紙坊隧道出口監(jiān)控量測方案

1、紙坊隧道監(jiān)控量測技術(shù)方案1.工程概況1.1 隧道概況紙坊隧道位于甘肅省岷縣縣城東邊，于洮河右岸岷縣奈子溝村東側(cè)山坡進(jìn)洞，在岷縣正龍骨料飼料廠后山出洞。隧道起訖里程為DK201+817DK206+952，全長5135m的雙線隧道。其中本工區(qū)施工段起訖里程為DK204+200DK206+952，為2752m的雙線隧道。平面上DK206+154.144+952位于R=4000m的曲線上，其余段落位于直線上；縱斷面上為5.5、-3、6.5的人字行坡。隧道進(jìn)出口位于國道G212路邊，交通方便。1.2 工程地質(zhì)1.2.1地形地貌隧道位于西秦嶺中山區(qū)，山高溝深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁頂植被覆

2、蓋較好。1.2.2地層巖性隧道洞身經(jīng)過的地層有第四系全新統(tǒng)坡積粉質(zhì)黏土、碎石、二疊系下統(tǒng)碳質(zhì)板巖、板巖、砂巖三疊系中統(tǒng)板巖、砂巖。山坡表層覆蓋第四系全新統(tǒng)坡積粘質(zhì)黃土、坡積、滑坡堆積粗角礫土、碎石土等。1.2.3地質(zhì)構(gòu)造 1）主要構(gòu)造隧道位于禮縣-柞水冒地槽褶皺帶分界處，兩構(gòu)造單元以合作-岷縣斷裂構(gòu)造f3為界。區(qū)域斷裂f3長160km,寬2040km。其西段為一系列走向70°80°東向北陡傾的疊瓦試構(gòu)造，東段由數(shù)條長2060km的斷裂構(gòu)造，斷層面以北傾為主，傾角50°70°，總體呈西南凸出的弧形，從斷層面大量擦痕及派生褶皺組成的入子型構(gòu)造表明北盤向南東斜

3、沖，致使中石碳統(tǒng)推覆在下二疊統(tǒng)之上、下二疊統(tǒng)逆沖于三疊統(tǒng)之上，破碎帶寬達(dá)600m以上。受合作-岷縣斷裂構(gòu)造帶f3影響，隧道工程范圍內(nèi)二疊系及三疊系砂巖、板巖地層褶曲構(gòu)造及斷層構(gòu)造及其發(fā)育。f3斷層及其次生斷層f22 、f23 、f24通過隧道洞身，隧道工程地質(zhì)條件差。2）斷裂受合作-岷縣斷裂構(gòu)造帶f3影響，隧道工程范圍內(nèi)發(fā)育多條級(jí)次級(jí)斷層及構(gòu)造破碎帶，主要有f22 、f23 、f24。這些斷裂大多數(shù)被第四系坡積地層覆蓋，但地貌上斷層或斷層埡口較為明顯，結(jié)合地質(zhì)野外調(diào)繪及物探成果，f3斷層為區(qū)域性斷層，壓扭性逆斷層，產(chǎn)狀N29°W/60°N,發(fā)育于二疊系地層。隧道在DK202

4、+960DK203+180穿越該層地貌上表現(xiàn)為大溝谷。f22斷層產(chǎn)狀N30°W/76°S,下盤產(chǎn)狀N52°W/45°N，上盤產(chǎn)狀N35°W/55°N.隧道在2）斷裂穿越該層破碎帶約101m，地貌上表現(xiàn)為斷層崖。F24斷層產(chǎn)狀N45°W/75°N斷層帶寬200m隧道在DK205+855DK206+120通過該斷層。1.3 水文地質(zhì)1）地下水地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和基巖裂隙水。2）地表水隧道區(qū)域內(nèi)山體沖溝發(fā)育，溝床叢坡比降較大，但匯水面積較小，常年僅有4條溝，溝水流量隨季節(jié)變化較大。3）隧道涌水及富水區(qū)隧道涌

5、水量按正常的3倍考慮，該隧道的正常涌水量是2180.39m3d,可能出現(xiàn)的最大涌水量為6541.17m3d.施工時(shí)應(yīng)做好防范措施，該隧道的富水區(qū)DK204+200DK204+584，長度為2100m。占整個(gè)隧道的14該段為中等富水區(qū)。根據(jù)隧道區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖富水性分區(qū)長度，預(yù)測涌水量綜合分析，該隧道工程水文地質(zhì)條件相對(duì)較差。6）水動(dòng)力條件洞身進(jìn)口匯水面積小，地質(zhì)復(fù)雜地表水及地下水的滲透，隧道穿過的不良地質(zhì)發(fā)育區(qū)，在多雨季節(jié)仍存在突水、滑坡、泥石流可能，施工時(shí)不容忽視。2.4 氣象特征該隧道工程區(qū)為為高原大陸性氣候。據(jù)岷縣氣象局資料，多年平均氣溫5.8，最低零下-24.3（1972年

