监控量测在马尾寨隧道施工中的应用

1、监控量测在马尾寨隧道施工中的应用胡曙光1，2,杜宇飞1，2（ 1、江西省高等级公路管理局 江西 南昌 330000）（2、江西赣粤工程公司 江西 南昌 330000）摘 要：监测量测是隧道新奥法施工中的重要内容，本文以石吉高速马尾寨隧道进口施工为例，介绍了隧道监控量测的方法，阐述了监控量测对指导施工的意义。关键词：隧道工程；监控量测；马尾寨隧道；施工；应用0 前 言新奥法作为一种全新的隧道施工概念，其基本原理是运用各种手段 (开挖方法弱爆破，支护形式早封闭，监控量测勤量测)抑制围岩变形，最大限度地发挥围岩自身的承载能力使隧道施工更安全、更经济。而隧道经济性与安全性就是通过现场监控量测所获得的围

2、岩、支护系统的应变和应力信息及时反馈并应用于隧道设计和施工中来实现的。随着新奥法(NATM)在隧道施工中的广泛运用，现场监控量测作为新奥法的灵魂也越来越得到了广泛的重视。因此，快速、准确地进行现场监控量测和信息反馈是应用新奥法施工的关键。隧道监控的作用有以下几点：1、通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报， 优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。 2、掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性作出评价。 3、验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确定支护时间 。 1 马尾寨隧道概

3、况石吉高速公路马尾寨隧道位于宁都县固村镇白城坑村西南，为一分离式隧道，起止桩号为K29+015K29+915，左线全长820m，右线全长860m，由江西省赣粤工程公司承建。本隧道右线出口段主要为变余砂岩和花岗斑岩，且有密集的裂隙带经过该段，岩体破碎，产状160°80°，为反向坡，仰坡相对稳定，岩体破碎结构为主，强度较低，遇水易软化，节理裂隙发育 ， 自稳能力差，且岩性变化较大，如施工工艺不当易造成围岩失稳， 甚至可能发生大塌方，给工程带来不可弥补的经济和时间损失，因此实施隧道围岩现场监控量测具有重要的意义 。 2 监控量测根据石吉高速公路马尾寨隧道的地质、水文特征以及新奥法

4、施工中所需信息，并结合项目业主要求，本次监控量测主要内容如下表1所示：表1 马尾寨隧道检测内容编号项目名称要求和目的监测频率1地质和支护状况观察对岩性、岩层的产状及结构面进行描述，观察记录支护结构裂缝每天早晚各一次2拱顶下沉测量监控拱顶下沉，了解断面变形状态，判断隧道拱顶的稳定性1-15天内每天两次，16-1月每两天一次3周边收敛量测用周边收敛仪量测，判断两侧壁水平相对位移情况及变化趋势1-15天内每天两次，16-1月每两天一次4地表裂缝测量监控边坡仰坡变形，判断坡体稳定性每天一次2.1 地质和支护状况观察11月19日，马尾寨隧道右线正式进洞，进洞后即对初衬、掌子面围岩以及边仰坡进行了详细的观

5、察和记录。掌子面围岩基本为全风化花岗岩，岩体特别破碎，22日，隧道进洞13m，套拱右侧出现压裂，仰坡出现裂缝。2.2 净空变化、拱顶下沉和地表下沉量测净空变化、拱顶下沉和地表量测为必测项目，应设置在同一个断面上，如图1所示，A点为拱顶下沉量测点，其余为周边位移测点，在全断面施工段用1布置，台阶开挖地段采用2布置。2.3 地表裂缝量测马尾寨隧道右洞出口仰坡特别陡峭，在坡体开挖后容易发生塌方甚至滑坡。进洞后，23日在坡顶发现横向裂缝，延伸约20m。故于24日在已开裂部位进行了裂缝宽度变化量测，测点布置如图2所示，每天分别测量A-A、B-B、C-C的宽度，通过对宽度的分析了解边仰坡的稳定性。3 对量

