隧道工程监控量测技术

隧道工程监控量测技术（精选9篇）

隧道工程监控量测技术 篇1

一、工程概况

绵阳某山岭隧道为长563 m、净宽12 m的公路隧道和两个掩蔽工程所组成的钢筋混凝土地下结构构筑物工程;公路隧道里程K0+390~K0+953, 全长563 m。

1. 工程地质及水文地质概况

隧道进口位于陡坎处, 其地表植被为杂草和人工种植树木。隧道通过区域上方为宿舍区。隧道进洞265 m后, 从25、30号楼地下通过, 该段隧道长110 m, 埋深25~36 m。隧道出口处为高30 m、倾角约15°的陡崖, 基岩裸露, 为中厚层状的泥岩砂岩互层, 岩层产状为水平, 走向与隧道轴线近于正交。

隧道通过区域属浅丘地貌, 地面起伏不大, 上覆第四系人工杂填土, 覆盖层总厚度0~6 m。下伏基岩为紫红色泥岩、砂岩互层, 薄~中厚层状, 岩层产状近水平, 节理裂隙发育, 暴露面易风化剥落, 基岩全~强风化层厚度2~5 m。地下水不发育。进口浅埋段稳定性较差, 洞身穿过砂岩和泥岩互层岩层稳定。全隧地下水不发育, 仅在砂岩中含有少量裂隙水、无不良地质现象。

2. 隧道设计概况

隧道按城市次干道Ⅱ级标准设计, 隧道内行车速度:30 km/h, 设计荷载:城-B, 净宽12 m、净高4.5m缘带) 宽9 m, 检修道宽1.5 m。

二、现场量测规划

1. 量测项目

根据招标文件和设计图纸, 将量测项目分为必测项目 (必测项目) 和选测项目 (选测项目) 两大类。

(1) 必测项目 (表1) 。

(2) 选测项目 (表2) 。

2. 典型断面及测点布置

根据隧道的现场实际地质条件、设计资料、工程情况及量测目的, 从中选择具有代表性的断面和部位布置典型量测断面及测点。各量测项目的典型量测断面的总体布置原则如下。

(1) 地表沉降。在隧道的洞口、浅埋地段的地表布置地表沉降量测断面, 每个断面上测点横向布置间距为2~5 m, 每断面布置了至少11个测点, 隧道中线附近密些, 远离隧道中线疏些。

(2) 拱顶下沉及净空收敛。在隧道开挖进程中, 不同类别的围岩各取3个具有代表性的断面作拱顶下沉、净空收敛量测断面, 断面上测点布置情况是在拱顶、左右拱脚及左右边墙共布置5个测点, 拱顶测点除用于量测拱顶下沉外, 还与其他4个测点一起连成6条测线 (2条水平测线, 4测点与拱顶测点连成的4条斜测线) 。典型量测断面及测点布置情况如图1所示。

(3) 测线布置。根据现场情况, 对于不同的隧道围岩类别, 在施工中采用与围岩类别相对应的施工工艺。在隧道施工中, 对Ⅲ类围岩采用台阶法进行施工;Ⅳ类围岩采用全断面开挖进行施工。针对不同的施工工艺, 在量测中采用不同的测点埋设形式。使用收敛仪量测隧道围岩在不同施工阶段下净空收敛状况及其变化规律。不同围岩类别中的测点埋设情况可分两类, Ⅱ、Ⅲ类围岩和Ⅳ类围岩。

Ⅱ、Ⅲ类围岩。在隧道拱顶、两侧拱腰及两侧边墙处布置测线, 确定具体的埋设测点及测线如图2所示。在上台阶进行初期支护后, 对测点3进行拱顶下沉及测线1、2、3的净空收敛进行量测;在下台阶施工后, 再对如图2所示的拱顶下沉及所有测线的净空收敛进行量测。

Ⅳ类围岩。绵阳某山岭隧道的Ⅳ类围岩中无埋深小于两倍洞径及浅埋地段, 从而采用2~3条测线, 即图2所示对测点3的拱顶下沉及测线1、2、3、4的收敛进行量测。

3. 量测管理

为了迅速、有效地将量测信息反馈到施工中, 根据隧道全长进行的必测项目, 并结合选测项目、围岩情况、支护设计及施工方法、量测值随时间的变化、量测项目间的相互关系分析反馈信息。同时, 类似工程经验、理论解析、数值解析等综合地进行判断也是至关重要的;根据量测信息, 对管理基准的确认或调整也是非常必要的。根据确认施工的安全性和确保经济性来达到量测目的, 从而实现信息化施工。针对绵阳某山岭隧道施工中进行量测结果反馈及施工管理可注意3点。

(1) 成立现场监控量测小组。

(2) 各量测项目的预埋测点埋设及时、牢固可靠, 对其妥善保护, 确保其不被任意撤换或遭到破坏。

(3) 量测小组进行日常量测、数据处理和仪器保养维修, 并及时将量测信息反馈到施工中, 用于指导施工。

三、量测信息分析及反馈

1. 洞内观察

在现场施工过程中, 对掌子面、喷混凝土及锚杆等情况进行了日常观察。由于支护措施得当, 喷混凝土和锚杆的观察中均未出现异常情况, 而对掌子面的观察及时了解到出现的情况, 并采取了相应的措施。

2. 地表沉降

对地表沉降, 仍采用K0+433断面进行分析, 此断面的埋深只有11.53 m, 属浅埋地段。该量测断面的量测工作是在距掌子面还有30.5 m时开始进行, 在隧道内掌子面到达此断面时, 此断面中最大地表沉降点 (距中桩2 m的右1E测点) 的地表已发生了将近3 mm的沉降, 与该测点的最终沉降量 (15.28mm) 相比较, 占总沉降量的19.6%, 在经验统计 (25%~35%) 的范围内。

最大地表沉降分析。根据实测的地表沉降数值作实测曲线 (图3) , 可从曲线上看出隧道内能引起围岩产生位移的各道施工工序。同时, 可从图3中看出各工序对地表沉降速率的影响, 其中上台附开挖对地表沉降速率影响最大, 其次是下台阶开挖, 仰拱的开挖对地表沉降基本不产生影响。

对此断面的地表沉降-时间关系曲线进行回归分析, 由于实测曲线的线型无法用一条曲线进行拟合, 故在分析时将其分作两段进行分析, 拟合曲线分界点如图4所示。

此测点在量测结束时 (已施作二次衬砌) 已发生地表沉降15.28 mm, 从图4中也可看出该测点在量测结束时地表沉降速率为0.08 mm/d, 地表仍会有沉降发生, 但从发展趋势看, 趋于稳定。

3. 地表沉降槽分析

此地表沉降量测断面在各施工阶段地表沉降与测点距中线的距离关系 (沉降槽) 曲线如图5所示。

从图5中可明显看出在中线偏右2 m测点的地表沉降最大, 同时也可看出此断面的沉降槽不是沿中线对称分布, 这与此山岭隧道左低右高的地形相符, 说明此隧道在此量测断面所在的浅埋段存在偏压现象。同时可以看出:测点离拱顶中心线越远, 沉降量越小, 隧道开挖对地表的影响范围大致可认为在以隧道拱顶中心线为中心的24 m范围内。

4. 信息反馈

在隧道实际施工中, 通过以上对地表沉降的分析, 并参照相似工程的经验, 确定了隧道最大地表沉降的限值为2 cm。之后, 在接下来的地表量测中, 最大地表沉降为18.1 mm, 全部在既定限值内。

5. 拱顶下沉

(1) 统计分析法。对K0+433量测断面进行分析, 根据实测数据绘制该量测断面的拱顶下沉-时间关系的分析曲线见图6。

在结束量测时该量测断面的拱顶下沉累计为4.32 mm, 在管理范围 (2~5 cm) 内, 若用收敛值 (ua/a) 来表示, 其值为0.079%, 小于管理值ua/a=4%, 且在结束量测时拱顶下沉速率为0.01 mm/d, 小于《公路隧道施工技术规范》 (JT J042-1994) 规定的0.07~0.15 mm/d, 说明此时该量测断面的围岩-支护系统已达稳定, 支护措施能满足实际需要。

(2) 信息反馈。在隧道实际施工中, 通过以上对K0+433断面拱顶下沉的分析, 考虑到隧道的实际情况 (在拱部常有局部溶洞出现, 且K0+433断面的拱顶下沉为8.83 mm) , 并参照相似工程的经验, 确定了隧道最大量测拱顶下沉的限值为1 cm。之后, 在接下来的拱顶下沉量测中, 最大拱顶下沉为7.47 mm, 全部量测值均在既定限值内。

6. 净空收敛

(1) 统计分析法。根据现场监控量测的实测资料, 为了与拱顶下沉对照, 仍对K0+433断面进行分析, 此量测断面的净空收敛分析曲线见图7。

从图7中实测曲线可看出在隧道施工过程中的各个阶段的明显分界点。从水平测线1的实测曲线可知, 在上台阶开挖后1星期内, 累计收敛量达4.7 mm且在接下来的几天内收敛速率明显减小 (第12天的累计收敛量为4.89 mm) , 说明初期支护起到作用且能满足实际要求, 围岩-支护系统趋于稳定;第13天由于下台阶的开挖, 收敛量变为5.53 mm, 收敛速率明显加大;第16天的收敛速率又减小, 为0.09 mm/d, 反映出围岩-支护系统又趋于稳定;在仰拱开挖后, 对测线1的收敛也有影响, 收敛速率从0.02 mm/d变为0.11 mm/d, 但其影响程度比下台阶开挖要小得多。在水平测线4净空收敛的实测曲线中也可明显看出仰拱的开挖对其有很大影响, 在收敛速率趋于收敛的情况下, 收敛速率又明显加大, 收敛速率从0.01 mm/d变为0.38 mm/d。从数据可知, 仰拱开挖对水平测线4净空收敛的影响程度比对水平测线1净空收敛要大。

