摘要:本文闡述了監(jiān)控測量在高速公路隧道的重要意義、所測項目內(nèi)容、方法及注意事項,目的在于通過對高速公路隧道工程的監(jiān)測,為圍巖動態(tài)、支護提供信息依據(jù),為以后工程設計與施工積累資料,加強工程施工現(xiàn)場的指導、險情預報,確保安全施工。
關鍵詞:監(jiān)控測量;高速公路;隧道應用;
在我國高速公路隧道工程的建設中,通過監(jiān)控測量可以掌握到高速公路大斷面隧道現(xiàn)場的圍巖動態(tài),從而為項目提供及時準確的合理設計參數(shù)、可行施工方法和圍巖、支護結構承載-變形-時間等特性依據(jù),并據(jù)此指導隧道設計與施工中的開挖作業(yè)與支護結構,保持發(fā)揮圍巖最大限度自承力、局部的應力松馳及支護結構有限變形。
1監(jiān)控量測在高速公路隧道建設中的重要意義
高速公路大斷面隧道監(jiān)控量測是通過對現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析處理,向施工、監(jiān)理和業(yè)主等關聯(lián)方及時提供資料,為設計施工方案的修正調(diào)整提供依據(jù),以便更好地進行指導現(xiàn)場施工,提高安全性。由于巖石的生成條件、地質(zhì)作用等較為復雜,要確保在大斷面隧道構筑過程中,能正確得到影響巖體狀態(tài)開挖、支護方式及剛度等因素對結構穩(wěn)定性的正確反映,就必須要借助于監(jiān)控測量,它的應用猶如隧道項目設計施工的眼睛,幫助施工現(xiàn)場了解掌握到支護結構在不同施工狀況下受力狀態(tài)和應力分布結構,是保障隧道建設成功的重要手段。
盡管多年來國內(nèi)外通常采用地下工程圍巖的監(jiān)控量測,來監(jiān)視圍巖變形和支護的穩(wěn)定性,但隧道工程受力特征極其復雜,加之施工程序、管理缺泛科學性,致使高速公路隧道變形過大,不斷釀成安全事故,因此,分析研究隧道施工變形的監(jiān)測,進一步深化理論研究提供原始依據(jù),為以后優(yōu)化設計提供類比依據(jù)等具有不可忽視的作用和意義。
2高速公路隧道建設監(jiān)控測量的項目和主要內(nèi)容
高速公路隧道不同類別的圍巖,盡管保持與鐵路隧道或地下工程有許多共同點,但同時也具有自己的獨特。因此,監(jiān)控測量要充分考慮到公路工藝等方面的限制,根據(jù)實際情況來制定出貼近于實際的工作方案,做好確定對隧道現(xiàn)場監(jiān)測項目布置測點和內(nèi)容的選擇;采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化;分析與施工狀態(tài)的量測關系;準確及時反饋量測的信息,指導設計、施工和支護參數(shù)的修改,保證隧道施工安全,預防隧道坍塌。
2.1 監(jiān)測地質(zhì)觀察與支護狀況
測量人員要對每次爆破后的開挖及初期支護進行斷面后布置量測,使用工具為地質(zhì)羅盤、規(guī)尺等,主要是觀察或描述圍巖特性、支護的裂縫和變形及掌子面結構現(xiàn)狀。
2.2 監(jiān)測隧道圍巖的變形量
測量人員主要針對是大斷面隧道洞內(nèi)的變形收斂,測量出凈空收斂、圍巖內(nèi)部位移、拱頂下沉及地質(zhì)描述,以此來保持洞室的穩(wěn)定狀態(tài)與評價隧道變形的特征值。
2.3監(jiān)測隧道周邊的位移及拱頂?shù)南鲁?/p>
測量人員首先選擇好隧道周邊水平位移、拱頂下沉監(jiān)測量點的布置,在做好初期支護后,先用風鉆鑿出直徑為40mm、深度為200 mm的孔[1],用1∶1砂漿填滿鑿孔,待砂漿凝固好插入其上的測點固定桿時即可使用收斂計、水平儀及水平尺進行量測工作。要注意到施工時對觀測點的損毀,發(fā)現(xiàn)一旦測點出現(xiàn)情況,應盡快重新設置來確保數(shù)據(jù)的不中斷。對拱頂下沉量測點應設置大小適中的測點,將固定桿埋設在風鉆打眼內(nèi)并外露桿頭設掛鉤。測量間隔時間為: 半月內(nèi)每天1至2次,半月至一個月2天1次,一個月至三個月每周一次[2],3月以后每月2次。
2.4監(jiān)測應力—應變
