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混合岩地区隧道施工监控量测及围岩稳定分析

 摘要:基于混合岩地区的特殊地质条件,对混合岩地区隧道监控量测典型断面作出分析,判断围岩稳定状态,并进行分析总结。 

  关键词:施工监控量测 围岩 稳定 

  1 工程概况 

  某隧道设计为分离式独立双洞,左线隧道起止桩号为KB7+450~KB8+967,长1517m;右线隧道起止桩号为KA7+438~KA8+970,长1532m,两洞轴线相距24m。设计隧道路面标高185.35~193.35m。轴线坡度为2.45%。最大埋深约347m,设计净空为10.75×5m。 

  2 基本地质特性 

  2.1 地形地貌 

  遂道穿越构造侵蚀型中低山地貌区,由于长期的构造作用及地下水的侵蚀作用,地形起伏较大,山体较大,山高坡陡,“V”型沟谷发育。 

  2.2 地层岩性 

  遂址区地层主要为第四系冲洪积(Qal+pl)、残坡积(Qel+dl)覆盖层。第四系冲洪积层(Qal+pl):主要岩性为卵石、漂石及粉质粘土,岩层变化较大,主要分布于山涧沟谷及小河两侧,通常显带状分布。第四系残坡积(Qel+dl):广泛分布于山体表层主要岩性为砂质粘性土局部坡脚处为碎、块石。 

  3 量测方法 

  3.1 拱顶下沉和周边位移测试断面间距 

  拱顶下沉和周边位移测试断面间距主要是根据隧道情况布设,测试断面间距严格按《锚杆喷射混泥土支护技术规范》(GB50086-2001)规定进行。洞口附近间距10m,长大隧道进)一般情况间距50 m(土砂围岩减少到20)。 

  3.2 围岩周边位移量测 

  位移量测线与拱顶下沉测点布置在同一断面,在孔中充满水泥砂浆后插入收敛预埋件,尽可能使两预埋件轴线在基线上,并使预埋件铅垂位置,上好保护帽,待砂浆凝固后可测量。 

  3.3 测试频率 

  根据《公路隧道施工技术规范》(JT J042—94),围岩周边位移和拱顶下沉等监测项目测频率与监测次数,第1~15天每天进行测试1次;第15天至一个月每两天测试1次;第1个月到第三个月每周测试一次 。 

  4 数据分析 

  拱顶下沉量测是通过将钢卷尺一端挂在拱顶的元件上,使其保持铅垂状态,稳定后用精密水准仪量测,拱顶下沉量计算: 

  式中:hi—第i次量测的值,㎜;hi-1—第i-1次量测的值,㎜。 

  第n次拱顶下沉总收敛值: 

  式中: —第i次与第i-1次拱顶收敛值,㎜。 

  根据最小二乘法的原理,对水平收敛和拱顶下沉数据进行回归分析,并作回归曲线。水平位移收敛回归分析曲线为 ,拱顶下沉回归分析曲线为 。 

  笔者对隧道KB7+513断面进行40天的周边位移和拱顶下沉的量测, 作拱顶下沉量与时间曲线图,如图1: 

  根据实测数据绘制的收敛位移—时间曲线进行数据处理,从实测曲线可以看出 ,说明变形速度下降,围岩趋于稳定。 

  水平收敛速率及拱顶沉降速率与时间关系曲线图,如图2: 

  水平收敛速率及拱顶沉降速率与时间 

  根据《公路隧道施工技术规范》的下述要求,即: 

  1)隧道周边位移有明显减缓的趋势; 

  2)水平收敛速率小于0.1~0.2㎜/d或拱顶位移速率小于0.07~0.15㎜/d; 

  3)已产生的各项位移已占预计总位移量的80%~90%。 

  判定该断面可以进行二次衬砌。 

  5 结论 

  在隧道的施工过程中,由于围岩条件的复杂性、施工操作的不一致、支护结构及标准的不均衡性等,要在理论上确定地解决这种非线性的多因素关系的实际问题是及其困难的,对于这种情况,现场监控量测变得更加重要。 

  (1)监控量测可掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用测量结果与反馈的信息指导施工,为围岩变更设计提供数据参考。 

  (2)可预见事故和险情,以便采取有效地处理措施。 

  (3)使工程投资在保证施工质量的前提下,更加经济合理。 

  参考文献: 

  [1]中国人民共和国交通部.公路隧道施工技术规范(JT J042-94)[S].北京:人民交通出版社,1996 

  [2]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京科学出版社.2002 

  [3]夏才初,潘国荣.土木工程检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2001. 

  [4]靳晓光,卫宏.公路隧道变形监测及其应用[J].中国地质灾害与防治学报.2000.

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