在第32天实测水平测线1的累计收敛为6.72 mm。且在结束量测时水平测线1、水平测线4的收敛速率分别为0.02 mm d、0.03 mm/d, 均小于《公路隧道施工技术规范》 (JT J042-1994) 规定的0.1~0.2 mm/d, 说明量测结束时该量测断面的围岩-支护系统基本稳定。

(2) 信息反馈。在隧道实际施工中, 通过以上对K0+433断面净空收敛的分析, 考虑到隧道的实际情况 (在拱部常有局部溶洞出现, 且K0+933断面的净空收敛为14.37 mm) , 并参照相似工程的经验, 确定了隧道最大量测净空收敛的限值为1.5 cm。之后, 在接下来的拱顶下沉量测中, 最大拱顶下沉为13.78 mm, 全部量测值均在既定限值内。

四、结论

(1) 隧道施工的各种决策都要在施工阶段的地质技术、量测技术和质量控制技术的基础上进行管理, 由于隧道施工过程中的地质条件是不断变化的, 其力学动态也是不断变化的, 为了适应这种动态变化, 隧道采用信息化施工是必要且可行的。能够实现山岭隧道施工的安全性与经济性等目标。

(2) 监控量测技术施工, 根据施工过程中量测信息的分析反馈, 采取了及时、合理、有效的施工措施, 既确保了结构自身的安全, 也确保了施工期间对周边环境的控制和保护。

(3) 建立准确的预警机制能更好地实现施工现场的信息反馈, 更易于指导施工。

(4) 从监控量测的结果来看, 各量测项目均能达到收敛, 围岩趋于稳定, 这说明隧道的初期支护参数是能满足实际要求, 且本隧道Ⅱ类围岩段采用的分上、下台阶的施工方法是适宜的。

(5) 通过初期支护的现场监控量测, 为二次衬砌提供了合理的施作时间 (在初期支护变形达到收敛后) 。

摘要：总结和研究山岭隧道监控技术, 探讨隧道施工中各种不良现象产生的原因, 掌握已有隧道施工的成功经验和失败教训, 才能为新建工程提供重要的参考资料和决策依据。总结绵阳某山岭隧道施工的系统监控量测工作所取得成果, 针对存在的问题, 提出开展系统监控量测专项工作的必要性和可行性。

关键词：山岭隧道,监控量测,成果

基于新奥法的某隧道监控量测研究 篇2

摘要:隧道监控量测是隧道新奥法施工的重要组成部分,它对于及时了解开挖后的隧道变形状况,确定和研究隧道支护效果及隧道安全施工具有十分重要的意义。文章从以某隧道为工程实例,探讨了新奥法监控量测在某隧道中的应用。

关键词:隧道;监控量测;新奥法

中图分类号:U456文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0141-01

1工程概况

该隧道按单向行车双洞双车道设计,左洞长653m,右洞长733m。隧道穿过基岩为白垩系上统砂岩,弱风化,褐红色,块状结构,层理近水平,围岩类别为Ⅲ类。施工中采用了锚杆加固、锚喷网、钢支撑等多种加固支护方法,根据地层情况,分别采用了台阶式开挖和全断面开挖两种方式施工,施工全过程进行监控量测。根据《公路隧道施工技术规范》的规定,需要将现场监控量测项目列入施工组织设计,掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,以指导施工作业,而且通过对围岩和支护的变位、应力的量测,修改支护系统的设计,达到最优的目标。因此,作为隧道新奥法施工“三要素”之一的施工监测便显得非常重要。

本隧道为连拱隧道,为长期风化剥蚀的丘陵地貌区。吉首端洞门位于一冲沟南侧边坡上,汇水面积小,地表水沿冲沟汇集,对洞中排水有一定的影响,仰坡的自然坡度约35°,洞口与地形线呈15°斜交,岩层走向与线路呈小角度斜交;对出口段边、仰坡稳定不利。产状250°∠4°～6°,节理发育一般。洞口偏压严重。

基岩为白垩系上统砂岩, 开挖段为Ⅱ类围岩,强风化砂岩和硅质砂岩,中厚层,具碎石状压碎结构,稳定性差,掌子面较干燥,风干后易干裂。地表水不发育,地下水主要为基岩裂隙水,受大气降水补给,水量贫乏。

2监测项目及方法

{1}地质和支护状况观察。主要包括:预测开挖面前方的地质条件;为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据;③根据喷层表面状态及锚杆的工作状态,分析支护结构的可靠程度。{2}收敛位移量测。主要包括:周边位移是是隧道围岩应力状态变化的最直观反映,量测周边位移可判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息;根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度为二次衬砌提供合理的支护时机;指导现场设计与施工。{3}地表下沉。位于Ⅰ-Ⅲ类围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧道,应进行地表沉降量测。在预计破裂面以外3～4倍洞径处设置水准点,作为各观测点高程测量的基准,从而计算出各观测点的下沉量。拱顶下沉与水平收敛量测平均30m布置1个观测断面,根据围岩类型可作如下调整。Ⅳ类及以上围岩不大于40m;III类围岩不大于25m;II类围岩小于20m。各测点在避免爆破作业破坏测点的前提下,尽可能靠近工作面埋设。

3监测成果举例

3.1地质观察综述

隧道基岩为白垩系砂岩,单斜岩层,倾角较缓,产状345°∠4°,开挖面为薄层泥质砂岩与钙质砂岩互层,局部夹中厚层,上部岩层稍厚,具碎裂状、块状结构,节理裂隙较发育,掌子面局部有裂隙水渗出。已完成初期护段,喷层表面无裂缝,无裂隙及剥离现象,有钢格栅段格栅无压曲现象,洞身两侧无底鼓现象,喷射砼表面局部有少量裂隙水渗出。

3.2地表下沉

从监测结果来看,在线路中心线及左侧地表下沉量明显较大,说明目前隧道开挖对中线及左侧岩体存在的扰动作用较大。D4 、D5、 D6点在线路中线附近,其SM值较大,基本在4.8～5.6 mm之间,其它点SM值均在0.7～4.6 mm之间波动,相对收敛量0.007～0.06%,参照奥地利J.Golser博士对地表沉陷的建议来看,沉降值在允许值范围以内;从SM-T曲线来看, D5及D6点位变速率*(*变)M相对较大,在0.1 mm/d左右,其余各点*(*,)M值均在0.01～0.08 mm/d之间,较掘进初期的位变速率有明显的降低,表明随着隧道掘进的深入,目前地表变形及位移已经逐渐趋入稳定。

3.3收敛及拱顶下沉

ZK201+550断面,收敛及拱顶下沉曲线来看,a、b线及拱顶下沉累计收敛值UM在6.5～7.1 mm之间,相对收敛量0.07%,变位速率*(*位)M在0.01 mm/d左右,符合《锚杆喷射砼支护技术规范》(GBJ86-85)关于Ⅲ类围岩洞周容许相对收敛量的规定,同时各条曲线斜率随时间有变小趋势,表明随着掘进的深入,其收敛速度逐渐降低,对洞口拱门段的扰动逐渐减小。目前阶段洞内围岩变位速率0.1 mm/d左右,说明施工对洞门处的影响仍然存在,但是拱门段变形及位移基本已经达到稳定。

4结 语

实践证明,现场监控量测能够预报险情提供信息,为以后同类隧道设计与施工积累了第一手资料,还可以节省投资,达到科学设计和施工的目的。

参考文献:

新凉风垭隧道监控量测技术 篇3

新凉风垭隧道为渝黔铁路控制性工程, 位于贵州省桐梓县境内。起止里程DK149+846~DK157+464, 全长7618 m为铁路双线隧道, 隧道最大埋深560 m。隧址区主要不良地质为断层、岩溶、顺层、煤层瓦斯、岩爆和下穿水库、溪沟和高速公路等, 为I级高风险隧道。

2 监控量测的目的和作用

2.1 监控量测的目的

监控量测是隧道施工过程中, 对围岩和支护系统的稳定状态进行监测, 为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据, 把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中, 进一步优化设计和施工方案, 以达到安全、经济、快速的目的, 围岩量测是施工管理中的一个重要环节, 同时也是施工安全和质量的保障。

2.2 监控量测的作用

通过监控量测可以了解围岩、支护变形情况, 以便及时调整和修正支护参数, 保证围岩稳定和施工安全。提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据, 确定二次衬砌的施作时间。依据监控量测资料采取相应措施, 在保证施工安全的前提下加快施工进度。

3 监控量测技术

隧道监控量测按《铁路隧道监控量测技术规程》 (TB10121-2007) 的规定建立等级管理、信息反馈和报告制度。施工期间开展监控量测, 将监控量测作为关键工序列入现场组织, 并对支护体系的稳定性进行判别。

3.1 监控量测项目

以洞内外观察、水平收敛量测、拱顶下沉量测为必测项目, 为日常施工管理提供有关数据资料。洞外在洞口浅埋段及洞浅埋段布置测点进行地表下沉量测。隧道施工在临近F凉12, F凉13时, 需对凉风垭水库水位、洞内水量进行监测, 并对所测数据进行洞内水与水库水变化关联性的分析。隧道施工茅口组灰岩段时, 需对凉风垭车站岩溶泉水量、水位、洞内水进行检测, 并对所测数据进行洞内水与岩溶泉水变化关联性的分析。

3.2 监控量测断面及测点布置原则

浅埋隧道地表沉降观测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。地表沉降测点纵向间距见表1。表1中Ho为隧道埋深, B为隧道最大开挖宽度。

