谈监控量测技术在高速公路隧道中的应用.docx

个人资料整理 仅限学习使用谈监控量测技术在高速公路隧道中的应用万仁勇【减小字体】【增大字体】 论文关键词中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！: 公路隧道新奥法 is widely used in design and construction of expressway tunnels. In-situ monitoring and measuring plays a very important role in design and construction of NATM. Through monitoring and measuring carried out for tunnels, surrounding rock change predictions and optimal designs can be done and the construction can be carried out under guidance, so that the construction safety can be guaranteed and the engineering investment can be more reasonable. The monitor measuring of NATM was studied in the Qiaozhuang Tunnel in Jishao Express. Based on some monitoring and measuring job such as subsidence displacement, convergence displacement, submergence of ground, the sprayed coatings stress, the stress of steel bow member, which are related to the stability of surrounding rock and the rationality of support, the optimum time for primary and permanent support are obtained which averting successfully accidents in construction, enhancing the construction qualities and guidance to the same geology tunnel construction. 济源）邵原）高速公路工程的乔庄隧道穿过黄土状亚粘土、砂岩和泥质粉砂岩的强风化、弱风化层，围岩强度较低，遇水易软化，节理裂隙发育，隧道两端洞口埋深较浅，自稳能力差，严重威胁着施工安全。在施工的过程中,对围岩及衬砌结构的应力和位移进行了跟踪监控,获得了大量的原始数据,且都及时反馈于施工中,为在不同围岩情况下实施不同的施工方法提供了科学依据,为安全顺利的施工提供了保障。1工程简况1.1 简况济源）邵原）高速公路工程东起河南省济源市轵城镇耿章村附近，与二连浩特）广州）高速公路济源至洛阳段连接，大致平行省道温邵线S312），路线沿济源市南部山岭向西，经轵城镇、承留镇、大峪镇、王屋乡、下冶乡、邵原镇，止于河南省济源市与山西省阳城县交界处的西阳河，接山西省运城市境内规划的东镇）蒲掌）高速公路，路线全长约59.771km，是河南省高速公路规划网中的省级干线公路，也是河南省西北部通往山西省的主要出口路之一。乔庄隧道是济邵高速公路的重点控制工程之一，隧道进洞口位于济源市王屋乡乔庄村，出口位于王屋乡官地村，属侵蚀剥蚀低山丘陵区）。隧道轴线通过处最高海拔约588m，最大相对高差约130m。山体走向近东西向。覆盖黄土状亚粘土，局部出露新第三系洛阳组N1l）未胶结砾岩和三叠系二马营组急剧变形阶段(变形速率较大,一般在开挖及初期支护后7内,其当日变形速率1/。2缓慢变形阶段(变形速率开始减缓,一般在30之内,其当日变形速率0.2/(水平收敛和0.15/(拱顶下沉。3稳定变形阶段(开挖及初期支护35d之后,当日变形速率趋于零,变形逐渐稳定。通过对此变形阶段的合理划分,可以为判断隧道围岩开挖后的稳定状况和及时把握二次支护时机提供科学依据。 32 隧道内目测观察及锚杆抗拔力检测通过肉眼观察、地质锤和地质罗盘测量,描述和记录围岩地质情况、岩层产状、断层破碎带、褶皱、地下水及支护效果,对围岩稳定性进行评价,判断围岩类别是否与设计相符,必要时拍照,测量地下水流量,每一量测断面要有一张记录表并填图。