[监控量测在毛毡岭隧道施工中的应用]毛毡岭隧道
时间：2019-04-18 03:29:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：监控量测已经成为新奥法隧道施工中的三个要素之一，通过量测及时收集施工过程中围岩的变形数据，对收集到的数据进行整理分析并及时反馈指导施工。本文以毛毡岭隧道的施工过程为例，结合监测中收集周边收敛和拱顶下沉等的相关数据进行分析，评估预测围岩是否安全稳定，为施作二次衬砌提供参考，可以很清晰的感受监控量测的作用。
关键词：监控量测；隧道施工；围岩变形；周边收敛；拱顶下沉
Abstract: the monitoring measurement has become the new Austrian law tunnel construction is one of three of the elements, through the measurement collect in the construction process of surrounding rock deformation data, to clean the collected data analysis and feedback the guide the construction. In this paper the tunnel construction process of felt as an example, combined with the monitoring of surrounding convergence and vault sink to collect the relevant data to carry on the analysis, evaluation prediction is safe stability of surrounding rock, as applied to the second lining for reference, can be very clear feel monitor measuring role.
Keywords: monitoring measurement; Tunnel construction; Surrounding rock mass deformation; Peripheral convergence; Vault sink
中图分类号：U455文献标识码：A 文章编号：
0 引言
监控量测是指在隧道施工过程中，对围岩、地表、支护结构的变形和稳定状态，以及周边环境动态进行的经常性观察和量测工作。以了解和掌握围岩稳定状态及支护结构体系的可靠程度，确保隧道施工安全和结构的长期稳定性，为隧道施工中变更围岩级别、调整初期支护和二次衬砌的参数，指导施工顺序、修正及优化设计提供依据，是实现信息化设计与施工不可缺少的一道工序。
由于隧道处于千变万化的岩体之中，受力特点与地面工程有很大差别，而且隧道在开挖、支护、成形、运营的过程中，自始至终都存在受力状态变化这一特性，这就使得在隧道施工过程中进行监控量测显得十分重要。它一方面通过对实测数据的现场分析、处理，及时向施工方、监理方、设计方和业主提供分析资料，直接服务于隧道工程施工；另一方面通过监控量测数据，反验预设计或动态设计水平，检查施工质量，总结经验，积累资料，供同行参考和借鉴，使隧道建设水平不断提高，施工技术不断发展。
1工程简介
毛毡岭隧道为设计车速为100km/h的左、右线分离布设的双洞六车道高速公路隧道。左线隧道里程LK72+688~LK77+450，全长4762m，江门端位于R=4100m的平曲线上，肇庆端位于R=4500m的平曲线上；右线隧道里程为RK72+699~RK77+520，全长4821m，江门端位于R=4100m的平曲线上，肇庆端位于R=4100m的平曲线上，左右线两端均有一段小净距，隧道均不设超高，采用上下台阶法开挖。
2 监测内容
为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态，以确保施工安全，提高施工效率，修正支护参数，根据规范要求，结合本项目隧道的实际工程情况，需要开展的隧道监控量测的必测项目如下：（1）地质与支护情况观察；（2）周边位移量测；（3）拱顶下沉量测；（4）地表下沉量测；（5）锚杆拉拔力检测。
监控量测必测项目是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性量测工作。量测方法简单，量测密度大，量测信息直观可靠，并贯穿在整个施工过程中，对监视围岩稳定、指导设计和施工具有重要作用。土建施工完成，量测工作亦告结束。
监控量测选测项目包括：（1）围岩内部位移量测；（2）锚杆轴力量测；（3）钢支撑应力量测；（4）初支混凝土应力量测；（5）二次衬砌混凝土应力量测。
监控量测选测项目是必测项目的拓展和补充，对特殊地段、危险地段或有代表性的地段进行量测，以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果。对已完成的支护实施有效监控做出评价，对未开挖地段提供参考信息，指导未来设计和施工。选测项目安装埋设比较复杂，量测项目较多、时间长、费用较大，但工程竣工后还可以进行长期观测。
3 监测质量管理
3.1变形监测质量管理
根据《公路隧道施工技术规范》（JTJ042—94），结合毛毡岭隧道实际工程特点，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表1。通过对监测结果的比较和分析，结合隧道衬砌支护状态来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导隧道的施工。
表1变形管理等级标准
管理等级 管理位移 施工状态
Ⅰ U0＜Un／3 正常施工
Ⅱ Un／3≤U0≤2Un／3 加强支护
Ⅲ U0＞2Un／3 采取特殊措施
注：①U0 为实测变形值，Un允许变形值，见表2“结构允许相对位移表”。
②Un的确定：Un的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。
表2结构允许相对位移表（%）
埋深围岩级别 300m
Ⅲ 0.1～0.30 0.20～0.50 0.40～1.20
Ⅳ 0.15～0.50 0.40～1.20 0.80～2.00
Ⅴ 0.20～0.80 0.60～1.60 1.00～3.00
注：①相对位移指实测位移值与两点间距离之比或拱顶下沉
实测值与隧道宽度之比。②脆性围岩取表中较小值，塑性围
岩取表中较大值。③Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ类围岩可按工程类比初步选
定允许值范围。④本表所列数值可在施工过程中通过实测和
资料累计作适当修正。
3.2 围岩稳定性判断方法
a、根据位移速度变化判别：净空变化速度持续大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统；净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。在浅埋特别是特浅埋地段，以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用其他指标判别。
b、可根据位移时态曲线的形态来判别：当围岩位移速率不断下降时（ ），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（ ），围岩不稳定，应加强支护；当围岩速率不断上升时（ ），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，并加强支护。
4. 监控量测在毛毡岭隧道中的应用
4.1拱顶下沉和周边位移的量测
右线RK77+239断面拱顶处于6月15日凌晨5点左右发生塌方。塌方处理方案形成后，监测方即在塌方断面设置量测桩及时跟踪掌子面变化。6月20日后，掌子面围岩状况转好，中、下台阶恢复开挖。下沉曲线图和周边收敛图见图1~图2。 图1 毛毡岭隧道RK77+239拱顶下沉曲线图
图2 毛毡岭隧道RK77+239断面测线水平收敛曲线图
RK77+239断面拱顶累计下沉量较小，其值为28.66mm。6月20日~6月24日，由于用于加固的竖向钢架拆除和台阶开挖，RK77+239断面拱顶下沉日变化速度、日变化加速度均呈增长趋势。后经采取相应措施，变形速度现已明显下降，趋于稳定。RK77+239断面的水平收敛值均较小，累计收敛值为11.124mm。
4.2钢支撑内力量测
RK77+254断面钢支撑受力较小，钢支撑内侧最
大值发生在6月26日左拱脚测点，其值-33.18MPa，外侧最大值发生在6月30日左拱腰测点，其值为-10.626MPa。如图3~图4所示。
图3 RK77+254断面左拱腰内侧钢架应力时程曲线
图4 RK77+254断面左拱腰外侧钢架应力时程曲线
6 结论
（1）周边位移是隧道围岩压力状态变化最直观的反映，通过其测量可以判断隧道空间的稳定性、围岩的稳定程度以及二衬的施作的合理时机；拱顶下沉可确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶坍塌，保证施工质量和安全。
（2）钢支撑应力的量测可判断随到空间和支护结构的稳定性，保证隧道施工安全；锚杆轴力量测可了解锚杆实际工作状态及轴向力的大小，可判断围岩发展趋势，分析围岩强度下降的界限，修正锚杆设计参数并评价其支护效果。
（3）监控量测可了解该工程条件下所表现、所反映出的一些地下工程的规律和特点，为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴和指导作用。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