測量人員采用應變計、盒與測力計等監(jiān)測工具,對拱架、支撐、錨桿和襯砌受力變形情況的測量,從而對支護效果做出有效地檢驗與評價。其中,對錨桿的測量,可設置成10 米一個斷面,每一斷面不小于3根[3]。
3 監(jiān)控測量在高速公路隧道建設應用中的注意事項
由于各個高速公路隧道的施工條件不同,因此,測量人員要因地制宜,在監(jiān)測中,應注意以下事項與操作要領。
3.1 注意對開挖段工作面監(jiān)控測量的及時性
測量人員要對每個隧道斷面的開挖立即進行地質(zhì)調(diào)查,完成對地質(zhì)繪出素描圖。如遇隧道洞室特殊地質(zhì)的情況下,首先要依次進行掌子面地質(zhì)調(diào)查程序[4]:(1)工程及水文地質(zhì);(2)巖層結構面產(chǎn)狀;(3)節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向;(4)開挖面的穩(wěn)定狀態(tài);(5)底板有否涌水隆起現(xiàn)象。同時,安排出專人進行24小時的不間斷觀察。其次對于初期支護的地段,要加強觀察圍巖動態(tài)情況,噴射混凝土裂隙剝離現(xiàn)象、錨桿受力變形,拱架受壓變形等。
3.2 注意對隧道測量控制點布設的選擇性
首先要堅持“穩(wěn)布點、勤檢核、準施工”的監(jiān)控測量的原則,選擇通視良好、少擾動、便于施工的適宜地方布設控制點。要在布點及使用控制點時,把點的檢核必須放在首位。比如說在山林中監(jiān)測,應利用全站儀將控制點聯(lián)測在山坡上天然林中,充分考慮通視,保持50一150m左右的間距,盡量布設牢固并做好標記、點之記,便于隧道貫通測量的應用。在實測時,做到設站點、前視、后視均采用三角架法,結束一個測站觀測后,只需將后視三角架移動到前視,其它的三角架不動,以此測量下去。二是在松軟林中采用前、后視棱鏡三角腳固定,確保做到前后視點位的對中準確、穩(wěn)定且現(xiàn)場僅需3個專業(yè)人員。三是施測時,測量人員要攜帶照明工具,以備光線不好而無法在導線點上架設儀器,同時合理的安排觀測時間,避開霧氣時間工作,
3.3 注意對隧道施工階段洞內(nèi)控制點的建立
隧道洞內(nèi)控制點(平面控制點、水準點)的建立,應分步驟進行。首先平面控點一般中線點與控制點合為一,施工時先期在利用鋼釘固定在頂板上,并隨著圍巖的不斷變化,及時調(diào)整控制點的位置。然后在實測前,及時校準點位有無變化,一旦發(fā)現(xiàn)變動將原有鋼釘除掉。待施工到圍巖穩(wěn)定時間,便布設鋼釘永久控制點,釘上系小段白線為日后觀測使用,同時除掉原有鋼釘防止影響。用紅油漆兩側拱腳處做好標記,記錄控制點的樁號,以便查找。在施工下導坑時,選擇底版位置建立控制點,采用風動鑿巖機在選中位置打出深Zm的巖孔,將金屬錨桿涂上錨固劑打人巖孔內(nèi),再焊接錨桿上端的一鐵板,留做刻記控制點的點位,利用原有的控制點做輔助檢核。
4 結語
總之,由于高速公路隧道工程具有特殊、復雜和隧道圍巖的不確定, 進行監(jiān)控測量是保證隧道工程質(zhì)量安全的重要手段。要通過對圍巖位移及初期支護變形等監(jiān)控測量,提供有關監(jiān)控信息依據(jù),科學的加以分析,為以后工程設計與施工積累資料,確保隧道現(xiàn)場施工的指導及施工的安全性、經(jīng)濟性。
參考文獻:
[1] 秦之富,唐健. 高速公路隧道監(jiān)控量測及應用[J]. 公路交通技術, 2006,(02) .
[2] 張英富. 馬鞍山隧道監(jiān)控量測技術研究[J]. 土工基礎, 2010,(02) .
[3] 陳俊青. 江西省萍洪高速長平隧道監(jiān)控量測淺談[J]. 科技傳播, 2010,(10) .
[4] 何華春,曾水泉. 杭千高速南峰和善嶺隧道監(jiān)控量測技術的應用[J]. 山西建筑, 2010,(17) .
作者簡歷:孟福興 ,男 ,河南蘭考 1982年4月出生,中鐵隧道集團有限公司廣樂高速T10標項目部 , 河南理工大學測繪工程本科專業(yè),助理工程師,從事工程施工測量工作。通訊地址:廣東省韶關市武江區(qū)龍歸鎮(zhèn)馬渡村中鐵隧道集團有限公司廣樂T10標項目部