地表下沉测点横向间距为2~5 m, 在隧道中线附近测点应该适当加密, 隧道中线两侧量测范围应≥H0+B, 地表有控制性建筑物时, 应该适当加宽。洞顶地表下沉量测断面布置见图1。

不同断面的测点应布置在相同部位, 测点应尽量对称布置, 以便数据的相互验证。

拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时, 应结合施工方法在拱部增设测点。

监控量测断面间距按表2的要求布置, 净空变化量测测线数按表3要求布置。拱顶下沉及净空变化量测的测线布置见图2。Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。

3.3 新凉风垭隧道监控量测方案

(1) 隧道在DK149+922~+980里程下穿渝黔高速公路段, 开展地表沉降观测, 观测点应在隧道开挖前布设, 并与洞内观测点布置在同一断面里程, 布点观察断面≥4个。

(2) 隧道进、出口洞口段的地表沉降、拱顶下沉、净空变化进行监控量测, 且地表沉降、拱顶下沉、净空变化必须在同一里程断面上。

(3) 隧洞于DK156+452~DK156+565里程段属于浅埋段, 需对地表进行沉降监测。

(4) 隧洞在DK153+246~DK153+590下穿凉风垭水库, 且该段里程有正断层发育, 易形成突水, 涌水现象。需对水库水平面及坝身进行监测。

(5) 由于本隧道地层地质比较复杂, 发育有多条断层, 地表有多处泉点分布, 说明地下水位面埋深较浅, 隧道开挖过程中易形成突水、突泥现象, 需要对泉点的流量进行监测, 以判断地下水的渗透情况。

(6) 洞内观察分为开挖工作面观察和支护表面状况观察两部分。开挖工作面观察在每次开挖后进行, 地质情况基本无变化时, 可每天进行一次。对支护的观察也应每天至少进行一次, 观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的表面外观状况等。

(7) 根据新凉风垭隧道围岩级别划分, 制订监控量测测点 (测线) 布置实施计划, 总体规划。视现场施工实际及设计变更情况, 可酌情增减观测断面。

3.4 监控量测频率

净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率, 量测频率见表4。地表下沉量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。

3.5 监控量测方法及要求

监控量测方法与要求见表5。为确保量测精度和加快量测速度, 拟在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用无接触围岩量测技术。表4中B为隧道开挖宽度。实际量测频率从表4中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。

量测原理, 无接触法围岩稳定性量测系统分为数据采集和数据处理两部分。数据采集由全自动测量软件控制仪器自动完成量测全过程, 数据采集完成后直接导入计算机利用数据处理软件对数据进行平差、成图、回归分析、曲线拟合等处理, 最终得到围岩收敛的准确报告, 以图形和表格形式打印出来。

(1) 洞内测点的制作及埋设。采用直径20 mm螺纹钢筋端部焊接直径6 mm的钢筋挂钩, 挂钩必须制作成闭合三角形。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定, 埋入围岩深度≥200mm, 若围岩破碎松软, 应适当增加测点埋入深度。如图3所示。

(2) 地表观测点的埋设。地表观测点的埋设见图4。地表沉降点埋设宜与洞内观测点位置对应, 地表观测点横向埋设时沿斜井中心线向两侧埋设。横向每排点位埋设7个观测点。点位横向间距为2~5 m, 纵向间距10~20 m。点位采用直径16 mm圆钢制作。竖向钢筋端头应制作成球形, 顶端锯成“十”字线, 线深≥1 mm, 线宽不能超过1.5 mm。竖向钢筋长度为250 mm, 下部50 mm处焊接长度100 mm的横向钢筋。

4 结论

由于新凉风垭隧道瓦斯突出的特殊性和隧道围岩的不确定性, 通过隧道围岩动态和支护结构的现场监控量测获得的数据分析并判断变形趋势, 及时确定施工工序和时间, 调整施工支护参数, 有效保证工程施工质量和安全。该隧道揭煤门施工过程中, 其中4次为瓦斯突出煤层揭煤门施工, 在通过增加观测点密度和观测频率, 及时反馈围岩变化动态, 为隧道施工提供安全保障, 有效的避免瓦斯隧道揭煤门施工出现瓦斯安全灾害, 为将来类似高风险隧道施工提供可靠参考。

参考文献

[1]TB 10121-2007, 铁路隧道监控量测技术规程[S].

[2]TB 10204-2002, 铁路隧道施工规范[S].

[3]TB 10120-2002, 铁路瓦斯隧道技术规范[S].

高铁隧道监控量测培训试卷 篇4

姓名 职务 分数

一、填空题：（每空2分，总计20分）

1、根据隧道监控量测设计要求，隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：Ⅳ级围岩不得大于（5）m，Ⅴ级围岩不得大于（10）m。

2、当拱顶下沉、水平收敛速率达（5）mm/d或位移累计达（100）mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

3、位移管理等级达到Ⅰ级时，应(暂停施工，采取措施)。

4、软弱围岩应按照“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、（勤量测）”的原理进行施工。

5、监控量测应作为（关键工序）纳入现场施工组织。对周边建筑物可能产生影响的铁路隧道应实施第三方监测。

6、隧道洞内拱顶下沉和净空变化监测点应布置对称，尽量（同面等高）。

7、洞口地表沉降观测点横断面方向间隔应取（2～5）m，在一个量测断面内应设（7～11）个测点，在隧道中线附近应适当加密，远离隧道中线可疏远些。

二、选择题：（每题3分，共计30分）

1、属于新奥法施工三大支柱的内容是（C）。

A 快速封闭 B复合衬砌 C监控量测 D早进晚出

2、下列选项中属于不良地质的选项有（D）。

A 膨胀土 B 人工填土 C人工弃土 D泥石流

3、根据下列时态曲线，（C）。

A 可正常施工 B必须放缓施工进度C 暂停施工，采取措施

4、下列属于隧道施工监控量测必测项目的是（D）。

A 围岩压力 B 爆破振动 C 纵向位移 D净空变化

5、下列属于隧道施工监控量测选测项目的是（A）。

A 水量 B地表沉降 C洞内、外观察 D拱顶下沉

6、隧道监控量测测点在初期支护（A）内读取初始读数。

A 2h B 6h C 12h D 24h

7、二次衬砌的施作应在满足隧道位移相对值已达到总相对位量的（C）以上。

A 70% B 80% C 90% D 95%

8、可以对拱顶下沉进行监测的仪器是（C）。

A 收敛计或水准仪 B经纬仪或罗盘仪C全站仪或精密水准仪D罗盘仪或精密水准仪

9、测点距开挖面的距离在1个开挖宽度内，监控量测的频率应为（B）

A 1次/天 B2次/天 C1次/2天 D1次/（2～3）天

10、隧道内监控量测测点布置应伸入岩面（15）cm。

A 2 B 10 C 10 D 15

三、判断题（每题3分，共计30分）

1、必测项目监控量测频率应根据测点距开挖面的距离确定。（X）

2、监控量测的主要目的是确保隧道施工安全性和结构的长期稳定性。（√）

3、监控量测实施细则应经监理单位、建设单位批准后方可实施，并作为现场作业、检查验收的依据。（√）

4、隧道洞口30米埋深范围内的纵向长度有50米，应至少设置3排地表沉降监观测点。（x）

5、地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。（√）

6、开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述必须每天记录一次。（X）

7、当位移曲线出现急剧增长或数据上下波动较大时，说明围岩与支护结构处于不稳定状态，需要加强监控量测。（√）

8、支护结构施工时，发现测点被破坏，应尽快重新补设测点，重置位移数据。（X）

9、浅埋隧道地表沉降下沉量测的重要性，随隧道埋深变浅而增大。（√）

10、洞口地表沉降观测点在明洞和暗洞二衬浇筑完成后可停止监测。（X）

四、问答题：（20分）

当隧道监测位移数据超限，安全性评价达到Ⅰ级管理等级时，应采取的措施有哪些？ 答：工程对策包含以下内容：

1、一般措施

1）稳定工作面。

2）调整开挖方法。

3）调整初期支护强度和刚度并及时支护。

4）降低爆破振动影响。

5）围岩与支护结构间回填注浆。

2、辅助施工措施

1）地层预处理，包括注浆加固、降水、冻结等方法

隧道工程监控量测技术 篇5

关键词：黄土隧道,围岩变形,监控量测技术

1 概述

郑西铁路客运专线黄土隧道设计开挖尺寸为15 m×13 m(宽×高)，断面面积达160多m2。一般采用CRD、CD、双侧壁导坑和弧形导坑法开挖，而这些开挖方法的上台阶都留有2～4 m长的核心土，其中前3种开挖法还要设置临时支护系统。

围岩变形是围岩应力形态变化最直观的表现，围岩坍塌和支护系统的破坏都是变形发展到一定程度的必然结果。因此隧道洞内位移量测是判断隧道围岩稳定、调整初期支护参数、安排施工工序、选择应急措施、确定仰拱封闭和二衬施工时间的重要依据。

隧道洞内位移量测主要包括拱顶下沉和水平收敛，拱顶下沉量测点设置在拱顶轴线附近，拱脚下沉量测点设置在上台阶拱脚上方50 cm处。水平收敛与拱顶下沉设在同一断面上，根据不同的施工方法一般设置在拱脚、墙腰和墙脚的高度处。拱顶下沉和水平收敛的量测测点应紧靠掌子面，其初读数宜在开挖后3～6 h内完成，且在下一循环开挖前必须完成。

2 传统监控量测方法的缺陷

传统监控量测方法一般是对监测点采用接触形式的量测，水平收敛一般采用收敛计、拱顶下沉量测一般采用挂尺和水准仪抄平等接触式方式进行，这种方法具有成本低、操作简便可靠等优点，但对于大断面黄土隧道存在以下几个问题：

