連拱隧道施工監(jiān)測與分析
2015-06-23
前言
隨著我國的交通運輸水平不斷的提高，公路的設計和質量漸漸的被人們關注。其中不可忽視的是公路施工中存在著安全隱患，施工的材料優(yōu)劣，施工的技術水平，監(jiān)測方法，管理體系都對工程質量有一定的影響。如何對上述原因做出合理優(yōu)化的改革是以后的主要研究方向。
二、結合案例進行分析
1.工程概述
珠湖隧道是贛粵高速公路泰贛段的重點控制工程之一，樁號為K196＋569-K196＋720，全長151m，隧道左、右洞軸線間距11.5m，為連體拱結構形式，是江西公路建設史上的第一座雙連拱隧道。
珠湖隧道內輪廓為曲墻半圓拱，拱半徑為5.71m，連拱隧道中隔墻寬1.8m，單洞凈寬10.25m，最大開挖總寬度達25.22m.
施工概況
?。?）施工流程
中導洞開挖并支護，修筑中隔墻，左側導洞開挖并支護，左洞上半斷面開挖并支護，左洞下半斷面開挖支護并開始修筑二次襯砌，修筑左洞仰拱，右側導洞開挖并支護，右洞上半斷面開挖并支護，右洞下半斷面開挖支護并開始修筑二次襯砌，修筑右洞仰拱。按此工序施工是可行的，但施工周期較長。
?。?）監(jiān)測量控
珠湖隧道在監(jiān)控量測上分了必測項目和選測項目。必測項目為地質和支護狀況觀察、凈空收斂、拱頂下沉。選測項目為錨桿軸力、圍巖內部位移、支護襯砌應力、圍巖及層間支護壓力、地表下沉。通過監(jiān)控量測掌握了圍巖力學形態(tài)的變化和規(guī)律以及支護的工作狀態(tài)。
經濟分析
取消兩個側壁導坑，但施工進度加快了，工期由預計的24個月縮短為17個月提前了5個月，同時也大大節(jié)省了工程投資，節(jié)省了側壁導坑的臨時支護工程量?？偣?jié)省費用為1506896元，
三、連拱隧道施工監(jiān)測的意義及內容
1.隧道施工監(jiān)測的意義
隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測是新奧法復合式襯砌設計、施工的核心技術之一，也是隧道采用信息化設計的重要組成內容之一。隧道斷面預設計了圍堰變形量，并應通過施工現(xiàn)場監(jiān)測可以掌握圍巖和支護在施工過程中的力學動態(tài)極其穩(wěn)定程度，保障施工安全，為評價和修改初期支護參數(shù)，力學分析及二次襯砌時間提供信息依據(jù)，并且積累資料為以后的設計提供類比依據(jù)，確保隧道的安全，到達隧道施工安全，節(jié)約工程投資的目的。
通過周邊收斂量測，為隧道支護結構穩(wěn)定性分析提供依據(jù)；通過計算周邊收斂位移速率和預測最終位移值，為二次襯砌澆筑選擇最佳時機；為隧道施工工藝、支護襯砌參數(shù)優(yōu)化提供參考。周邊位移是隧道圍巖應力狀態(tài)變化的最直觀反應，量測周邊位移可為判斷隧道空間的穩(wěn)定性提供可靠的信息；根據(jù)變位速度判斷隧道圍巖的穩(wěn)定程度，為二次襯砌提供合理的支護時機；判斷初期支護設計與施工：方法選取的合理性，用以指導設計和施工；對超、欠挖量進行測定，判定開挖質量，用以指導施工。
2.隧道施工監(jiān)測的內容
為確保為隧道安全提供可靠的信息，為相似工程提供參考，為進一步進行深入的理論研究提供原始依據(jù)，本次隧道施工監(jiān)測完全按照中華人民共和國行業(yè)標準《公路隧道設計規(guī)范》和《公路隧道施工技術規(guī)范》來進行。
對地質的監(jiān)測主要內容有以下幾點：觀察并描述隧道圍巖地質、地下水情況和襯砌支護情況。具體有圍巖巖性、地質構造、巖體結構特征、支護變形破壞、地下水等方面。對于圍巖巖性來說，要在開挖過程中對巖性進行詳細記錄和描述。對于地質構造來說，要準確測量地層產狀，對結構面從產狀、間距、寬度、延展性、連通性、起伏狀況、充填情況以及地下水出露情況等方面進行記錄，繪制素描圖。對于巖體結構特征而言，應該從巖體力學角度，根據(jù)對結構面以及其組合特點劃分巖體結構了型。對于支護變形破壞來說，應該記錄施工過程中圍巖出現(xiàn)的各種支護變形破壞線性，分析其發(fā)生的規(guī)律以及控制因素。對于地下水來說，要監(jiān)測地下水的出漏情況，出漏位置以及流量。
四、隧道施工監(jiān)測方法和措施
1.監(jiān)測方法
?。?）收斂計監(jiān)測
對于周邊情況的測量，通常情況下采用收斂計，或者采用高精度全站儀進行數(shù)據(jù)采集。使用收斂計的建議方法如下：摘下一長魚竿前端較細的數(shù)節(jié)，用適當粗細的鐵絲進行加工一個小掛鉤固定在魚竿頂端，記為掛鉤A，再在收斂計掛鉤附近固定一個類似掛鉤，記為掛鉤B。使用時將掛鉤A掛住掛鉤B，然后伸長魚竿，這樣就可以方便地將收斂計掛向高處。
