江西省萍洪高速長平隧道監(jiān)控量測淺談

陳俊青

中交第四公路工程局有限公司，北京 100000

1 工程概況

1.1 簡介

長平隧道為分離式中隧道，左線起訖里程ZK10+275～ZK10+960，長685m，進洞門型式為削竹式，出洞門型式為端墻式；右線起訖里程YK10+305～YK10+955，長650m；進出洞門型式均為端墻式；主要經(jīng)濟技術(shù)指標：設(shè)計車速100km/h，設(shè)計荷載為汽車-超20級，掛車-120；分離式隧道，凈寬（單洞）：10.75m（=0.75+0.50+2×3.75+1.0+1.0）、橫坡2%。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造條件

進出洞口穿越地層基本為覆蓋土層、強風化泥巖、砂巖，下伏弱風化灰?guī)r。右線進洞口及左線出洞口覆土層較厚，約為9.0～20.0 m，左線進洞口下伏泥灰?guī)r局部發(fā)育溶洞。覆土層及強風化層工程力學性質(zhì)差，圍巖級別低，穩(wěn)定性差，局部地段巖溶發(fā)育，影響圍巖基本穩(wěn)定。進洞口山坡為順層坡，出口山坡為反層坡，應(yīng)特別注意對進洞口仰坡及左邊坡的防護。

進洞口山體仰坡30°山麓部位36°，右邊坡29°，坡形較完整，由于坡體順層，且坡度較大，應(yīng)注意對山體仰坡及右邊坡的防護；出洞口山體仰坡22°，山麓部位達45°，左邊坡38°，右邊坡35°，基本屬陡坡，但坡體為反層坡，故其穩(wěn)定性較好。

隧道洞口軸線與地形的關(guān)系：左線進出洞口均為山體突出部進入型，穩(wěn)定性較好；右線進出洞口均為坡面斜交型，存在偏壓。

1.3 采取的隧道施工方法

洞口段采取微臺階上、下半斷面開挖方式（S2、S3型），其余地段采取全斷面開挖形式（S3、S4、S7型），采用新奧法原理進行隧道施工，實施大型機械化聯(lián)合作業(yè)；在施工時要對圍巖和錨噴支護的變形進行監(jiān)控量測，以便適時調(diào)整襯砌的參數(shù)，指導(dǎo)施工。

2 根據(jù)隧道的地形地貌及設(shè)計、規(guī)范要求，施工過程中采取監(jiān)控量測技術(shù)方案

2.1 監(jiān)控量測項目分類、量測措施

2.1.1 主要監(jiān)控量測必測項目

1）地質(zhì)和初期支護觀察

地質(zhì)和初期支護狀態(tài)觀察包括工作面觀察和支護結(jié)構(gòu)的支護效果觀察。

觀察頻率：每一循環(huán)開挖支護后，都必須進行一次工作面觀察，并作好客觀詳盡的記錄。

在地質(zhì)變化不大地段，可每天按一個工作面記錄，對已成洞地段主要是支護效果的觀察，頻率同工作面。

觀察內(nèi)容：

（1）作面工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況觀察和描述：包括巖石名稱、巖石產(chǎn)狀、風化變質(zhì)情況，斷層、層理、節(jié)理等結(jié)構(gòu)面的分布、走向、產(chǎn)狀及頻率，有無偏壓或膨脹地壓，工作面及毛洞自穩(wěn)情況，巖石單軸抗壓強度，地下水情況及影響等內(nèi)容，并以表格和素描形式記錄。

（2）工作面附近初期支護狀態(tài)觀察和已成洞的支護效果觀察：包括錨桿錨固效果，噴層開裂部位、寬度、長度及深度，模筑混凝土襯砌的整體性，防水效果等，以表格和素描形式記錄下來。

2）水平凈空位移量測

通過收斂儀進行收斂量測。

布置方法：沿隧道軸線每類圍巖至少有一個量測斷面。一般情況下，洞口段和埋深小于2D（D為隧道洞徑）的地段，間隔5～10m一個斷面，其余地段視地質(zhì)情況，每隔50m設(shè)一個斷面，每斷面2～3對測點。

量測頻率：1～15d，1～2次/天；16天～1個月，1次 /2天；1～3個月，1～2次/周；大于3個月，1～3次/月。

一般地段：

收斂速度＞5mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態(tài)，加強初期支護系統(tǒng)；

收斂速度＜0.2mm/d時，圍巖基本達到穩(wěn)定。

淺埋地段：及時加強初期支護強度和剛度，防止過大變形。

3）拱頂下沉量測

量測方法：用高精度水準儀和鋼尺進行量測。

頻率及布置方法：

布置方法：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況而定。一般情況下，洞口段和埋深小于2D（D為隧道洞徑）的地段，間隔5～10m一個斷面，其余地段視地質(zhì)情況，每隔50m設(shè)一個斷面。