(1)大断面黄土隧道各种施工方法的上台阶开挖都采用预留核心土的形式，使水平收敛量测不能贴近掌子面进行，无法挂尺进行拱顶下沉量测，因而难以获取开挖初期的变形，严重影响监测的效果。

(2)由于拱脚下沉大于拱顶下沉(深埋地段的弧形导坑)，采用三角收敛基线量测拱顶下沉时，误差相当大，不能正确反映实际的拱顶下沉量。

(3)对拱脚下沉的量测应在上台阶开挖后立即进行，但此时由于拱脚处空间的限制，常规的立尺水准抄平方法无法实施。

(4)由于隧道净空高度大，人工挂钢尺比较困难，观测时间长，与其他施工工序干扰大，影响工程进度。

3 无尺量测方法

由于常规接触式位移量测方法难以满足大断面黄土隧道洞内位移监控量测的要求，为适应大断面黄土隧道施工工法的要求和施工监测环境，可采用全站仪自由设站以极坐标法进行非接触三维位移的无尺监控量测方法。该方法不受掌子面核心土以及拱脚空间的影响，避免了上述常规接触式位移观测的缺点，同时具有自动化程度高、观测快速省力的特点。

3.1 观测系统

该方法现场只需1台全站仪和安装反射膜片的测点和基准点，采用相对坐标，基准点坐标可自行设置(一般取为原点)而不必测定，测站也可以自由设站不必对中。

(1）全站仪

必须具有三同轴光学系统(即经纬仪视准轴与测距仪的发射、接收光轴共轴)并配置红色可见光激光指示和目标照明功能。测角精度应达到±1″，分辨力达到0.1″，测距精度在100 m以内应达到±1 mm，分辨力达到0.1 mm，防尘等级不小于IP5。为适应快速施工的要求，提高隧道内监测作业的速度和观测精度，可使用带ATR功能的自动观测全站仪(测量机器人)。

(2）反射膜片

采用70 mm×70 mm规格的膜片，不得使用尺寸小于50 mm×50 mm的膜片。

3.2 观测方法

(1）基准点布置

全站仪自由设站坐标系的基准点由2点组成，其中一点为坐标原点，要求其稳固不动，另一点用于确定横轴方向，该点沿竖轴和横轴方向的位移不影响测点的位移观测。对隧道观测而言，上述基准点应布置在已完成仰拱封闭及铺底的两侧边墙上(距铺底高度1 m左右，以不影响通视为宜)，两基准点连线应垂直洞轴。对于带中壁的双侧壁、CRD和CD断面，应将坐标原点置于边墙上，横轴方向点置于内壁或中壁上。双侧壁、CRD和CD断面拆撑时，应及时将基准点移出。

(2）测点布置

上台阶位移测点宜埋设在距掌子面第2榀钢架上(第1榀上容易被挖掘机碰掉)，以后该断面的各台阶位移测点均埋设在该榀钢架上，埋设后在该处设置醒目标志，防止挂碰。埋设时应尽量减小膜片与仪器光轴的入射角，即将觇板对准测站方向后再固定测点。

(3）反射测点制作

反射测点(包括基准点和测点)由膜片、觇板和埋设杆组成。觇板用厚度5 mm矩形钢板制作，钢板短边长度=膜片尺寸+10 mm，长边长度=膜片尺寸+20 mm。埋设杆采用Φ16～20 mm钢筋，长度10～30 cm(以膜片伸出混凝土表面15～20 cm为宜)。埋设杆焊接在觇板短边中线处。

(4）测站设置

采用自由设站的仪器不需对中，但固定测站比不固定测站的观测精度高，因此测站位置应大致固定。而测站设置的关键要求，是测站的位置不能距测点断面太近，否则仪器光轴与膜片入射角过大而影响回复反射的性能。一般言，测站与断面间距离应大于25 m，这时光轴与膜片的入射夹角可控制在30°以内。同时，测站的位置也不能太远，否则不能满足所用膜片尺寸的最大测程。根据现场测试，合适的站位是：采用70 mm×70 mm膜片时测程应控制在30～60 m之间，采用50 mm×50 mm膜片时测程应控制在30～45 m之间。

3.3 观测要点

(1)基准点坐标可自行设置不必测定，但应设置后方校核点对基准点进行定期复核观测。

(2)用全站仪进行简单的相对收敛变形观测时，不需要照准基准点。

(3)反射膜片应在测点埋设后再粘贴到觇板上，并在喷混凝土前包裹测点。

(4)观测时应采用双盘测回法，避免单盘观测。为提高观测精度，可采用3次重复照准、必要时重复设站的冗余观测法，即每个盘位分别连续、重复照准3次目标点读取2×3次读数，然后取其平均为1次观测值，重复设站时对每站位观测值取平均值。

(5)在观测作业前，应对系统进行精度评定，以确认所用系统及方法是否满足精度要求。

(6)自动全站仪观测时，应避免望远镜视场内同时出现2个及以上反射测点。

(7)双侧壁、CRD架设上横撑时，拱顶和拱脚测点受横撑阻挡，不存在通视条件。这时可在横撑上方设站对拱脚测点进行相对收敛变形观测(用全站仪进行简单的相对收敛变形观测时，不需要照准基准点)，在横撑下方设站对拱顶测点进行常规水准抄平方法观测。

3.4 观测精度

通过实践和有关资料证明：采用徕卡TC2002全站仪(仪器精度0.5"、1+1 ppm)、RS反射膜片，采用3次重复照准及3次重复设站冗余观测方法时，测点位移量最大中误差≯0.5 mm(平均0.09 mm);采用徕卡TCA1201自动全站仪(带有ATP功能，测角精度1"，分辨率0.1"、测距精度2+2 ppm，分辨率0.1 mm),RS反射膜片，惠普PDA终端(内置自由设站3维坐标计算软件)，观测采用每盘重复3次照准取2×3次读数平均值方法。系统观测精度：测站固定时(位置大致固定)，水平方向的点位1次观测中误差为0.33～0.52 mm(平均0.41 mm)，垂直方向为0.24～0.43 mm(平均0.35 mm)。测站不固定时(即洞内一左一右站位)，水平方向的点位1次观测中误差为0.94～3.06 mm(平均1.94 mm)，垂直方向为0.98～2.60 mm(平均1.77 mm)。

3.5 观测频率[1]

观测频率是根据位移速率和距开挖面距离两方面因素确定，在选择观测频率时，如果位移速率、距开挖面距离两者有差异时，为保证施工安全，原则上取观测频率较高的作为实施的观测频率，同时当各台阶开挖面通过量测断面前后应增加观测频率。大断面黄土隧道变形监控量测观测频率见表1。

注：B为隧道开挖宽度。

监控量测断面间距：洞口浅埋Ⅴ级围岩段、浅埋下穿构(建)筑物段每5 m设置1个量测断面，一般Ⅴ级围岩段、浅埋或含水量超过18%的Ⅳ级围岩段每10 m设置1个量测断面，一般Ⅳ级围岩段每20～30 m设置1个量测断面。

4 监控量测数据的计算和作用

由于隧道工程地质条件和施工工艺的复杂性，开挖导致隧道围岩的变形并不是单调的增加。因此，围岩变形随时间的变化，在初始阶段是呈波动的，然后逐渐趋于稳定。

4.1 监控量测数据的计算

现场实测数据，必须经过计算求得量测时间间隔、累计量测时间、水平收敛差值、累计收敛差值、当日收敛速度、平均收敛速度、拱顶下沉差值、累计拱顶下沉值、当日拱顶下沉速度、平均拱顶下沉速度、量测断面至开挖面距离等。

量测间隔时间的计算：在监控量测时应准确记录量测所对应的日期、小时和分钟，量测时间间隔以天为单位，在实际量测中不足或超出的小时及分钟，应全部折算成净天数。

4.2 监控量测数据的应用

根据现场量测数据的计算结果绘制的围岩变形—时间曲线散点图，其纵坐标表示围岩变形(可为拱顶下沉和水平收敛，也可为变形量和变形速度)，横坐标表示时间。在图中应注明量测时工作面施工工序和开挖工作面距量测断面的距离，以便分析施工工序、时间、空间效应与量测数据的关系。

4.3 围岩变形分析方法

4.3.1 当日变形速度或变形量法

(1)当日变形速度：本次围岩变形量测值减去上次围岩变形量测值所得之差，再除以2次量测时所经历的时间。

(2)当日变形量：本次围岩变形量测值减去上次围岩变形量测值所得之差。

这2个指标能及时反应当天所发生的变形速度或变形量，量测值反应灵敏，信息反馈迅速，在施工初期对预报险情起着重要的警报作用。但量测值可能存在偶然误差，时间曲线波动幅度较大，用它来表示变形速度或变形量的发展趋势是不准切的。高桥隧道弧形导坑开挖阶段净空位移实测最大速度见表2。

4.3.2 变形速度或变形量的回归分析法

(1)围岩变形随时间的变化规律[2][3]

由于反映围岩变形的各种因素之间的相互关系十分复杂，实际观测数据不可避免地受随机因素的干扰，存在着各种误差，使得变量之间呈现比较复杂的关系，需根据情况利用不同的回归模型建立变量之间的关系。

注：*上台阶水平收敛速率;**中台阶水平收敛速率。

利用最小二乘迭代法原理对实测量测的各组数据做回归计算，拟合出1条最佳曲线。由量测数据进行曲线拟合所得回归方程的表达式有以下几种：

双曲函数：或式中：U为变形值(mm);A、B为回归系数;t为量测时间;t0为测点初读时距开挖时的时间;T为量测时距开挖时的时间。

上述各种函数中的第1个表达式都可以引入辅助变量后转化为线性表达式，然后再以线性回归计算法求出回归系数A、B。第2个表达式则不能转化为线性表达式，可利用专用程序进行回归计算。

