双连拱隧道围岩监控量测在施工中的应用

2011-02-01徐灿然

科技传播 2011年15期

徐灿然

中铁二十局六公司，陕西西安 710032

1 概述

隧道施工监控量测的目的是为了完善隧道施工设计与正确指导施工，从而保证隧道工程的安全性和经济性。连拱隧道就是将两座隧道之间的岩体用混凝土取代，或者将两座隧道相邻的边墙连成整体，形成双洞相连的结构形式。由于这种结构跨度大，设计施工技术较复杂，所以在施工过程中必须进行监控量测。

博罗至深圳高速公路杨岗1#隧道为双洞六车道连拱隧道，起讫桩号为K56+340～K56+603，全长263m，位于直线上，隧道最大埋深约53m，坡度1.968%。隧道穿过丘陵地貌区，地面标高71m～140.0m，相对高差约65m，设计隧道底标高71.52m～76.31m，山体植被茂密。隧址区主要为侏罗系下统金鸡组泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩及其风化层。两隧址区地下水类型同为基岩裂隙水，含水层主要为中风化～微风化岩，其余地层为透水层或弱透水层，地下水均无腐蚀性。该区属低缓丘陵地貌，第四纪以来的新构造运动主要为地壳间歇性抬升，水平方向运动微弱，无区域性断裂通过，震基本烈度为Ⅵ度（地震动峰值加速度0.05g，地震动反映谱特征周期0.35s），预测未来一段时期内该区地震活动仍较微弱。

2 监控量测的内容及方法

监控量测内容包括地质和支护状况观察、洞内周边收敛、拱顶下沉、锚杆或锚索内力及抗拔力、地表沉降5项。

2.1 地质和支护状况观察

洞外应重点观察两端洞口边坡、仰坡及整个外侧山体的稳定性及变形情况，洞内观察是在每次爆破后，通过人工观察、地质罗盘和锤击检查等手段对隧道掌子面进行观察，描述和记录隧道内地质条件的变化情况，裂隙的发育和扩展情况，渗漏水情况，观察两侧和顶部有无松动岩石，有无裂缝，同时对喷层支护状态和锚杆工作状态进行观察，看喷层是否有脱落、开裂情况以及脱落、开裂程度等，锚杆工作是否正常等，每次观测进行书面观测记录，同时进行拍照、录像留存。

2.2 洞内周边收敛

连拱隧道的洞内收敛量测与其具体施工方法有着密切的关系，不同的施工方法有不同的测点布置方式。杨岗1#隧道采用三导洞施工法，先中导洞以及中隔墙、后左右侧壁导坑及大洞的施工工序，所以应该先对中导洞布置测点，然后对左右侧壁导坑及大洞布置测点，本隧道测点布置见图1及图2。每天用收敛仪量测测点间的位移，计算测点间的相对位移值和绝对位移值，并绘制对时间的变化曲线，即可直观得出反映出隧道的稳定情况。

图1

图2

2.3 拱顶下沉量测

连拱隧道拱顶下沉量测的测点布置也与其具体施工方法有关。根据本隧道的具体施工方法，隧道拱顶下沉位移量测测点布置如图1及图2所示，然后每天用精密水准仪量测拱顶相对于基点的高程，计算出测点的相对变化量和绝对变化量，同时绘制出随时间的变化曲线，即可反映出隧道的稳定状况，并能为二次衬砌提供合理的支护时机。

2.4 锚杆或锚索内力及抗拔力

锚杆内力及抗拔力量测是根据锚杆所承受的拉力，判断锚杆布置是否合理，在具有地质代表性地段选取1个～2个断面，每断面3根～7根锚杆，每根锚杆2个～4个测点，设计中的V级围岩的中空注浆锚杆，抗拔力应不小于8t/根；Ⅳ级围岩锚杆抗拔力应不小于10t/根；隧道洞外采用砂浆锚杆，抗拔力应不小于8t/根，施工中应按隧道施工规范要求进行拉拔试验，不合格的锚杆应重打。洞内外露的锚杆钢筋头必须以喷砼覆盖，以免刺破防水板。

2.5 地表沉降观测

通常情况下，浅埋隧道的拱顶下沉及地表下沉是判断围岩是否稳定的重要标志。拱顶下沉会向上传至地表，地表测点的下沉值一般比拱顶点的下沉值要小，而且滞后于拱顶下沉一段时间。但当隧道埋深很浅、围岩又破碎时，地表下沉值接近于拱顶下沉值而形成整体下沉。该项监测的目的是为了掌握隧道进出口及冲沟浅埋地段因隧道开挖引起的地表下沉情况。杨岗1#隧道两端洞口地表尤其是博罗端洞口地表为浅埋偏压段，在进洞初期应加强加密观测地表沉降，密切注意地表变化情况。