一、工程概況
我管區(qū)內(nèi)共有四座隧道(馬家沖1#隧道,長度133m(其中明洞28m);馬家沖2#隧道,長度307m(其中明洞34m);茶園林隧道,長度231m(其中明洞97m);大塘沖隧道,長度150m,(其中明洞68m)),共計長度821m。所有隧道埋深淺,圍巖屬V級軟巖,為褐黃~褐紅色,全風化、強風化砂質(zhì)板巖,強度在200~350Kpa之間。節(jié)理裂隙與板理及層面等結(jié)構(gòu)面極發(fā)育,易軟化、變形,易造成塌頂、坍塌。隧道范圍內(nèi)地下水總體不發(fā)育。設計采用雙側(cè)壁導坑法施工,后變更為三臺階留核心土法施工。
二、監(jiān)控量測的目的
為了掌握圍巖在開挖過程中的動態(tài)信息和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài),提供有關隧道施工全面、系統(tǒng)的信息資料,為評價和修改支護參數(shù),力學分析及二次襯砌施作時提供信息依據(jù),確保施工安全和支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在新奧法施工中,監(jiān)控量測是施工過程中必須的施工程序。對圍巖支護系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)進行監(jiān)測,是確保施工安全、指導施工程序、便利施工管理的重要手段。
三、監(jiān)控量測項目
隧道施工監(jiān)測量測項目主要有:洞內(nèi)外觀測、水平相對凈空變化值的量測、拱頂下沉量測。
四、監(jiān)控測量設備儀器、量測方法、頻率
序號
|
項目
名稱
|
方法及工具
|
布置
|
變形速度(mm/d)或量測面距開挖面距離(m)
|
≥5或 (0~1)B
|
1~5或
(1~2)B
|
0.5~1或
(1~2)B
|
0.2~0.5或(2~5)B
|
<0.2或>5B
|
1
|
地質(zhì)和支護狀態(tài)觀察(洞內(nèi)外觀測)
|
巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護裂縫觀測或描述,地質(zhì)羅盤等
|
開挖后及初期支護后進行
|
每次開挖(爆破)后進行
|
2
|
周邊位移
|
各種類型收斂儀
|
每10~15m一個斷面,每個斷面2~3對觀測點
|
1~2
次/天
|
1次
/天
|
1次
/2天
|
1次
/2天
|
1次/周
|
3
|
拱頂頂下沉
|
水平儀、水準尺鋼尺或測桿
|
每10~15m一個斷面
|
1~2
次/天
|
1次
/天
|
1次
/2天
|
1次
/2天
|
1次/周
|
4
|
地表下沉
|
水平儀、
水準尺
掛鉤鋼尺
|
H>2B量測間距20~50m;B<H<2B間距20~50m ;H<B時10m一個斷面,每個斷面至少7~11個測點
|
測量頻率同上
|
五、測量監(jiān)控方案
A、洞內(nèi)外觀察
?、俣磧?nèi)外觀察(即地質(zhì)和支護狀態(tài)觀察)分開挖工作面觀察和已施工區(qū)段觀察兩部分,開挖工作面觀察在每次開挖后進行一次,內(nèi)容包括圍巖巖性、產(chǎn)狀、變形、圍巖風化變質(zhì)情況、節(jié)理裂隙發(fā)育、斷層分布和形態(tài)、地下水情況、工作面穩(wěn)定狀態(tài)、底板情況、及噴射砼的效果等,觀測后應繪制開挖工作面地質(zhì)素描圖,填寫工作面狀態(tài)記錄表及圍巖類別識別卡,對已成區(qū)段的觀測應每天進行一次,觀察內(nèi)容包括噴射砼、錨桿、鋼架的狀況,并將觀測情況進行記錄。
②洞外觀察包括洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰拱的穩(wěn)定、地表水滲透的觀察。
?、塾^測方法:地質(zhì)羅盤和眼睛進行觀測。
④在觀察過程中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件惡化,初期支護發(fā)生異常現(xiàn)象,立即通知施工負責人采取應急措施,并派專人進行不間斷觀察。同時報設監(jiān)理、計單位進行現(xiàn)場查勘,制定加固處理方案。
B、 拱項下沉及周邊收斂量測
拱頂下沉及周邊收斂量測應在同一斷面進行,并采用相同的量測頻率。如位移出現(xiàn)異常情況,加大量測頻率。
收斂量測采用JSS20-30型收斂計??蓽y量小于25mm的距離,測量精度為0.01mm。使用時先懸掛儀器、調(diào)整鋼尺張拉力,至刻度標線重合時,即可讀數(shù)。為減少測量時的視覺誤差,讀數(shù)三足取平均值。根據(jù)測量數(shù)值計算收斂值△L=L1-L2和收斂速度 V(t)=△L/△t。
拱頂下沉及周邊收斂量測測點布置見圖。

拱頂下沉及周邊收斂測點布置示意圖
根據(jù)《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術規(guī)則》要求,結(jié)合本標段隧道具體情況,確定各級圍巖拱頂下沉及周邊收斂量測斷面及量測頻率,巖層變化處應調(diào)整或增設量測斷面。
每次測量結(jié)果應記錄,并根據(jù)測量結(jié)果計算收斂速度,具體測量結(jié)果記錄表格如下:
C、洞口段地表下沉量測
地表下沉量測只需在隧道淺埋處進行,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+9)m處開始(h為隧道埋深),直到開挖面后方40~65 m,下沉基本停止時為止。其量測頻率原則上采用1~2次/日的頻率。地表下沉量測點布置見圖。
六、 量測要求