这种计算方法是对量测散点进行拟合，用1条能反应绝大多数量测值真实情况的曲线代替了原有的离散跳跃点，具有代表总体的特性。但此法必须在取得30～40个以上的样本时整体回归精度才高，所以此法不能作短期散点拟合，而只能作中期分析或远期预计。图1为高桥隧道DK348+363净空位移时态曲线。

(2）围岩全变形的计算[4]

前文已经提到，由于不可能在开挖后立即紧贴开挖面埋设元件，进行测量，因此量测零读数测取时已有量值为U1的围岩变形释放。此外，在隧道开挖面尚未到达量测断面时其实也已有量值为U2的变形产生。这两部份变形都加到变形量测值上以后才是围岩真实的变形。即U=Um+U1+U2，其中Um为变形量测值;U1可用回归曲线外延的办法估算(见图2曲线的外延图)，U2=λ0U(λ0取值0.265～0.33之间)，所以

5 变形控制基准值及监控管理

根据高桥大断面黄土隧道施工所发生的最大变形值，提出变形控制指标，见表3。

由于大断面黄土隧道变形量特别是拱顶下沉比较大,根据隧道监控结果表明，在二衬施做前围岩变形速率长时间保持在1～2 mm/d，在实际施工中为了保证施工安全，都是通过仰拱和二衬紧跟掌子面来控制围岩变形的，一般情况下仰拱和二衬距掌子面的距离都控制在30 m和60 m以内，软弱围岩段则可进一步缩短控制距离。所以大断面黄土隧道与岩石隧道不同之处，就是二衬不是在围岩变形稳定后才施做的，即不是在围岩水平收敛小于0.2 mm/d，拱顶下沉小于0.15 mm/d后才进行二衬施做，鉴于该情况大断面黄土隧道二衬参数的设计应进行适当加强，以防止二衬后期开裂。

注：安全状态为正常施工;注意状态为预警情况，调整支护参数后继续施工;危险状态应停止施工，并拿出切实可行的初期支护加强措施后方可恢复施工。

6 有害围岩变形的处理措施

水平收敛较大时，可设置横撑，在上横撑上增设纵向连接钢管以增强横撑连接点的强度;在上下横撑间设置斜撑;增设临时仰拱，及时封闭仰拱。

拱顶下沉较大时，可减小钢架间距、大角度打设锁脚锚管，增大拱(墙)脚，设置临时竖撑，减小一次进尺长度，及时封闭仰拱。必要时封闭掌子面暂停施工，在采取上述有关措施且变形稳定后，跟进仰拱和二衬，然后再恢复施工。

7 结语

通过在大断面黄土隧道中采用无尺监控量测技术，缩短了监控量测时间，保证原始数据采集的及时性，使数据分析结论更加接近实际情况，减少了监控量测工序与其他施工工序的干扰，加快了隧道的施工进度，同时观测精度也能满足隧道监控量测的要求。

参考文献

[1]TB10121—2007铁路隧道监控量测技术规程[S].

[2]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京:科学出版社,2002.

[3]铁道部工程设计鉴定中心.高速铁路隧道[M].北京:中国铁道出版社,2006.

野三关隧道施工监控量测技术 篇6

关键词：隧道施工,监控量测,技术,数据分析

1 工程概况

野三关隧道位于巴东县野三关镇碗口河和支井河之间,全长13.841 km,为宜万铁路全线最长的隧道。野三关隧道进口位于白家坡二溪河一小溪沟陡崖,隧道出口位于支井河边,洞身最大埋深684 m,纵断面为人字坡。隧道穿越二溪河、苦桃溪深切河谷底部,地质条件异常复杂。

野三关隧道进口段Ⅰ线隧道设计里程为DK116+205～DK123+123.5,隧道全长为6 920.5 m。隧道DK116+205～DK117+740位于半径为1 600 m的曲线上,其余地段位于直线上;隧道进口DK116+205～DK116+374段为燕尾式隧道及小间距隧道,其余段为双洞单线隧道。

野三关隧道进口段Ⅱ线隧道为原设计预留二线的平导扩建而成,设计里程为ⅡDK116+204.325～ⅡDK123+106.35,隧道全长为6 902.025 m。隧道ⅡDK116+204.325～ⅡDK117+706.95位于半径为1 600 m的曲线上,其余地段位于直线上;隧道进口DK116+204.325～DK116+372.28段为燕尾式隧道及小间距隧道(同一线施工完毕),其余段为双洞单线隧道。

结合围岩特征和水文地质条件,本段隧道按照新奥法的原理设计施工。单线隧道Ⅱ,Ⅲ级围岩采用全断面施工,Ⅳ,Ⅴ级围岩采用台阶法施工,进口燕尾式双联拱隧道采用中洞法施工。隧道开挖采用光面爆破,严格控制超挖、欠挖,加强监测,及时处理分析数据,调整支护参数。初期支护喷射混凝土设计湿喷工艺。对洞口浅埋、偏压段采用地表预加固或反压回填等方法处理。隧道施工前先做好排水设施,清除虚方,然后进行隧道开挖。洞口施工尽量避开雨季。

2 施工监控量测断面埋设情况

现场监控量测是新奥法复合式衬砌设计,施工的核心技术之一,也是隧道成败的关键。由于隧道勘察工作的局限,隧道的地质条件难以准确查明。施工时地质条件是多变的,施工时围岩监控量测实行“地质监控、安全检查监控、变形量测监控”三步并行的方法。

野三关隧道进口连拱隧道,设计、施工难度大,也是宜万铁路最为复杂的隧道工程之一,为按时、优质、高效地完成该工程,有必要对野三关隧道施工进行全过程监控。

根据野三关隧道围岩与支护结构的受力特点,为满足施工量测数据采集和保证施工安全,现场监控量测项目分为3种量测断面,分别为A型、B型、地表沉降量测断面。

A型量测断面:适用于隧道Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ类围岩及洞口段、偏压段。具体量测项目包括围岩地质与支护描述、周边收敛、拱顶下沉及地表沉降、围岩内部多点位移、锚杆轴力、围岩与喷射混凝土接触压力、初期支护钢支撑应力、初期支护喷射混凝土内部应力应变、二次衬砌与初期支护喷射混凝土接触压力、二次衬砌混凝土内部应力应变。

B型量测断面:适用于隧道Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ类围岩段。具体量测项目包括洞内地质与支护观察、净空变位及拱顶下沉、地表沉降、围岩与喷射混凝土接触压力、初期支护钢支撑应力、围岩内部多点位移、锚杆轴力、初期支护喷射混凝土内部应力应变、二次衬砌与初期支护喷射混凝土接触压力、二次衬砌混凝土内部应力应变。

地表沉降量测断面:适用于隧道洞口地表沉降量测。

根据野三关隧道施工监控量测计划,中铁隧道股份有限公司共埋设9个量测断面,其中A型断面4个,B型断面3个,地表沉降量测断面2个。

3 数据采集

要求现场工作人员必须按规范和监控量测计划规定的频率坚持每天到洞内采集数据,将采集的数据及时处理,如果发现量测数据出现异常,则应立即分析引起变化的原因,同时增加量测频率,使问题能得到及时有效的处理。

4 施工监控量测数据分析

4.1 DK116+300断面监控量测数据分析

DK116+300断面为A型监控量测断面,以灰色～褐色凝灰熔岩为主,岩体呈块状结构,为Ⅱ类围岩,断面埋设于2005年8月31日,并按量测要求及相关规定进行了量测。

1)周边收敛:一线测点在量测的第4天即遭破坏,二线也同时受到影响,但其随后的历时曲线渐趋平稳,表明围岩和支护已基本稳定。2)拱顶下沉:拱顶的下沉量基本为零,左、右拱腰处下沉量最大。历时10 d后,拱顶下沉逐渐稳定;20 d后,拱顶下沉速率小于1 mm/d。3)锚杆轴力:各处的大部分测点的锚杆轴力均很小,压力为主,在4 kN以内。拱部部分测点表现为拉力,最大为2 kN。4)围岩内部位移:各测点稳定后的位移值主要集中在一线以内,移动方向以向着隧道净空方向为主,左拱腰处相对最大,各测点历时曲线平缓,表明其变形已十分稳定。5)喷射混凝土内部应力:历时曲线及相互大小关系基本和围岩与喷混凝土的接触压力类似,最大拉应力位于拱顶,达12.6 MPa。以上两项量测数据说明若喷混凝土与围岩的密贴性不够好,容易导致混凝土剥离掉块。6)围岩与喷射混凝土接触压力:拱顶处接触压力最大,约0.126 MPa,左拱腰处最小,约0.02 MPa。7)钢支撑内力:边墙处基本不受力,其余各处均为拉应力,以拱顶与左拱腰处最大,达25 kN左右,各测点受力均已稳定。8)喷混凝土与二衬接触压力:拱部三测点的接触压力均较小,最大仅为0.05 MPa左右;侧墙接触压力相对比拱部明显,最大值出现于左侧墙的测点,达0.15 MPa。这反映洞口浅埋段侧压的特点。但所有5个测点的变化曲线在7 d后都十分平缓。9)二衬内部应力:初始量测时,各测点的二衬内部应力变化曲线存在一定程度的波动,但其后内部应力值均较小。