通过锚杆抗拔力检测,可以测定锚杆的锚固力是否达到设计要求,判断所使用的锚杆长度是否适宜以及检查锚杆安装质量。采用快速量测法,使用设备为型锚杆拉力计,检测值根据设计要求的锚固力不小于50KN作为标准,采用非破坏性实验。33地表沉降观测乔庄隧道入口为 = 5 * ROMAN V级围岩，隧道埋深较浅，围岩稳定性差，在隧道入口地段ZK42+358ZK42+365）共埋设地表下沉测点7个,具体布置见图2，测点间距为25m。用水准仪和塔尺进行地表下沉的观测,历时65天，从获取的量测数据来看,最大值为2,考虑测量误差,地面无明显沉降，不会对洞室周围建筑物产生大的影响。34喷射混凝土层和钢拱架应力量测乔庄隧道出入洞口为 = 5 * ROMAN V级围岩，其余为 = 4 * ROMAN IV级围岩。各级围岩地段的初期支护形式如表3 所示。根据实际地质情况，在乔庄隧道左线选取了两个断面进行初期支护的应力量测型钢板应变计分别进行喷射混凝土层和钢拱架应力量测。在初期支护的施工过程中，先将混凝土应变计布置在喷射混凝土层的两侧，将钢板应变计焊接在测试钢拱架的上下翼缘，待初期支护完毕后采用PZX-1型振弦频率检测仪进行量测。通过对断面ZK42665初期支护进行50d的应力监测，得到喷射混凝土层和钢拱架应力随时间的变化曲线如图7，8 所示：图7 ZK42+665断面喷射混凝土应力时间曲线 图8 ZK42+665断面钢拱架应力时间曲线 从图中可以看出本断面的喷射混凝土层应力和钢拱架应力前期增长均较快,左侧拱腰的混凝土在7d就达到7.36MPa,钢拱架的应力7d达到112.86MP，随后初期支护应力开始缓慢增长，喷射混凝土层应力到15天后基本趋于稳定，钢拱架应力到25天左右也基本趋于稳定。稳定后的喷射混凝土应力全部受压，其中左侧拱腰的应力最大,其变化曲线呈抛物线状,其最终量测值为7.77 MPa，右侧拱脚的应力次之,其最终量测值为7.39。拱顶的应力相对较小,其最终量测值为5.97MPa；钢拱架应力中，也是左侧拱腰的应力最大，其最终量测值为124.62MPa,拱顶的应力次之，其最终量测值为85.25MPa，右侧拱脚处受拉，最终量测值为-3.65MPa。从量测的数据可以看出，初期支护的受力状态与实际相吻合，且初期支护的应力偏大，应加强支护。鉴于该支护体的实际受力情况，为保证施工安全，对后序施工采用浅眼爆破，控制总药量，延长注浆持压时间等措施，同时加强监控量测的频率。当施工到ZK42+672时，围岩条件依旧很差，而且裂隙水多，渗水严重，开挖后坍塌掉块严重，在隧道拱顶左侧形成一个64m3左右的锥形坍塌空间。通过对现场采集监测数据以及实际地质情况综合分析后，采取对坍塌空间用喷砼分层）锚杆多层）钢筋网多层）形式回填处理，对后续围岩较差地段按级围岩原设计为围岩）初期支护的施工方案，并采用注浆小导管进行超前支护，在施工过程中加强监控量测。监控数据表明：加强初期支护后，数据逐渐趋于稳定，截至断面ZK42686，施工安全渡过破碎带，初期支护又调整为级围岩支护。5结 论由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。通过量测，及时对乔庄隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论，因此，对隧道监控量测及数据的整理分析及应用应该做好一下几点：1）监控量测内容的选择，量测断面位置选择和量测测点的布置；2）监控量测数据的采集和施工状态变化情况紧密结合，分析数据变化和施工状态的关系；3）量测数据的应用，量测数据变化的准确分析和判断，量测信息的及时反馈，指导设计、施工和修改支护参数；欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！中华论文网(欢迎您！：1 李晓红. 隧道新奥法及其量测技术M. 北京: 科学出版社, 2002.2 代高飞, 应松, 夏才初, 等. 高速公路隧道新奥法施工监控量测J. 重庆大学学报(自然科学版 , 2004,(02. 3 徐林生. 东门关隧道出口新奥法施工监控量测研究J. 重庆交通学院学报 , 2006,(01.4 秦之富, 唐健. 高速公路隧道监控量测及应用J. 公路交通技术 , 2006,(02.5 李晓红, 康勇, 顾义磊, 等. 监控量测技术在通渝隧道出口段中的应用J. 重庆大学学报(自然科学版 , 2003,(09 6 中华人民共和国建设部发布型钢混凝土组合结构技术规程.8 闫静雅, 张子新, 黄宏伟