量測頻率：1～15d，1～2次 /天 ；16d～1個 月，1次 /2天 ；1～3個月，1～2次/周；大于3個月，1～3次/月。

4）圍巖位移及內(nèi)部變形量測

采用布設(shè)單點或多點位移計進行量測。

頻率及布置方法：在代表性地段設(shè)置1～2個斷面，每斷面設(shè)置2～5個測點。1～15d，1～2次 /天；16d～1個月，1次 /天；1個月～3個月，1～2次/周；3個月以上，1～3次/月。

隧道周壁任意點的實測相對位移值或用回歸分析推算的總相對位移值均應(yīng)小于表1所列數(shù)值。當位移速率無明顯下降，而此時的實測位移值已接近該表的數(shù)值，或者噴層表面出現(xiàn)明顯裂縫時，應(yīng)采取補強措施，并調(diào)整原支護設(shè)計參數(shù)或開挖方法。

2.1.2 主要監(jiān)控量測選測項目

1）地表下沉量測

采用精密水準儀、配套因瓦尺進行量測，儀器精度±0.01mm。

頻率及布置方法：

（1）測點沿橫向（隧道中線切線方向）布置，布點間距為：橫向間距范圍

為5～10m，每斷面至少布置5個測點（即在中線、兩邊坡坡頂線以及位于中線與坡頂線之間等部位布點），隧道中線附近密些，遠離中線處疏些。測點應(yīng)在隧道開挖形成，還未下沉之前埋設(shè)，一直測到下沉穩(wěn)定。

（2）在隧道進口地段及富含地下水段埋設(shè)斷面：布置方式同上；

（3）量測頻率：開挖面距量測斷面前后距離L≤2B（B為隧道開挖寬度）1～2次/天。開挖面距量測斷面前后距離L≤5B（B為隧道開挖寬度）1次/2天。開挖面距量測斷面前后距離L＞5B（B為隧道開挖寬度）1次/每周。

2）裂縫量測

采用測縫計在開挖爆破后對圍巖爆破產(chǎn)生的裂隙進行觀察、量測。

頻率及布置方法：每循環(huán)進行一次，對裂隙大小、數(shù)量等進行逐類進行觀察、記錄，以達到對圍巖性質(zhì)的了解。

3）錨桿軸力量測

量測錨桿中的變形，求出錨桿軸力。與收斂量測一起研究和修正錨桿的設(shè)計參數(shù)。

量測儀器：主要使用量測錨桿。量測錨桿的桿體是用中空鋼材制成，其材質(zhì)同錨桿一樣，量測錨桿有機械式、電阻應(yīng)變片式和振弦式三類。目前使用較多的是振弦式。每10m布置1個斷面，每斷面至少做三根進行量測。

4）圍巖壓力量測

采用各種類型壓力盒均可進行量測。

具有代表性地段選取一個斷面量測，每斷面15～20個測點，量測頻率同

圍巖位移變形量測一致。

5）支護及襯砌應(yīng)力量測

采用各類砼應(yīng)變計、應(yīng)力計等均可進行量測支護及襯砌應(yīng)力變化，以達到對圍巖內(nèi)部變形了解，根據(jù)不同應(yīng)力變化采取不同的支護和襯砌支護方式，滿足安全施工目的。

腦出血是神經(jīng)外科常見病，病因多且復(fù)雜，起病急驟，且發(fā)病后死亡率、致殘率均較高，大部分患者經(jīng)搶救后可能殘留后遺癥，嚴重影響患者生活質(zhì)量。治療手段包括藥物與手術(shù)等，其中壓瘡是腦出血術(shù)后護理工作重點內(nèi)容，壓瘡發(fā)生率可作為評估護理工作質(zhì)量的重要標準[1]。研究選擇2017年5月—2018年6月間收治的76例腦出血合并糖尿病患者，分析品管圈(QCC)活動干預(yù)效果，QCC是一項新型管理模式，通過相同、相近工作場所的人群自發(fā)組成小團體，團體各成員分工協(xié)作、共同解決工作場所發(fā)生的問題[2-3]。實施品管圈活動的目的是為了提高工作質(zhì)量，現(xiàn)報道如下。