6、测结果的分析3.1 地质情况和支护结构观察分析11月19日进洞后，23日边仰坡出现一条长20m，宽5mm，深0.5m的裂缝，套拱左侧出现明显的压裂缝。3.2 对周边收敛和拱顶下沉数据的分析图1 测点布置图图2 坡顶裂缝测点布置图图3 收敛值曲线（0.01mm）图4 收敛速度曲线（0.01mm）图5 拱顶下沉曲线（mm）图6 拱顶下沉速度曲线（mm）水平收敛值曲线显示右洞自进洞以来共产生2mm左右的水平位移，收敛速度曲线显示23日、28日变形速度最大，分析原因系进洞后防护未能及时跟进，边仰坡小幅滑动所致；30日后，坡体经过变形调整趋于稳定，隧道水平变形速度明显减缓。拱顶下沉曲线显示至12月5日为

7、止共产生了约2.5cm的沉降，下沉速度曲线显示在11月27日到28日变形最大为1.5cm，时间和水平收敛变形速度最大值时间基本一致，主要还是由于坡体下滑引起的。3.3 对地表裂缝量测结果的分析对边仰坡裂缝的监测结果如下表2所示，另裂缝宽度变化速度曲线如图7所示：表2 裂缝监测记录表时间ABC读数变化值变化速度读数变化值变化速度读数变化值变化速度11月24日25.2021.8020.9011月25日26.61.41.423.11.31.3232.12.111月26日27.52.30.923.92.10.8243.1111月27日28.83.61.324.62.80.724.73.80.711月2

8、8日29.13.90.326.24.41.626.35.41.611月29日30.14.91275.20.827.16.20.811月30日31.261.127.45.60.427.66.70.512月1日31.76.50.527.75.90.327.86.90.2累计变形6.55.56.9图7 裂缝宽度变化速度曲线监测结果显示自隧道进洞以来，坡体顶端产生了一道宽约6cm的裂缝，但随着坡体的滑动变形，经过应力调整，12月后坡体变形速度减小，已趋于稳定。3.4 其他说明马尾寨隧道自进洞以来，安全状况始终受到业主、监理和施工单位的普遍关注，鉴于已经出现的套拱裂缝和边仰坡滑移以及当前的地质状况，决定

9、对隧道进口边仰坡进行加固处理，处理措施如下：（1）边仰坡套拱前5m，后15m范围内自拱顶至裂缝采用42导管注浆，导管长度2m，间距1m，梅花状布置；（2）套拱顶采用砂袋码砌，成斜坡状用以抵消左侧山体偏压；（3）洞内20m范围内增加临时钢支撑，间距2m。在确定处理方案后，施工方于12月4日即对边仰坡以及隧道初衬进行了加固，此后现场检查和监控量测结果均显示隧道及边仰坡趋于稳定。截止12月15日，马尾寨隧道右线已掘进62m，顺利实现了安全进洞。4 结 语监控量测是新奥法施工的重要内容，马尾寨隧道右线出口段的施工说明，监控量测完全可以在整个隧道施工过程中起到了“眼睛”作用。通过这双眼睛，可以对围岩和支

10、护系统的力学状态做出判断，并可为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据。参考文献：1刘鹤冰刘鹤冰,郭庆.小金口隧道围岩内变形的监控和量测J.四川建筑，2004，(02).2林在庚林在庚.新奥法隧道监控量测施工实践J.科技信息(科学教研),2007,(13).3蒋树屏蒋树屏,林勇.公路隧道量测数据管理系统的开发及其工程应用J. 现代隧道技术, 2001,(06).4温玉辉温玉辉.公路隧道施工监控量测手段及测试元件埋设方法J. 铁道建筑技术, 2006,(02).5胡时友胡时友，姜昭群.围岩监控量测技术在浅埋大断面公路隧道中的应用J. 探矿工程(岩土钻掘工程), 1994,(02)6谭华,尉自斌.甘肃省宝天高速公路隧道群监控系统网络J.公路交通科技(应用技术版), 2008,(