隧道開挖后應及時進行各項觀測。量測部位及測點的布設應根據(jù)地質(zhì)條件、量測項目和施工方法等確定,測點應距開挖面2m的范圍內(nèi)盡快安設,并應開挖后24h內(nèi)或下一次開挖前測讀初次讀數(shù);測點的測試頻率應根據(jù)圍巖和支護的位移速度及距離開挖面的距離確定;現(xiàn)場測量的手段應根據(jù)量測項目及國內(nèi)儀器的現(xiàn)狀進行選用,要求簡單可靠,耐久、成本低,穩(wěn)定性能好,便于分析和反饋。
七、監(jiān)控量測項目的管理基準
根據(jù)既有成功經(jīng)驗,擬采用《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術規(guī)則》(TBJ108-92)的三級監(jiān)測管理并配合位移速率作為監(jiān)測管理基準(見表)。即將允許值的三分之二作為警告值,允許值的三分之一作為基準值,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,說明需商討和采取施工對策,預防最終位移值超限,警告值和基準值之間稱為注意范圍,實測值落在基準值以下,說明隧道和圍巖是穩(wěn)定的。
表 位移管理等級
管理等級
|
管理位移
|
施工狀態(tài)
|
Ⅲ
|
U0<UN/3
|
可正常施工
|
Ⅱ
|
(UN/3)≤U0≤(2UN/3)
|
應加強支護
|
Ⅰ
|
U0>2UN/3
|
應采取特殊措施
|
注:UO-實測位移值;Un-允許位移值
現(xiàn)場監(jiān)測時,可根據(jù)監(jiān)測結(jié)果所處的管理階段來選擇監(jiān)測頻率:一般Ⅲ級管理階段監(jiān)測頻率可放寬些;Ⅱ級管理階段則應注意加密監(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1-2次/天或更多。
八、量測數(shù)據(jù)的處理及應用
根據(jù)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制位移——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,以推算最終位移和掌握位移變化規(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——時間曲線出現(xiàn)反彎點,即位移出現(xiàn)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),應及時加強支護,必要時應停止掘進,采取必要的安全措施;
根據(jù)位移變化速率判斷圍巖穩(wěn)定狀況,當變化速率大于10~20mm/天時,需加強支護系統(tǒng);當變化速率小于0.2 mm/天時,認為圍巖達到基本穩(wěn)定。
在膨脹性圍巖和地應力大的圍巖中初期支護變化時間長,必要時,可提前施作襯砌砼。
二次支護(混凝土)施作時間:各測試項目顯示位移速度明顯減緩并已基本穩(wěn)定;各項位移已達到預計位移量的80~90%(預計位移量可通過回歸分析得到);周邊位移速度小于0.10~0.2mm/d;或拱頂下沉速度小于0.07~0.15mm/d。如果圍巖破碎,穩(wěn)定性差時,可采取襯砌緊跟,提前施作二次模筑襯砌。
測量過程中如發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象或與設計不符時,應及時提出,以便修改支護參數(shù)。
測點埋設情況和量測資料應納入竣工文件,以備運營中查考或繼續(xù)觀察。
未詳事項,請參照《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術規(guī)則》中規(guī)定辦理。
九、量測管理
成立專門的現(xiàn)場監(jiān)控測量小組,由項目總工任組長,下轄施工技術部,質(zhì)量監(jiān)察部、測量試驗室等,負責測點埋設、日常測量、數(shù)據(jù)處理和分析以及儀器的保養(yǎng)維修工作,并及時進行信息反饋指導施工和設計。
現(xiàn)場資料收集、統(tǒng)計、分析和編制信息預報成果,由主管技術人員予以復核,并報設計、監(jiān)理。為變更設計、修改施工方法提供依據(jù)。不斷總結(jié)經(jīng)驗,對已披露的實際變形情況,來正確指導施工,為以后的工作積累經(jīng)驗。經(jīng)分析、整理的監(jiān)控量測資料作為施工技術資料存檔。
認真組織實施,并與其他施工緊密配合;
各埋設測點應牢固可靠,并妥善保管;
附:監(jiān)控量測小組人員名單及職責
一、監(jiān)控量測小組人員名單
組長:周洪順
副組長:王鳳海白群顯蒲世萬
組員:張維于江松江濤居平見
二、監(jiān)控量測小組職責
組長職責:主持編制監(jiān)控量測方案,監(jiān)督監(jiān)控量測過程實施;負責監(jiān)控量測儀器的購買;協(xié)調(diào)各部門單位之間的協(xié)作;組織對監(jiān)控量測結(jié)果進行深入分析并召開專題分析會,依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對施工提出總結(jié)性意見并負責與上一級部門的溝通。
副組長職責:具體負責監(jiān)控量測方案的編制;監(jiān)督監(jiān)控量測過程實施和日常工作安排;根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果提出具體的施工技術方案并形成書面材料上報。
組員職責:負責測點埋設、保護、進行日常數(shù)據(jù)測量采集、對數(shù)據(jù)進行處理和分析以及儀器的保養(yǎng)維修工作,并及時進行信息反饋,對于監(jiān)測形成的施工方案負責具體落實實施。