隧道监控量测总结
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向莆铁路雪峰山出口隧道监控量测总结
张树平(测量员)
(中国中铁隧道股份新建向莆铁路FJ-2标五工区隧道二公司)
摘要:目前铁路隧道的设计理念是:安全、环保,尽可能少的破坏原始地貌,隧道一般遵循“早进晚出”,所以隧道的进口和出口埋深都比较浅。为保证工程的安全进行,质量可靠,监控量测是施工中重要的一个工作。本文阐述了新建向莆高速铁路二标段雪峰山隧道出口监控量测的施测方法,掌握围岩动态和支护工作状态,综合分析监控量测,从而及时调整隧道的支护方案,保证围岩稳定和施工安全。
关键词:监控量测、拱顶沉降、水平收敛、地表沉降、全站仪、水准仪、塔尺
1 工程概况
雪峰山隧道地处福建西北部,穿越雪峰山主峰。进口位于将乐县城郊上苦竹村,出口位于沙县夏茂镇后垄村。隧道采用双洞单线,左线隧道进口里程DK300+850,右线隧道进口里程YDK300+850,左线隧道出口里程DK318+692,右线隧道出口里程YDK318+676。左线隧道全长17842米,右线隧道全长17826米,隧道最大埋深948米。隧道内纵坡为人字坡,最大纵坡6‰。
雪峰山隧道出口地表层为残坡积粉质粘土,硬塑,厚3~5m,下伏为(Pt2-3dt),变粒岩、斜长角闪石英片岩夹云英片岩、片麻状角闪变粒岩,浅粒岩。条带状、中厚层构造。全弱风化,砂土状、块状,洞身稳定性差,易坍塌。长度近334米,隧道地质情况复杂,本隧道共穿越大小断层36条。其中我工区承担的任务范围内共穿越7条断层,分别为F29、F30、F31、F32、F33(该段穿越溪源斜井井身)、F34、F35、F36。
该地区气候温和,雨量充沛,属亚热带气候。多年来年平均气温最高24.57℃,最低15.2℃;最热为7月份,多年月平均气温34.17℃,最冷为1月份,多年月平均气温5.2℃,年平均降雨量为1799.3毫米,3-6月份为雨季,降雨量为1043.1毫米。我工区承担的隧道任务范围内最大涌水量1972m^3,静水压约0.1mpa。
溪源斜井围岩为(J3K)中细粒钾长花岗岩:肉红色,以斑状中细粒结构,块状构成。软风化,岩石坚硬、完善,洞身稳定性较好。F35断层;变破碎带,可见宽度>15.0m,裂缝发育,绿泥石化,有石英细脉充填。为压扭性断层。上下盘影响盘宽度各约20m. 围岩稳定性较差,产生坍塌。导水性一般,为强富水段,可能产生涌水。弹性波速为2826(m/S)。
2 监控量测的目的
控量测分为必测项目和选测项目两类。必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。选测项目应根据隧道建设规模、围岩的性质、隧道埋置深度、开挖方式等特殊要求进行的监控量测项目。
监控量测必测项目
监控量测选测项目
3 监控量测的项目
(1)洞内观察
(2)地表沉降量测
(3)拱顶沉降量测
(4)沉降缝沉降量测
(5)水平相对净空变化值的量测
(6)挡碴墙位移观测
4 量测断面间距和量测频率
(1)根据设计图纸确定拱顶下沉及周边收敛间距如下表
≥5
2次/d
1~5
1次/d
0.5~1
1次/2~3d
0.2~0.5
1次/3d
≤0.2
1次/7d
(3)地表下沉量测断面间距如下表
隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)
2B <Ho<2.5B 20~50
B <Ho≤2B 10~20
Ho≤B 5~10
注:Ho为隧道埋深;B为隧道最大开挖宽度
5 监控量测的方法和实施情况
5.1、洞内监控量测的实施
5.1.1监测点的布置
根据相关图纸和相关技术要求,雪峰山隧道出口有以下三种开挖方式,根据开挖方式的不同,有三种测点布置方式,其示意图如下:
为能对围岩及支护结构的性态作较全面的分析,并且获得完整数据,同时又使各项数据间能相互比较、相互验证,因此,地表监测点与洞内拱顶沉降点及水平净空收敛点均布置在同一断面上。
5.1.2监测仪器的选用
由于洞内监测有两项工作内容,根据工作内容的不同,仪器选用情况如下:
水平净空收敛:水平净空收敛采用TCR402powerR400全站仪,测角精度2秒,测距精度2mm+2ppm。
拱顶沉降:拱顶沉降采用TS02power R400全站仪,测角精度2秒,测距精度2mm+2ppm进行非接触测量。
5.1.3、监控量测的方法和实施
水平净空收敛实测步骤:根据设计要求随时掌握岩石的变化情况,测点安装应靠近开挖面又不宜被破坏的地方,并且保证在开挖后12小时前(最迟不超过24小时)内埋设,且在下一次循环开挖前量测到初次读数,初期观测为每天两次,如岩石没有异常变化按照4.2表中量测频率进行观测。监测点的钢筋根部应深入岩石并灌入锚固剂固定,在钢筋外露部分焊接5㎝×5cm的铁片,然后在铁片上使用胶布加强反光片紧贴。量测方法:每个监测断面水平对应测点,第一次量测完成后,记录量测数据,然后交换全站仪镜面再次量测,两次量测结果误差在1.00mm内取平均数作为水平净空量测结果。
洞内拱顶沉降监测实测步骤:首先在隧道的仰拱埋设水准点,按照《二等水准测量规范》联测水准点的绝对高程(此点坐标也可作为隧道内日常测量施工放样使用)。拱顶监测点位置和埋设时间同水平收敛点相同,埋设方法同水平收敛点一样要把钢筋插入岩石锚固剂固定,在钢筋外露部分焊接5㎝×5cm的铁片,然后在铁片上贴测量专用反光片。在后视水准点上架设徕卡仪器自带的金属三角架,大约固定在1.3M左右作为后视标高,仪器架设在水准点和反光片中间适当的位置,不必量取后视标高和仪器高,这样可消除因量取仪器高和后视标高带来的误差。然后使用全站仪测量水准点到反光片的高差,正、倒镜测量3个测回,每测回高差值比较不超过1.00mm,取平均数作为拱顶下沉量测数据结果。