔相比，它具有設備簡潔、操作便利、費用低、占用隧道施工時間短

13、，可與爆破孔同時施作。只不過其深度較爆破孔深2 m一5m而已。這樣，風鉆探測深度總是超前每循環(huán)爆破進尺2 m5 m。保證施工平安。(9)地質雷達。地質雷達依據(jù)電磁波的雙程走時的長短差別，確定探測目標的形態(tài)及屬性，結合工程地質理論分析達到對埋藏目標(地質體)的探測與推斷。11組織機構該標段成立特地的隧道施工監(jiān)測及預報小組。由項目經(jīng)理部工程技術部負責實施。量測組織：由工程隊組成監(jiān)測小組，技術主管負責，由熟識量測工作的技術人員35人組成，小組負責編制監(jiān)測方案、監(jiān)測項目實施及監(jiān)測技術資料的整理上報工作，負責愛護各階段使用的監(jiān)測標志及儀器。依據(jù)工程進度準時量測、 計算 、繪圖、分析并準時向主管領導和監(jiān)理報告量測結果。監(jiān)測工作本著精確、準時的原則實施。將監(jiān)測數(shù)據(jù)、時間變形曲線、對結果的評估，在24 h內(nèi)報送監(jiān)理工程師及現(xiàn)場協(xié)作設計人員。準時討論解決實施過程中消失的問題，保證隧道施工平安。監(jiān)理工程師在任何時候對任何儀器單獨讀數(shù)時，施工單位、監(jiān)測小組隨時賜予幫助。量測記錄、計算結果、量測曲線圖、效果分析、反饋記錄、監(jiān)理批示等均列入竣工文件。12質量保證措施(1)各級職責部門和人員各負其責，嚴格堅持質量標準，互通信息、準時反饋。發(fā)覺質量問題準時向業(yè)務上級報告，共同把好質量關。(2)熟識工藝規(guī)程，仔細執(zhí)行施工技術規(guī)范，技術標準及有關操作規(guī)程。確定施