6、2月9日），最熱33.3（2000年7月25日），最熱月平均氣溫16.1，最冷月平均氣溫-6.4，無霜期90120天，相對(duì)濕度在69，多年平均降水量560.8，年最大降水量為709.3，日最大降水量61.5，1小時(shí)最大降水量54.0，10分鐘最大降水量30.4，測區(qū)年內(nèi)降水量主要集中在59月，期間的降水量占全年降水量的78以上。大雨（大于25d）多年平均爆發(fā)次數(shù)為21次年，多年平均蒸發(fā)量為1199.6，為降水量的2倍，最大凍土深度0.9m。2.隧道監(jiān)控量測的目的現(xiàn)場監(jiān)控量測是隧道施工的三大要素之一，是復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)、施工的核心技術(shù)。施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測對(duì)準(zhǔn)確判定圍巖的安全狀態(tài)、合理確定二次襯砌的

7、施作時(shí)機(jī)非常重要。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋分析，可驗(yàn)證施工設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，以及施工方法、支護(hù)方案的可行性，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整支護(hù)參數(shù)，修正施工方法及施工程序，確保施工安全。3.隧道監(jiān)控量測的項(xiàng)目監(jiān)控量測項(xiàng)目序號(hào)監(jiān)控量測項(xiàng)目常用量測儀器備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機(jī)、羅盤儀必測項(xiàng)目2拱頂下沉水準(zhǔn)儀、鋼掛尺或全站儀必測項(xiàng)目3凈空變化收斂儀、全站儀必測項(xiàng)目4地表沉降水準(zhǔn)儀、銦鋼尺或全站儀隧道淺埋段必測項(xiàng)目5鋼架內(nèi)力鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)選測項(xiàng)目6錨桿軸力鋼筋計(jì)選測項(xiàng)目4.隧道監(jiān)控量測的方法及要求測試前檢查儀器設(shè)備是否完好，若發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行修理或更換；確認(rèn)測點(diǎn)是否松動(dòng)或發(fā)生人為破壞，只有測點(diǎn)狀態(tài)良好

8、時(shí)方可進(jìn)行測試工作。測試中按各項(xiàng)測量操作規(guī)程安裝好測試儀器，每測點(diǎn)一般讀數(shù)三次，三次讀數(shù)相差不大時(shí)取算術(shù)平均值作為觀測值，否則進(jìn)行判斷，是由于人為破壞、測點(diǎn)松動(dòng)或是需要進(jìn)行重測。測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護(hù)保管工作，及時(shí)進(jìn)行資料整理。4.1圍巖及支護(hù)狀態(tài)監(jiān)測開挖工作面的觀察，在每個(gè)開挖面進(jìn)行，特別是在軟弱圍巖地段，開挖后應(yīng)立即進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，繪出地質(zhì)素描圖。若遇特殊地質(zhì)情況時(shí)，應(yīng)派專人進(jìn)行不間斷的觀察。開挖后應(yīng)立即進(jìn)行工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向、開挖面的穩(wěn)定狀態(tài)、涌水情況、是否有底板隆起等的觀察；對(duì)于已初期支護(hù)地段，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)情況的觀察：錨桿的受力變

9、形情況、噴射砼是否發(fā)生裂隙和剝離現(xiàn)象、拱架是否受壓變形等。4.2地表沉降量測測點(diǎn)布置：與洞內(nèi)收斂、拱頂沉降量測斷面里程對(duì)應(yīng)，地表沉降觀測點(diǎn)橫向間距為25m。在隧道中線附近測點(diǎn)適當(dāng)加密，隧道中線量測量測范圍不小于H+B（H隧道埋深，B隧道寬度）。測量方法：采用精密光學(xué)水平儀、水準(zhǔn)尺配合測量地表沉降。每個(gè)斷面均繪制下沉?xí)r間曲線。用經(jīng)緯儀將所有測點(diǎn)設(shè)置在同一直線上。測點(diǎn)鋼筋安設(shè)就位后，表面磨平，在表面沖眼作標(biāo)記。地表下沉量測縱向間距埋深（h）與開挖寬度（B）縱向測點(diǎn)間距（m）h>2B2050B<h<2B1020H<B5104.3周邊水平位移、凈空量測測點(diǎn)布置：初期支護(hù)施做后，

