摘要:对监控量测在施工中的重要性及对监控管理程序、信息反馈程序、监测结果异常的处理等方面进行了描述。 

  关建词:目的 反馈程序 异常处理 布设 安装 

  1.工程概况 

  小岭隧道拟建于咸宁市咸安区桂花镇苏家坊村―崇阳县路口镇田心村境内。隧道轴向走向方位角约为193°,左幅长:1007m,右幅长:994.766m。双幅纵向设计坡度为人字坡,左右线分别采用2.5%(963m)、-2.237%(44m)和2.5%(953m)、-2.2%(41.766m)。位于构造剥蚀丘陵地貌区,地形起伏较大,斜坡自然坡度为15°~35°,隧道横穿山体,山体内由志留系中统坟头组页岩及志留系下统高家边组页岩构成,峰顶呈浑圆,地面标高170.1m~327.1m,相对高差约157米,地形起伏较大,地表植被较发育,以灌木为主。隧址地表水较发育,页岩岩体节理裂隙发育,深部节理多呈闭合状,多充填泥质,连通性较差,赋水条件较差;浅部强风化岩风化裂隙发育,岩体破碎,含少量裂隙水。 

  2.监控量测目的 

  现场监控量测是隧道施工管理的重要部分,它不仅能预报险情,而且通过现场监测获得围岩动态的信息(数据),完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。由于岩土工程的复杂性和特性,在隧道施工过程中一般需要根据洞内外地质调查。洞内观察,现场监控量测及岩土物理力学实验等施工反馈信息,进一步分析确定围岩的物理力学参数,以最终确定和修改隧道施工方法和支护方式。本隧道支护结构应用新奥法原理采用复合衬砌,要求在施工过程中必须进行现场监控量测,及时调整支护参数,对围岩一支护体系的稳定状态进行监控和预测制定相应的施工措施,以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。 

  3. 量测项目及量测点的布设、安装 

  3.1量测项目 

  必测项目是施工工序进行监控量测的项目,它包括以下内容:地质和支护状况观察、周边位移收敛、拱顶下沉、锚杆抗拔力。 

  3.2量测仪器设备 

  周边位移收敛采用收敛计,拱顶下沉及地表沉降采用水平仪、水准尺、钢尺,地质素描采用地质罗盘和钢尺,测试锚杆抗拉拔力采用拉拔器。 

  3.3量测点布设及安装 

  4.量测方法 

  4.1洞内观察与地质素描:隧道坑道开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是在软弱破碎围岩的条件下,开挖后立即进行地质调查,绘出地质素描图,遇到特殊不稳定情况派专人进行不间断观察。 

  4.2对开挖后没有支护的围岩的观测:节理裂隙发育程度及其方向;开挖工作面的稳定状态,顶板有无坍塌;涌水情况:位置、水量、水压;底板是否有隆起现象。 

  4.3对开挖后已支护地段围岩动态的观测:有无锚杆被拉断或垫板脱离围岩的现象;喷射混凝土有无裂缝和剥离或剪切破坏;钢拱架有无被压变形情况。 

  4.4锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合要求。 

  4.5观察围岩破坏形态并分析:危险性不大,不会发生急剧变化,如加临时支护后即可稳定的情况;应当引起注意的破坏,如拱顶混凝土喷层受压出现的裂隙;危险征兆的破坏,如拱顶喷射混凝土出现有对称性的局部崩塌、侧墙内移。 

  5. 监测结束标准 

  根据收敛速度判别: 

  一般地段:收敛速度>5mm/d时,围岩处于急剧变化状态,加强初期支护系统;收敛速度<0.2mm/d时,围岩基本达到稳定。 

  特殊地质地段:加强初期支护强度和刚度,严格控制过大变形。 

  各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束,断层破碎带地段位移长时间不能稳定时,延长量测时间并采取加强措施。 

  6. 监测数据的统计分析与信息反馈 

  工程监控量测作为施工组织的核心内容之一,置于动态管理体系之中,具体包括监测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。 

  6.1 量测数据的整理、分析 

  数据整理:把原始数据用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来,进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。回归分析和曲线拟合: 

  绘制量测数据的时态变化曲线图(即时态散点图)和距开挖面关系图。 

  6.2 建立监测管理等级基准 

  建立监测变形管理等级标准,管理等级分三等,其等级划分及相应基准值见下表。通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性,并指导施工。 

  7. 监测信息反馈程序 

  施工方法变更的建议;施工工序的更改;设计参数及预留变形量的修改或确认;辅助施工措施的选择与变更;周边环境的影响评估及辅助施工措施建议 

  监控量测与信息反馈程序见图“监控量测与信息反馈程序图”。 

  8. 监测结果异常的处理 

  隧道监控量测结果出现异常时,按以下方法处理: 

  8.1 如果是由于基底下沉引起的,尽快将仰拱封闭,如仍然下沉,在墙角处加设锚杆,复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固、换填或桩基。 

  8.2 如果是由于围岩压力引起的,多次复喷并用锚杆加固围岩,补强初期支护。在下一循环施工时,修改支护参数,增强初期支护,同时增大观测频率;必要时通过监理同意施作二次衬砌,如果需加强衬砌则由设计单位同意。 

  8.3 如出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时,进行适时监测观察,委派专职观察员对初支进行监视;如伴有响声及新生裂缝,立即暂停正常施工,加强支护和采取可能的抢救性措施。 

  9. 监测质量保证措施 

  所有监控量测工作人员均具有监控量测资质,监测项目组长由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的技术人员担任(本项目为第三方进行监测),为高效完成监测工作,施工过程中严格执行以下措施:   9.1 监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。 

  9.2 制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划之中。 

  9.3 量测项目人员必须持证上岗,并建立质量责任制,确保施工监测质量;并且人员要相对固定,保证数据资料的连续性。在现场设立仪器检验、率定室,对所有传感器及光(电)缆进行率定、检验。用于检验、率定的仪器设备,是经过国家标准计量单位或国家认可的检验单位检验合格,且检验结果在有效期内。 

  9.4 设定监控量测管理基准值,当发现超过基准值时,应立即报告监理,并向监理报送应急补救措施。 

  9.5 对所装仪器进行监管和保护,如果所装仪器损坏或丢失,及时安装替换仪器;对完建的监测土建工程(观测站、观测墩、保护墩等)进行监管和维护,如有损毁、及时修复;监测仪器光缆在埋设引线过程中,复杂(关键)部位以PVC管或钢管进行保护,如遇交叉施工,派专人看护光缆,如有损毁、及时按照规范要求进行光缆联接。 

  9.6 观测前,必须按有关规定对仪器、仪表的力学特性、温度特性及防水密封绝缘特性等进行标定检验,确保仪器的稳定可靠性和保证观测的精度。 

  9.7 量测数据均要经现场检查,经过两级复核后方可上报;且量测数据的存储、计算、管理均用计算机系统进行。 

  9.8各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则,观测要求和频次严格按业主、监理的指示及《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003执行。 

  10.总结 

  由于隧道的工程的特殊、复杂性和隧道的不确定性,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、安全必不可少的措施,在小岭隧道施工中,通过隧道施工现场测量数据获得围岩动态及回归分析沉降最终值,结合监控量测和超前地质预报等量测手段为施工和设计提供准确的依据,确保施工的安全、质量和投资,为山区隧道施工积累宝贵经验。 

  参考文献: 

  1.《客运专线铁路隧道工程施工指南》(TZ214-2005) 

  2.《湖北省咸通高速公路小岭隧道施工设计图》 

  3.《公路隧道施工规范》、《隧道工程试验检测技术》、《公路工程施工安全技术规程》。