钻孔测斜仪在隧道仰坡位移监测中的应用
2019-07-25孙海东杨绍战曹校勇寇宝文
孙海东 杨绍战 曹校勇 寇宝文
摘要：介绍了测斜仪的工作原理及其在隧道仰坡位移监测中的应用。根据累计位移-深度曲线，可对滑动面的分布情况作出判断。以阿尔及利亚贝佳亚港口至哈尼夫互通100km连接线SidiAich隧道为例，对隧道仰坡进行位移监测，说明测斜仪在仰坡位移监测中的应用是可行的。
Abstract： This paper introduces mainly inclinometer's principles and its applications in monitoring deformations of tunnel slope. Based on inclinometer' s cumulative displacement-depth curve， sliding surface are concluded in a way. Take the SidiAich tunnel from Bejaia Port to East-West Express Hanif Interchange 100km connecting line as an example， displacement monitoring of the tunnel slope， it is shown that inclinometers monitoring deformations of tunnel slope is practicable.
关键词：测斜仪;隧道仰坡;变形监测
Key words： inclinometer;tunnel slope;monitoring deformations
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）18-0116-03
0 引言
在隧道进洞这一关键性的施工环节中，保持洞口仰坡的稳定至关重要。而隧道进洞最为常见，危害最大的不良地质现象就是洞顶仰坡的滑塌失稳。实际施工中往往由于监测不及时不到位，错过了加固仰坡的最佳时机，造成仰坡开裂、滑移、失稳，导致隧道“进洞难”的问题。
为了及时发现洞顶的安全隐患，快速而合理地采取防治措施，就必须对隧道仰坡进行位移监测。采用钻孔测斜仪监测可以快速、准确的确定滑动面位置及位移发展方向和速率，对隧道仰坡的及时防治起到重要的作用。
1 测斜仪工作原理
钻孔测斜仪的组成如图1所示[1][2][3]。令测头在测斜管之内自下而上移动，移动过程中测头的传感器对测斜管不同深度处的倾斜角？兹i的变化值进行分段测量。然后根据测点的管段长度，分别求出不同的高程处水平位移变化值■，
即：■
从测斜管底部的测点开始，逐段进行水平位移累加，就可以获得任意高程处的水平位移，也就是：
式中：
■—每一测量段的水平位移变化值;
L—每一测量段的管段长度;
？兹i—每一测量段内管轴线与铅垂线的夹角;
bi—测斜管内任一高度处累计水平位移;
n—测斜管内测量段数量。
在监测过程中，为了消除和减少误差，应在位移的正方向A及180°方向B分部测读，取两个方向读数的绝对值平均值为倾角测值。
2 测斜仪的安装
2.1 安装程序
测斜仪安装一般分为六个步骤：
①钻孔→②灌浆→③下测斜管→④填砂料→⑤封孔→⑥清理现场。
2.2 钻孔
對孔深小于等于20m的钻孔采用ф127mm钻头钻进，对孔深大于20m的钻孔根据地层情况采用ф127mm一钻到底或者先采用ф108mm开孔后再采用ф127mm扩孔。
2.3 灌浆
为保证孔内水泥浆液面在安装测斜管后达到7.0m，一次灌浆量控制在≥0.06m3。
第一次灌浆高度：
下测斜管后浆液面高度：
2.4 下测斜管
测斜管（单节长度2.0m）放入钻孔中，两根测斜管之间用接头连接，接头部分可以保证两根测斜管十字槽准确对接，连接后用镙钉固定，最后用防水胶带密封接头处。
2.5 填砂料
水泥浆凝固后，对其上的空隙采用砂料回填。
2.6 封孔
测斜管基座均采用混凝土浇筑，孔口封闭上锁，保证测斜管不被破坏。
3 工程应用实例
3.1 工程概况
工程应用实例来自阿尔及利亚贝佳亚港口至哈尼夫互通连接线项目，该连接线工程全长100公里，全线设置Sidi Aich隧道一座，隧道左线全长1691m，右线全长1628m，设计为分离式双向六车道公路隧道。
洞顶上方有当地少数民族地区居民区，房屋陈旧、破损严重，隧道进洞必须保证上方居民区的绝对安全。
3.2 工程地质概况
隧道进口端的地层分布情况如下：①层为棕红色低塑性黏土，土质不均，含角砾，硬塑～坚硬，潮湿，厚度2.1-5.0m;②层为全风化泥灰岩，褐黄色，岩体极破碎，风化呈土夹碎石状，厚度21.0-29.6m;③层为强风化泥灰岩，青灰色，岩体极破碎，岩芯呈角砾夹碎石状，岩质软，遇水易软化。