具有代表性地段選取一個斷面量測，每斷面11個測點，量測頻率同上。

6）鋼架內(nèi)力及荷載量測

采用支柱壓力計或其他測力計進行量測。

每10榀鋼拱支撐選取一對測力計進行量測，頻率同上。

2.1.3 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與信息反饋

1）隧道周邊允許位移值的制定

根據(jù)以往的成功經(jīng)驗，利用隧道周邊允許位移值對本隧道的拱頂下沉、凈空收斂位移值進行管理（見表1）。

表1 初期支護結(jié)構(gòu)允許相對位移（%）表

（2）脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值。

（3）本表所列數(shù)值可在施工過程中通過實測和資料積累作適當修改。

2）監(jiān)控量測項目的管理基準

根據(jù)既有成功經(jīng)驗，變形管理等級標準見《位移管理等級表》。

現(xiàn)場監(jiān)測時，可根據(jù)監(jiān)測結(jié)果所處的管理階段來選擇監(jiān)測頻率：一般Ⅲ級管理階段監(jiān)測頻率可放寬些；Ⅱ級管理階段則應(yīng)注意加密監(jiān)測次數(shù)；Ⅰ級管理階段則應(yīng)加強監(jiān)測，通常監(jiān)測頻率為1～2次/天或更多。

位移管理等級表

3）監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析及預(yù)測

取得監(jiān)測數(shù)據(jù)后，要及時進行整理，繪制位移隨時間或空間的變化曲線圖。在取得足夠數(shù)據(jù)后，還應(yīng)根據(jù)散點圖的數(shù)據(jù)分布情況，選擇合適的函數(shù)，對監(jiān)測結(jié)果進行回歸分析，以預(yù)測該測點可能出現(xiàn)的最終位移值及結(jié)構(gòu)的安全性，評價施工方法，確定工程措施。

4）監(jiān)測數(shù)據(jù)的信息反饋

為確保監(jiān)測結(jié)果質(zhì)量，加快信息反饋速度，全部監(jiān)測數(shù)據(jù)均有計算機管理，并繪制測點位移變化曲線圖。監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋程序見圖2《監(jiān)控量測與信息反饋程序圖》。

（1）量測信息反饋修正設(shè)計流程：在隧道施工過程中，施工單位應(yīng)及時將量測信息反饋給設(shè)計、監(jiān)理單位人員，并經(jīng)過業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理單位人員分析研究后確定最終修改設(shè)計方案，再及時反饋給施工單位，進行隧道施工。

（2）信息反饋修正設(shè)計過程控制：在隧道開挖、支護后，根據(jù)修正設(shè)計信息，對施工前預(yù)設(shè)計所確定的結(jié)構(gòu)形式、支護參數(shù)、預(yù)留變形量、施工工藝、施工方法以及各工序施作的時間等加以修正并進行檢驗與設(shè)計是否吻合。

（3）不斷對施工現(xiàn)場情況進行動態(tài)地觀察、地質(zhì)調(diào)查、監(jiān)控，同時對修正后的設(shè)計及方法進行驗證、分析，不斷改進，穩(wěn)步進行隧道作業(yè)，確保隧道安全、優(yōu)質(zhì)、合理完成工程任務(wù)。

（4）初期支護監(jiān)測結(jié)果異常的處理

①如果是由于基底下沉引起的，盡快仰拱封閉，如仍然下沉，在墻角處加設(shè)錨桿，復(fù)噴砼并在基底鉆孔注漿加固。

②如果是由于偏壓引起的，復(fù)噴砼，加設(shè)錨桿。

③如果是由于圍巖壓力引起的，可多次復(fù)噴并用錨桿加固圍巖，補強初期支護。在下一循環(huán)施工時，修改支護參數(shù)，增強初期支護，同時增大觀測頻率；再及時施作二次襯砌，必要時采用加強襯砌。

④各量測項目持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后2周結(jié)束，軟弱圍巖大變形地段位移長時間不能穩(wěn)定時，延長量測時間。

3 監(jiān)控量測的重要性

1）通過監(jiān)控量測掌握圍巖動態(tài)變化，把握施工過程中各部位結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)及判斷圍巖穩(wěn)定性、支護、襯砌可靠性。

2）加強現(xiàn)場監(jiān)控結(jié)果的及時反饋工作，為指導(dǎo)工程施工、修改施工方法、調(diào)整圍巖級別、變更支護設(shè)計參數(shù)提供依據(jù)。

3）長期進行監(jiān)控量測工作有利于施工安全和施工質(zhì)量的保證。

4）通過監(jiān)控量測了解地下工程不同圍巖施工規(guī)律和特點，更有效的開展工程建設(shè)，同時作為以后類似工程建設(shè)的指導(dǎo)性依據(jù)。

5）嚴格按照有關(guān)規(guī)定進行量測，確保量測數(shù)據(jù)齊全、完整、真實。

圖2 監(jiān)控量測與信息反饋程序圖

[1]公路隧道施工技術(shù)規(guī)范.

[2]長平隧道施工設(shè)計圖.