?。?）地標下沉監(jiān)測
在地表鉆（或挖）20～50cm深的孔，豎直放入鋼筋，鋼筋和孔壁之間可填充水泥砂漿，鋼筋頭打磨圓滑，露出地面1cm左右，并用紅油漆標記，作為測點。從水準點起測量測點的高程，通過計算前、后兩次地表沉降測點高程的變化值即可算得地表下沉值。
（3）拱頂下沉監(jiān)測
拱頂下沉主要用于確認圍巖的穩(wěn)定性。在每個量測斷面的拱部等間距埋設三個自制的鋼筋預埋件。埋設前,先用小型鉆機在待測部位成孔,然后將預埋件放入,并用混凝土填塞,待混凝土凝固后即可量測。量測時需用一把長度適宜的鋼卷尺,尺端連一個自制掛鉤,掛在測點上, 將尺子鉛垂放下, 穩(wěn)定后用水準儀量測。
監(jiān)測措施
?。?）采用現(xiàn)場調查的方法
應用超前地質預報的地質理論分析并判定隧道存在的主要不良地質的性質、類型、成因特征、大約位置、大約規(guī)模、可能引發(fā)的地質災害及其對隧道施工的影響程度。采用以下分析方法和步驟：熟悉勘察設計文件、資料和圖紙。其目的是對整個隧道所處地質環(huán)境有一個基本了解和宏觀把握。對地面地質進行補充調查。其目的是核實隧道地質條件，確定隧道超前地質預報重點區(qū)段和重點問題。對隧道的地質情況進行深入調查，在地形圖上圈定地層出露位置、量測巖性產狀、判定斷層性質產狀、統(tǒng)計節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、確定不良地質作用、了解特殊性巖土分布性狀等，從而了解設計文件中對地質條件的認識是否正確，圍巖級別判定是否適宜，并編制出長期地質預報報告，指導中短期地質預報更具針對性地實施。
（2）做好信息反饋工作
通過現(xiàn)場地質調查，全面掌握隧道沿線的地質情況，分析隧道經過不良地質體的可能性；統(tǒng)計節(jié)理裂隙發(fā)育狀況、確定不良地質作用、了解特殊性巖土分布性狀等；復核設計文件中對地質條件的認識是否正確，圍巖級別判定是否適宜；編制出長期地質預報報告，指導中短期地質預報更具針對性地實施。
監(jiān)測數(shù)據(jù)應及時整理分析，一般情況下，應每周報一次，特殊情況下，每天報送一次。監(jiān)測報告應包括階段變形值、變形速率、累計值，并繪制沉降槽曲線、時態(tài)（或時程）曲線等，作必要的回歸分析，及對監(jiān)測結果進行評價。監(jiān)測數(shù)據(jù)及時錄入貴廣公司的鐵路建設項目管理信息系統(tǒng)安全監(jiān)測（圍巖量測）子系統(tǒng)。
（3）做好質檢工作
將監(jiān)測管理及監(jiān)測實施計劃納入施工生產計劃中，作為一個重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時間和空間。各施工單位應由工程技術管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負責各項監(jiān)測工作。
制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃。施工監(jiān)測緊密結合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護結構、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。
積極配合監(jiān)理、設計單位做好對監(jiān)測工作的檢查、監(jiān)督和指導，及時向監(jiān)理、設計單位報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數(shù)據(jù)記錄，工程完成后，根據(jù)監(jiān)測資料整理出標段的監(jiān)測分析總報告納入竣工資料中。量測項目人員要相對固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。量測儀器專人使用、專業(yè)機構保養(yǎng)、專業(yè)機構檢校。量測設備、元器件等在使用前均經過檢校，合格后方可使用。測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護、保管工作，及時進行資料整理及信息反饋。
結束語
在隧道施工工程中，監(jiān)測環(huán)節(jié)有助于提高工程質量，防止工程出現(xiàn)塌方。因此明確監(jiān)測目的，根據(jù)具體施工明確要監(jiān)測的內容，然后做好相關監(jiān)測工作十分重要。通過本文的撰寫，希望相關項目工程能夠在以后的施工過程中嚴格監(jiān)測，把好質量關。