综上所述,本断面位于进口Ⅱ类围岩段,节理裂隙较发育,围岩内部应力及变形不大,初支与二衬的受力程度较轻,结构稳定,所采用支护结构的强度和刚度是合理有效的。

本断面历时1个月左右,各测试项目的位移速率基本平稳,表明围岩基本稳定,根据《铁路隧道施工技术规范》的规定,可以施作二次衬砌,以形成完整的复合防护体系。

4.2 DK116+206点地表沉降观测分析

DK116+206点主要对该隧道进口的地表沉降进行监测,2005年9月28日～2005年12月8日,历时70 d共观测30次,取得实测数据约600个,8个测点的沉降值均不大,在8 mm以内,总体变化趋势平缓。在隧道刚开挖时,测点的地表沉降曲线出现一定波动,但随掌子面与量测断面的距离越来越远,围岩的二次重分布应力逐渐调整平衡,使得该断面的地表沉降再次渐趋稳定。这说明,尽管隧道开挖对地表沉降有一定影响,但只要支护及时,采取措施得力,本段落的地表不会产生明显的沉降。

4.3监控量测结论

由于连拱隧道结构的特殊性,以及洞门处于偏压段,而造成部分段落受力变形的不对称性,尤其是左、右拱腰区域的围岩应力集中,容易导致结构的破坏变形,部分段落拱部围岩自稳能力不强,施工中及时采取了有效措施,保证结构的安全。在施工监控量测数据的分析结果的指导下,洞口段已安全贯通,各监测断面受力变形基本稳定,隧道已安全通过各段落。根据监测结果,可以进行衬砌施工,以形成完整的复合支护体系,增强隧道结构的安全度。

5结语

野三关隧道的施工监控量测工作与工程设计及施工紧密结合,通过现场实测、数据分析处理及信息反馈等手段,实现了信息化施工。在监控量测工作的正确指导下,野三关隧道施工克服了偏压、地质破碎等困难,按时、优质、高效地完成了施工任务。

参考文献

隧道工程监控量测技术 篇7

由于特定的施工环境和运行环境, 隧道工程作业对施工的技术要求难度相对较高, 为了创造安全可靠的施工环境条件和保证投入运行之后的环境条件的稳定安全, 对隧道施工现场的岩层稳定性、变化性必须进行严密地监控, 预测变化的方向、范围、大小, 采取有效手段保证岩体稳定结构和支护结构的安全性, 保障施工人员的生命安全, 保障施工的顺利进行。隧道施工监控量测及数据反分析技术在这个过程中可以发挥有效的作用, 在实践过程中对隧道拱顶沉降量和周边收敛量等原始数据的观测, 利用数据反分析, 预测岩体的变化, 判断其稳定性, 以采取适当的支护结构和形式。

1 工程概况

该隧道工程位于重庆高速公路某段, 全长3 230 m, 隧道建筑界线设定净空值为净宽10. 5 m, 净高5. 0 m, 隧道经过的岩层种类较多, 岩性有页岩、砂质页岩、粉砂岩, 局部互层状发育, 总体以较软岩为主, 粉砂岩、石英砂岩单层厚度一般小于1. 0 m。洞内围岩分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三类, 长度分别为490、650、2 090 m, 以Ⅳ类围岩所占比例最大, 三类围岩分别占总长度的15. 3% 、20. 1% 、64. 6% 。

在开挖方式上选择了多种开挖方式, 其中Ⅱ类围岩采用全断面开挖, Ⅲ类围岩和Ⅳ类围岩采用了多台阶法开挖。开挖方法主要采用光面爆破, 部分情况下使用预裂爆破。

隧道结构以复合式衬砌为主, 初期支护主要使用锚杆、湿喷混凝土 ( 钢筋挂网) 以及刚拱架等, 因为隧道施工长度长、岩层较软, 大量采用了超前注浆小导管、超前锚杆、大管棚等作为施工辅助措施。对围岩的自承能力进行了最大程度的利用, 通过监控量测采集的数据, 对初期支护和二次衬砌起到了有效指导作用。

2 隧道施工现场监控量测方案制定

2. 1 监控量测内容的确定

综合该隧道工程施工方案和施工环境条件的复杂性, 在隧道施工阶段监控量测内容上进行了较多考虑, 必测项目为隧道洞内外观察、周边收敛位移量测、拱顶下沉位移量测、地表下沉量量测四个方面, 选测项目进行了围岩压力测试、钢架应力量测、两层衬砌间压力量测。

2. 2 监控量测方法

2. 2. 1 洞内外观察

1) 洞内开挖工作面的观察。制定观察制度和记录表格数据, 开展开挖工作面观察。主要观察内容为: 开挖后的节理裂缝的发育情况、开挖面的整体稳定性、岩间涌水程度、底板的隆起状况等肉眼可以观察到的明显变化现象。如果地质情况稳定, 观察频率可定为每日一次, 如果观察发现地质情况发生变化, 需要加以复测并完成开完工作面略图的绘制, 采集资料备用同时提高观察频率。

2) 已进行施工的地段的观察。针对已施工地段的观察重点是检测是否符合施工规范和是否达到技术标准。主要是观察锚杆稳定性、钢架稳定性和喷射混凝土是否出现裂缝等状况。施工地段的观察频率应得到保证, 每天两次或两次以上。

3) 洞外观察项目。对洞外观察主要针对地质现象的变化, 包括地表沉陷状况, 隧道施工两侧的边坡、仰坡的稳定性, 洞口地表状况和地下水的渗透状况。如果观察发现地质情况变化导致了初期支护结构受到损伤, 则需要及时进行处理和维护, 确保隧道施工安全。

2. 2. 2 周边收敛量测

隧道开挖以后, 及时准确掌握施工工程中围岩的瞬时变形量对预测围岩稳定性和后期施工有重要作用, 所以需要尽快在边墙和隧道拱腰布置测桩锚杆。布置方法是, 在隧道边墙与拱腰位置分别设置4 个孔眼, 周边收敛量测线的选定两条, 一条距离路面2 m, 另一条布设在距离起拱线上方1 m处 ( 如图1 所示) 。钻孔完成后, 使用速凝水泥砂浆对测桩锚杆进行岩面固定, 在水泥强度达至总强度的70% 以后采用精度高的收敛仪器进行量测。所得量测断面间距结果如表1 所示。

m

注: 其中Ⅴ类围岩视具体情况而定。

2. 2. 3 拱顶下沉位移的量测

综合该隧道施工的状况, 在隧道拱顶正中垂直于拱顶表面布设1 个测点, 测点深度30 cm, 钻孔完成之后, 使用速凝水泥砂浆, 在岩面上固定测桩锚杆。拱顶下沉的量测断面和周边收敛的量测断面相同, 测点分布示意图见图1。

2. 2. 4 地表下沉量量测

该隧道洞门地质属于围岩类型中的Ⅱ类围岩, 其深度约10 ~ 40 m, 属于浅埋性隧道。因而可以与拱顶下沉和周边收敛量测在同一断面布设测量点位, 以便观察测量。

选用DSZ2 水准仪及水准尺用作量测过程仪器设备。在开挖面前方隧道埋深深度h + 9 m处开始布设测点, 布设范围延伸至开挖面后方50 m左右, 测点布置间距3. 5 m左右, 隧道中线区域测点布设相应密集, 在远离中线区域可以相应少布置测点。在距离设计的破裂面30 m外设置测点基准点之后, 依据常规水平埋设进行测点布置, 见表2。

m

2. 2. 5 围岩压力和两层衬砌间的压力量测

进行围岩压力和两层衬砌之间的压力量测, 为保护压力盒和导线: (1) 需要在量测点位上设置压力盒固定支架以及导线保护管道; (2) 在两者内部安装压力盒和导线, 做好后期测试的基础工作; (3) 对压力盒进行测试, 利用频率接收仪获取压力盒振动频率, 然后测试出压力盒承受的压力值; (4) 为保证压力盒的正常使用, 必须要为压力盒提供一个良好的工作环境, 测量过程中, 重点防范压力盒进水, 以免压力盒进水, 影响功能, 使测量产生较大误差或者失去效用。

2. 2. 6 钢架应力量测

隧道施工采用的是格栅钢架, 对钢架应力的测量通常有两种量测方法, 我们选用的是电阻式测量方法, 先将格栅钢筋的主筋切断一部分, 然后将电阻应变片式钢筋计焊接到切断的部位代替主筋。在埋设之前需要对钢筋计进行调试, 做好受拉和抗压两种受力状态的标定, 同时做好钢筋计的防潮防水工作。埋设要求保证量测屏蔽线完全绝缘, 同时保证钢筋计处于不受力的状态。每个量测断面都需要进行各个测量点位的充分布设, 共需设置11 个钢筋计, 选择YJ - 5 型静态应变仪用作量测仪器设备。

3 量测频率的设定和结束测量的时间

3. 1 监控量测频率

净空收敛和拱顶下沉是决定岩体稳定性的主要影响因素, 对着两者的两侧频率有严格的要求, 依据表3 和表4所示频率进行量测。开挖下台阶, 进行仰拱施工, 撤除临时支护等, 施工状况发生变化的时候, 需要适量增加检测频率。

按照距离开挖面的距离, 设定净空位移和拱顶下沉的监控量测频率, 见表3。

按照位移速度, 设定净空位移和拱顶下沉的监控量测频率, 见表4。

测线和测点的不同, 导致位移速度不同, 以产生的最大位移为准, 决定量测的频率, 对于塑性流变岩体中出现位移长期不能收敛的状态, 如果时间是开挖以后2 个月以上, 测量频率和必测项目应相同。

3. 2 量测结束时间

围岩基本稳定之后, 以1 次/3 d的频率持续两周, 如果没有发生变形, 量测结束; 对于位移长期不能收敛的膨胀性围岩, 量测变形速率如果低于每月1 mm时, 可以结束量测。受围岩地质条件影响, 开挖后, 量测时间持续长短不同, 稳定性好的围岩, 量测7 d左右, 其变形收敛已经完成, 可以判断围岩稳定状态; 而塑性流变岩体中收敛时间较长, 需要进行3 个月以上的长期观察。

