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摘 要 收敛量测对隧道工程的安全施工起着至关重要的作用.介绍收敛量测的内容与目的,分析和判断的依据,测量结果异常的处理措施,并结合具体工程进行曲型的断面测量结果分析.
关 键 词 隧道,收敛,技术,应用
中图分类号U45文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0115-01
《公路隧道施工技术规范》规定采取新奥法施工复合衬砌的隧道必须进行监控量测工作.为了进一步修改、完善预设计并及时采取相应的施工措施,以保证施工质量、施工安全和按时竣工,监控量测工作及量测信息分析就成为衡量设计、施工是否合理的一项重要依据.它不仅可以指导正在进行的施工,还可以为以后的施工设计提供经验.而如何更好的对监控量测信息进行正确分析、及时反馈、合理应用就成为需要解决的问题.它关系到新奥法施工的成败,是新奥法施工的关键.
1收敛量测的内容与目的
1)收敛量测内容.周边收敛.周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩.测桩埋设深度30cm,钻孔直径42mm.用快硬水泥或早强锚固剂固定,测桩外露长度要考虑喷射混凝土的厚度,不在预设点的断面隧道开挖爆破以后,尽可能早地沿着隧道能将测桩埋入喷射混凝土的厚度内,测桩需加强保护,严禁在其上悬挂任何物品和敲打、拽拉.采用收敛仪量测周边收敛变形.
2)收敛量测目的.通过水平收敛、拱顶下沉量测、回归了解围岩变形规律,对原支护结构形式、支护参数做出评价,并为二次衬砌施作时机做出判断.为了达到以上的监控量测目的,量测工作需贯穿隧道施工的全过程.量测数据及其分析结果可立即与事先预设计支护参数相比较,并对预设计做出正确评价,如量测结果与原设计有较大出入,有必要对支护作加强和减弱的修正,使隧道的设计和施工纳入动态的科学管理中.
2分析和判断的依据
2.1分析和判断依据
1)理论依据――新奥法对围岩变形的基本认识.①新奥法强调,容许围岩有一定的自由变形,同时又要对围岩变形进行控制,避免围岩的过度变形,为此,二衬支护要适时.②以围岩变形历时发展的加速度作判据,来确定围岩的稳定性.③如果变形呈等速或加速度发展,则认定需及时做出险情预警.2) 规范依据.根据国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001》规定的收敛阈值,经计算,隧道的收敛阈值为11.2cm.
2.2隧道围岩稳定性分析判断原则
在隧道施工监测中,当预设计的初期支护全部施加、并对局部地段作了补强支护(含注浆)处理以后,可以用围岩变形速率v与该断面实测围岩变形速率最大值v0的比值v/v0作为围岩稳定的判定标准,该比值应不大于由监控量测值作统计回归得出的某一阈值.根据以往典型工程的统计结果,建议该阈值暂可取v/v0的5%~10%.
当v/v0等于50%左右时,可以认为变形速率仅略有降低,当v/v0等于33%左右时,可以认为变形速率有所减小,可能行将渐趋稳定,当v/v0等于20%左右时,可以认为变形速率已显著减小,并已接近趋于稳定.
3测量结果异常处理措施
在隧道施工中,可能会出现监测结果异常的情况,甚至出现可目测的不良变形、松弛坍塌等现象,其原因主要有以下几方面:①在设计施工中,对围岩性质判断不准或情况不明,②支护类型与实际要求不适应,③支护的时机和方法不恰当,④其它的不明原因.因此,一方面应进行隧道动态信息的反馈设计,对施工方法、支护时机、支护参数等加以调整,另一方面只能针对一些不能明确原因的现象采取及时有效的处理措施,并加以总结和防范,以利于施工安全顺利进行.
当收敛变形呈等速或加速度发展时,应采取相应措施以保证施工的安全进行.一般采用的安全措施有如下几种:①在此断面处再加设一道临时刚支撑,②及时施加仰拱或临时仰拱,③对开方开挖工作面,要求缩短开挖到支护时间,④提前打锚杆,⑤缩短台阶一次开挖长度.
4工程实例与曲型断面分析
4.1工程概况
钦州至崇左高速公路的鸡排山隧道位于广西省钦州境内,夏热冬寒,湿润多雨,四季分明,梅雨期40天左右,区域内太阳辐射总量分布一年之中夏季最多,春季次之,秋季较少,冬季最少.隧道隧址区发育的地层主要有:第四系全新世冲积层、残坡积,含碎石亚粘土,二叠系下统栖霞组块状硅质灰岩及志留系中统坟头组薄层状泥质砂岩.鸡排山隧道分为左线长355m右线长386m,开挖断面宽13.02m,高(净空断面)8.16m.
4.2典型断面分析
ZK29+150断面拱顶下沉分析主要是依据施工单位(广西路桥建设有限公司)2009年12月18日至2010年1月27日的监测资料进行的.图1、图2和图3分别为拱顶累积沉降量值、沉降速率和沉降速率比值随累计时间的变化曲线.目前累计沉降量值仅为1.6cm,远小于规范限定的服务隧道的收敛阈值(6.34cm),说明此时围岩变形是安全稳定的.选取的初始沉降速率为0.3cm/d,目前沉降速率比值约为33%,围岩变形行将趋于稳定,沉降值较小,可适当减少量测频率.
5结语
在隧道开挖的过程中,采用收敛量测可以预测围岩的变形趋势,对可能发生塌方事故起到预警作用.分析收敛量测数据,可以及时的调整施工参数,节约成本,保证隧道施工的安全,在隧道工程中的现场量测起着至关重要的作用.