10、用風(fēng)鉆鑿40mm、深200mm的孔，用1：1砂漿填滿再插入測點(diǎn)固定桿，盡量使同一極限兩測點(diǎn)的固定方向在同一直線上，待砂漿凝固后即可進(jìn)行量測工作。量測方法：采用JSS30型伸縮式數(shù)顯收斂計(jì)監(jiān)測?；€在橫斷面上的布置見下圖。對(duì)于全斷面法施工，洞口和一般地質(zhì)地段設(shè)置12條水平基線，其它地段設(shè)置3條基線。4.4拱頂沉降量測拱頂沉降量測測點(diǎn)和地表沉降量測斷面相應(yīng)進(jìn)程處，即每550m布設(shè)一個(gè)量測斷面。隧底隆起觀測點(diǎn)布設(shè)在仰拱中心，與拱頂沉降觀測點(diǎn)在同一量測斷面上。測點(diǎn)用風(fēng)鉆打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。測點(diǎn)大小適中，如過小測量時(shí)不容易找到，如過大爆破時(shí)容易打爛。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意保護(hù)觀測點(diǎn)，一旦

11、發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。拱頂沉降量測測點(diǎn)，一般布置在拱中和兩側(cè)拱腰，每斷面布置三點(diǎn)，當(dāng)遇到其它障礙時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)位置。水平儀拱頂下沉測試方式示意圖2m鋼卷尺水準(zhǔn)尺測點(diǎn)2m轉(zhuǎn)點(diǎn)測點(diǎn)2m4.5鋼架內(nèi)力監(jiān)測測點(diǎn)設(shè)在有地表沉降量測斷面的鋼拱架的拱部、邊墻、仰拱內(nèi)外層鋼筋上，測量鋼筋應(yīng)力，在鋼拱架拱腳底面埋設(shè)壓力測點(diǎn)，量測鋼架拱腳支承力。采用JXG-1鋼弦式鋼筋應(yīng)力計(jì)和GDY-2單體壓力計(jì)進(jìn)行量測，量測時(shí)間在噴射砼終凝后進(jìn)行，量測頻率同隧道周邊凈空收斂監(jiān)測。4.6錨桿軸力測試根據(jù)圍巖條件和施工地段工程條件，每斷面設(shè)置見下圖。5.隧道監(jiān)控量測頻率及變形管理等級(jí)5.1量測頻率

12、洞內(nèi)觀測分為開挖工作面觀測和初期支護(hù)狀態(tài)觀測兩部分。開挖觀測應(yīng)在每次開挖后進(jìn)行，地質(zhì)情況變化不大時(shí)，可每天進(jìn)行一次。對(duì)初期支護(hù)的觀測也應(yīng)每天至少進(jìn)行一次。凈空水平收斂和拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率表。變形速度（mm/d）量測斷面距開挖斷面距離量測頻率51B2次/d15（12）B1次/d0.20.5（25）B1次/d0.25B1次/周5.2變形管理等級(jí)監(jiān)測人員根據(jù)工程的實(shí)際情況，制定出變形等級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)施工，變形等級(jí)可參考下表：變形管理等級(jí)表等級(jí)管理管理位移施工動(dòng)態(tài)0n/3可正常施工n/302n /3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)02n /3應(yīng)采取特殊措施表中：n允許變位值，0實(shí)測變位值n的確定考慮圍

13、巖類別、隧道埋置深度等因素并結(jié)合現(xiàn)場條件選擇。選擇好管理等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和允許變位值后，可根據(jù)下列框圖進(jìn)行信息管理。是不安全是否否否監(jiān)測結(jié)果是否超過級(jí)管理是否超過級(jí)管理是否超過管理繼續(xù)施工暫停施工采取特殊措施綜合判斷是否安全加強(qiáng)支護(hù)監(jiān)控量測信息管理框圖6.量測數(shù)據(jù)的處理與反饋及時(shí)對(duì)現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)繪制時(shí)態(tài)曲線和空間關(guān)系曲線。當(dāng)位移時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、回歸分析，推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。保持隧道周邊任意點(diǎn)的相對(duì)位移值或回歸分析推算的總相對(duì)位移值均小于允許相對(duì)位移表所列數(shù)值。當(dāng)位移時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)增加量測頻率、密切監(jiān)視圍巖動(dòng)態(tài)，并加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開挖，研究對(duì)策。當(dāng)位移速率無明顯下降，而此時(shí)實(shí)測位移值已接近表列數(shù)值，或噴層表面出現(xiàn)明顯裂縫時(shí)，立即采取補(bǔ)強(qiáng)措施，并調(diào)整原支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)或開挖方法。二次襯砌施做在滿足下列要求時(shí)進(jìn)行：各測試項(xiàng)目