4 数据反分析处理

基于量测数据绘制位移时间图像, 可以比较直观地看出围岩位移变化状态, 进而对围岩的趋于稳定状态或者出现异常状态做出初步判断, 如图2。

4. 1 量测数据模型分析方法

量测的误差会造成量测数据显现离散性, 需要采用统计学原理对量测数据进行分析, 再以相应的数学公式进行描述, 采用回归分析进行量测数据处理计算, 最终得到u、t之间的函数关系, 反推因变量的变化速率和极限值, 也就是我们要求得出的岩体稳定性趋势。采用的方式有三种。

对于系数A、B, 可以用最小二乘法得到:

可以得到a=eA, b=B, u=eA+B/t。

相关系数:

线性回归分析对三种函数独立进行回归计算, 将其转换为直线函数y = a + bx的形式, 求出a、b。进行线性回归分析之后, 根据三种曲线方程的相关系数r, 选取相关系数最趋近于1 的方程代表测点数据变化。

4. 2 线性分析回归数据反分析

该隧道进行线性分析结果见表5。

分析表5 线性回归数据可知, 计算周边收敛时, 指数函数拟合的方式所得相干系数大, 而方差小, 效果好; 计算拱顶下沉时, 双曲线拟合的方式所得相干系数较大, 方差较小, 效果更佳。基于数据支撑, 对围岩稳定性变化做出如下结论: 0 ~ 5 d, 该隧道周边收敛变化较大, 于第5 d水平位移量达至最大, 到第10 d出现明显的稳定趋势; 与此同时, 0 ~ 5 d围岩拱顶下沉发生急剧变化, 至开挖后第5d结束时拱顶沉降量为26. 4 mm, 已达至预测总位移83%左右, 其后变化趋于稳定, 到第20 d已基本稳定, 总沉降量与预测值基本相符, 至此表明围岩已处于稳定状态。

通过修建该隧道过程中的实践, 在运用监控量测技术获取基础数据后, 利用数据反分析方法, 线性回归多种函数进行拟合, 选取最佳相干系数, 能较为精确地预测围岩稳定性, 为隧道施工安全进行提供重要的信息支撑。

摘要：随着我国道路建设事业的发展, 隧道工程施工作业的工程量日益增加, 新奥法在我国隧道工程建设中得到了广泛应用。通过对隧道施工现场进行监控量测, 获取基础数据, 利用数据进行反分析, 从而判断岩体稳定性和支护结构的安全性, 对确保隧道施工安全顺利进行有着重要意义。本文通过在重庆某隧道施工过程中的应用, 对隧道施工监控量测及数据反分析技术作探究。

关键词：隧道施工,监控量测,数据反分析

参考文献

[1]陈凯江.隧道施工监控量测及数据反分析技术研究[D].北京:北京工业大学, 2013.

[2]肖涛.高速公路隧道施工监控量测技术研究[D].广州:华南理工大学, 2014.

隧道工程监控量测技术 篇8

围岩监控量测指的是在隧道施工时, 实时监测支护系统及围岩的稳定性能和变化情况, 以进一步优化施工方案, 并对支护参数进行合理的调整。在新奥法施工中, 这个环节的工作非常关键。新奥法属于一种全新的隧道施工理念, 它主要通过开挖法、支护形式及辅助手段, 尽量利用围岩自身的承载能力来提高隧道施工的安全系数, 同时使其更为经济合理。而其安全性、经济性和合理性, 主要体现在能及时为下一环境的设计即施工提供有效的围岩监控量测数据。所以, 采用新奥法施工的重点在于准确、及时、快速地进行围岩检测即信息反馈。

通过新奥法施工的一个案例就是太中银铁路横山隧道施工项目, 该项目施工很好的运用了围岩监测技术, 并由此获得的预期的技术经济效益和社会效益。

1 工程概况

横山隧道位于陕西省横山县境内, 是全线范围的重点控制工程。隧道起迄里程为DK333+265~DK344+713, 全长11448m;隧道设计为双线隧道。隧道最大埋深为283.68m。

隧道平面进口DK333+265至DK334+966.83段为半径为3500m的右曲线上, 从DK334+966.83至隧道出口DK344+713段为直线;隧道内纵坡为单坡道, 自隧道进口至DK335+070为5‰的上坡, DK335+050至隧道出口为11‰的上坡。隧道围岩情况总体情况较好, Ⅲ级围岩分布总长度为9710m, 占隧道总长的85%;Ⅳ级围岩分布总长度为1513m, 占隧道总长的13%;Ⅴ级围岩分布总长度为225m, 占隧道总长的2%。

2 施工监控量测

2.1 现场监控量测的目的

在施工过程中, 加强围岩的监控量测, 及时准确反馈初支收敛情况, 是调整施工支护参数, 优化施工方案, 确保施工安全的重要手段。在横山隧道施工过程中, 我们严格按照新奥法要求施工, 通过量测数据收集、整理和分析达到以下几个目的:

2.1.1 了解围岩、支护变形情况, 以便及时调整和修正支护参数, 保证围岩稳定和施工安全;

2.1.2 提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据, 确定二次衬砌施作时间;

2.1.3 依据量测信息采取相应措施, 优化施工方案, 在保证施工安全的前提下加快施工进度。

2.2 围岩监控量测的基本情况

2.2.1 工具

ZW20型收敛仪, 用于隧道断面水平位移测量观测。最小读数0.1度的温度计, 用于测量隧道环境温度, 温度变化对收敛仪测量影响很大。高精度水准仪, 用于测量隧道拱顶下沉观测。

2.2.2 测点埋设及要求

隧道净空变化、拱顶下沉量测项目设置在同一断面, 量测断面的间距及测点数量设定主要依据围岩类别, 一般量测断面的布设要求见表1。

注:洞口及浅埋地段断面间距取小值。

测点埋设应尽可能靠近掌子面, 一般距工作面0.5m~2.0m。测点埋好后, 应在下一循环爆破前量取第一次读数。

2.3 现场监控量测要求

2.3.1 喷锚支护施作2h后即埋设测点, 进行第一次量测数据采集。

2.3.2 测试前检查仪表设备是否完好, 如发现故障应及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏, 只有测点状态良好时方可进行测试工作。

2.3.3 测试时, 应根据监测流程提前装设仪器仪表, 一个监测点要测读3次。如果3次数值差距不大, 观测结果则取其平均值;如果3次的数值差距较大, 就要对量测仪器仪表进行检查, 确保其安装无误、测点不松动后再重新测量。认真记录每一次量测的环境温度、支护状况和掘进里程等数据。现场粗略的对量测数据进行计算, 如变位过大, 则要尽快告知现场施工负责人进行处理, 以免出现问题。

2.3.4 结束量测以后, 对仪器、仪表进行检查, 并按要求对仪器进行保管和养护;认真整理监控量测资料等施工材料。

3 监控量测数据分析及应用

根据各点的累计位移及变形曲线, 对量测资料进行非线性回归分析。回归分析是对量测数据进行处理后, 绘制成典型曲线的一种方式。回归分析实际是对一系列具有一定规律的量测数据进行处理和计算, 并由此分析出两个变量间的函数式关系。通过函数式绘制的曲线代表测试数据的散点分布, 同时对变量的极限值进行推算。我们可通过指数函数来对拱顶下沉及周边收敛的量测信息进行回归分析。分析量测信息的过程中, 必须综合分析实际的观测数据和相关情况, 以隧道施工总体安排为依据施做二次衬砌, 或加强围岩支护。以下是参照横山隧道周边收敛与时间关系以及拱顶下沉与时间关系两条曲线, 选择其中一个特殊断面的周边收敛即拱顶下沉开展回归分析工作。图1为DK343+190周边收敛的回归曲线 (回归分析的极限值8.0127m m, 相关系数0.9956) , 图2为拱顶下沉曲线 (回归分析的极限值11.775mm, 相关系数0.9984) 。

4 对围岩监控量测技术中问题的认识

在新奥法施工过程中, 大部分施工单位都采用围岩监测技术来分析围岩的稳定性。采用围岩监控量测技术进行隧道施工能避免塌方现象, 增加支护的稳定性能, 提高隧道施工的安全系数。开挖支护以后, 操作人员可通过围岩监控量测技术来判定支护的强度、围岩的稳定性以及变形稳定的时间。

技术人员在对围岩情况进行现场观测后发现, Ⅱ-Ⅲ级围岩在开挖后, 其稳定性良好, 稳定性持续时间较长, 而且没有发生较大的变形, 现场施工过程中可适当减少对围岩变形情况的监测次数, 如果情况较好, 可不进行监测。

Ⅳ-Ⅴ级围岩地段围堰性能不好, 因此必须对其进行监控量测。这一地段的地质状况不好, 而且存在某些不可预见的因素, 极有可能发生塌方等突发事件, 在围岩监控量测过程中, 变形病害不可避免。在这种情况下, 应坚持早衬砌的原则, 确保施工安全, 防止塌方发生, 而不能机械地按照新奥法施工要求, 在围岩变形“明显下降, 收敛量达总收敛量80-90%, 收敛速度<0.2m m/d”时施做二次衬砌。

因为围岩比较软弱, 且地质构造不均匀, 局部变形问题不可避免, 因此, 为全面掌握围岩的变形情况, 施工单位除了要采用围岩监控量测仪开展施工活动, 还应该利用水平仪等仪器对现场施工情况进行观察。

隧道施工过程中, 我们常常会思考应该采用哪种支护体系, 在不违反施工规范的前提下保证其经济实用。根据这一要求, 采用新奥法开展隧道施工, 可根据围岩类型每隔2米一个断面对拱顶下沉情况进行观测, 每10米进行1次三点收敛量测。但从技术角度来分析, 我们并不能保证这样的支护体系绝对安全, 完成初期支护后, 变形问题也是不可避免的:当现有支护体系无法对围岩变形程度进行有力的控制, 致使变形病害进一步蔓延, 就要尽快采取补救措施。

5 结语

综上所述, 通过对横山隧道进行实地围岩监控量测, 我们进一步掌握了围岩监控量测技术的操作规程, 同时也在隧道施工过程中积累了大量围岩监控量测的实践经验。通过隧道监控量测, 及时掌握围岩的动态, 预测围岩的变形量, 判断围岩的稳定, 分析施工方案的正确性, 是十分必要的, 因此围岩监控量测是隧道施工中是不可缺少的施工手段。另一方面, 通过围岩监控量测, 进行信息反馈, 可以及时修改施工设计, 从而达到快速、优质、低耗、安全地施工。

摘要：本文以围岩监控量测技术在横山隧道施工中的应用为例, 介绍了量测的实施过程、量测数据的分析、信息反馈及采取相应措施后的效果。

关键词：隧道,监控量测,周边收敛,拱顶沉降,回归分析

参考文献

[1]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京.科学出版社, 2001.

隧道工程监控量测技术 篇9

1 浅埋隧道软弱围岩管棚超前支护分析

1.1 超前支护体系及其必要性分析

1.1.1 超前支护体系分析

超前支护体系主要包括以下几种:管棚、超前锚杆、小导管超前注浆、深孔注浆以及地表注浆等。另外, 超前支护一般适用于隧道围岩的自稳性较低的情况, 通过采取超前支护, 可以有效的避免出现坍方。

由于部分隧道属于软弱破碎地质, 即使可以通过采用深孔注浆起到止水固结的作用。然而, 此种方法仅能起到一部分范围固结的作用, 而超前支护体系通过超前锚杆或超前小导管, 在开挖隧道之前以钻孔排水的防水进行排水降压, 防止地下水压过大而影响隧道施工工程的质量。另外, 通过超前支护的方式, 其钻孔深度一般都大于注浆的范围, 可以有效的提高隧道施工工程的质量。

1.1.2 浅埋软弱围岩隧道施工时采取超前支护的必要性

(1) 如上所述, 在进行浅埋软弱围岩隧道的施工工作时, 极易出现掌子面失稳及地表下沉的现象。通过采取超前支护及监控量测技术, 并结合相关改善地层、管棚、水平高压旋喷、药液压注及垂直锚杆等措施, 以科学、合理的支护方法增强支撑力, 并防止支护及地表出现下沉的情况。

(2) 采取超前支护对于浅埋软弱围岩隧道施工的作用如下所述:首先, 超前支护方式的支护结构一般类似于一个沿隧道纵方向的梁结构, 可以有效的产生刚性梁效果。其次, 超前支护可以通过在掌子面前方形成壳结构, 用其刚性及厚度提高隧道掌子面及其周边围岩的稳定性。最后, 通过超前支护中的注浆法, 可以有效的提高隧道围岩的强度, 改善其周边环境。

1.2 超前支护分析

1.2.1 管棚

(1) 管棚的分类及适用范围

管棚主要分为短管棚及长管棚, 它的超前长度一般为5米至30米, 主要适用于隧道围岩非常软弱、破碎, 而且变形量极大的情况。

(2) 管棚施工技术原理及操作分析

管棚的施工原理为在隧道开挖之前在隧道开挖轮廓线的外弧线上放置一个伞形的金属保护棚架。由于该棚架的构造为一系列由一定间距排列的大惯性矩的钢管构成, 可以有效的保护隧道下部地层的开挖工程顺利进行。

管棚的施工操作技术如下:首先, 使用钻机打出一定深度的钻孔。其次, 将所钻的钻孔一并插入于金属钢管之中。最后, 使用注浆机将水泥砂浆或混合浆液压入, 水泥砂浆或混合浆液凝固之后便可以正式进行隧道的开挖工程。

1.2.2 超前锚杆

(1) 超前锚杆的材料

超前锚杆一般主要使用普通的砂浆锚杆或药包锚杆、迈式锚杆, 砂浆锚杆的适用范围较广。

(2) 超前锚杆的作用

另外, 超前锚杆的作用为提前加固, 它可以用于隧道开挖工程施工之前, 通过使用超前锚杆, 可以有效的加固周边环境, 提高隧道的施工质量及施工效率。

1.2.3 小导管超前注浆

(1) 小导管超前注浆的适用范围及作用

小导管超前注浆法一般适用于碎石土及砾石土较多、风化较为严重或节理发育等软弱围岩条件下的隧道工程施工。它只需采用常规小型机械便可以进行施工, 而且可以有效的保证隧道施工过程的安全性。加上小导管超前注浆法的操作简便性、良好的加固止水作用以及超前支护作用, 目前它已广泛应用于稳定各大隧道围岩的稳定性工程中。

(2) 小导管超前注浆的操作分析

小导管超前注浆法一般是通过沿着隧道开挖掌子面上所设计的开挖轮廓线之外0.2m-0.3m处钻孔, 并安装小钢花管进行高压注浆。注浆主要采用水泥及水玻璃作为浆液, 可以有效的加固隧道内的松散围岩, 等浆液达到一定强度后, 便进行隧道工程的开挖。

1.2.4 深孔注浆

(1) 深孔注浆的分类及适用范围

深孔注浆一般主要分为两种方法, 即深孔充填注浆与深孔劈裂注浆。它一般主要适用于断层破碎地带、软弱破碎围岩、地下水极发育, 或极易形成涌水、坍方的隧道工程。

(2) 止浆墙的必要性及具体操作方法

止浆墙可以有效的避免隧道开挖面出现垮坍的现象, 从而提高注浆的质量及隧道施工工程的安全质量。

止浆墙的具体操作方法为:第一, 在隧道开挖面钻孔, 埋设注浆专用孔口管, 并将钢筋网焊接于孔口管处。第二, 将钢筋网网格间距设为30厘米, 再喷射15至20厘米厚的C20级混凝土, 从而形成止浆岩盘。

(3) 注浆作业

注浆所需的材料主要分为三种:第一种主要为无机材料, 其适用范围较广, 主要包括水泥、水泥砂粉、水泥粘土、水泥-水玻璃等无机物。第二种为有机材料, 但有机材料的价格较高, 增加了施工成本。第三种为复合材料, 其操作方法及劳动保护复杂, 而且价格昂贵, 使用性不高。

注浆法一般采取分段累进注浆的方式, 其具体操作方法如下所述:首先, 通过将注浆混合器连接于孔口管上进行试压洗孔, 以便清洗干净孔眼内的石渣。其次, 对其大约注水两三分钟, 确保围岩的空隙通畅;在注浆的过程中应当由专人记录好注浆的时间及注浆量、注浆时的压力变化情况, 还有止浆墙、围岩、支护等的窜浆情况。最后, 在注浆作业结束之后, 必须将注浆部件拆洗, 彻底清洗注浆机, 防止注浆机损坏。

2 浅埋软弱围岩隧道施工监控量测技术

2.1 监控量测的目的和意义

(1) 监控量测通过及时掌握围岩位移和支护变形的动态, 可以科学、合理的安排工序, 以便及时修改支护参数。遇到突发情况时, 可以通过监控量测及时查找=原因, 以便及时采取措施解决问题, 提高隧道施工工程的安全性及经济效益。

(2) 监控量测有利于施工人员熟悉、了解本工程浅埋段围岩压力的基本特征以及支护的效果, 并作为施工资料留存归档, 供日后的工程参考。

2.2浅埋软弱围岩隧道施工监控量测技术分析

浅埋软弱围岩隧道施工的监控量测技术主要应用于隧道施工前阶段及施工中阶段。一方面, 在施工前阶段的监控量测技术主要通过地质调查、直接剪切试验以及现场试验等方法确定隧道围岩的特征, 其中包括鉴定隧道围岩的构造、物理性质等方面。另一方面, 在施工中阶段的监控量测技术主要通过现场监视隧道的施工实际状态, 包括检查超前锚杆的加固效果及松弛范围, 量测坑道周边的位移情况、支护结构的内应力以及支护结构与围岩间的接触应力, 以便及时控制变形情况并采取有效的措施修正, 提高隧道施工工程的质量及安全性。

3 小结

由于浅埋隧道软弱围岩的自承能力较低, 极易导致地层变形, 影响隧道工程的施工质量。因此, 在进行浅埋隧道软弱围岩的施工时, 必须结合超前支护方法以及监控量测技术, 及时采取有效的措施, 提高隧道工程的施工质量及其经济效益。

摘要：本文主要以铁路隧道的软弱围岩管棚超前支护与监控量测技术作为主要研究对象, 其中, 尤其侧重分析超前支护的详细施工技术, 文中深入分析了超前支护中的管棚、超前锚杆、小导管超前注浆、深孔注浆等施工技术, 并阐述了监控量测技术在铁路隧道的施工工程中的应用, 仅供相关工作人员参考。

关键词：隧道,软弱围岩,支护,监控量测技术

参考文献

[1]邓文龙.隧道现场围岩级别判定方法探讨[J].科技资讯, 2010 (11) :120-121.

[2]李德章.复杂环境下超浅埋地下通道施工技术研究[J].安徽建筑工业学院学报:自然科学版, 2011 (02) :221.

[3]中华人民共和国铁道部.铁路车站及枢纽设计规范[M].北京:中国铁道出版社, 2010.