淺談甘家口110kV電力隧道施工監(jiān)測

　　摘 要:介紹淺埋暗挖隧道施工監(jiān)測的設(shè)計與施工管理等。
　　關(guān)鍵詞:暗挖隧道 施工監(jiān)測 施工管理
　　中圖分類號:TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)06(a)-0132-02
　　1 工程概況
　　甘家口110kV送電工程由一條雙孔隧道和一條單孔(支線)隧道組成。工程位于北京市海淀區(qū)甘家口;雙孔隧道起點(diǎn)為阜成路南側(cè)現(xiàn)狀2.0m×2.05m電力隧道;向北橫穿阜成路至甘家口變電站南側(cè)預(yù)留口;全長192.5m;隧道凈空尺寸為2.0×2.3m(寬×高);支線隧道起點(diǎn)為甘家口變電站北側(cè)預(yù)留口;先向東北;再向東穿過新建實(shí)驗(yàn)樓;到阜成路北一街西側(cè)支線豎井為止;支線隧道長33m;凈空尺寸為2.0×2.3m。
　　隧道為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu);采用暗挖法施工。隧道穿越地層主要為粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、卵石層;地質(zhì)情況較差;穿越主要建(構(gòu))筑物有阜成路、阜成路北側(cè)綠化帶下Φ1300污水管、甘家口煤氣加壓站、甘家口變電站等;地面道路兩側(cè)建筑物較多;地下管網(wǎng)密布。
　　為確保隧道暗挖施工中做到有效地控制地面沉降;沿線管網(wǎng)線路做到不斷裂、不滲漏;保證地面交通和各種社會活動的正常進(jìn)行;因而在施工中如何加強(qiáng)圍巖量測、獲取支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和環(huán)境影響信息;以便及時調(diào)整施工參數(shù);為安全施工服務(wù);就顯得尤為突出和重要。
　　
　　2 施工監(jiān)測設(shè)計
　　2.1 監(jiān)測內(nèi)容
　　根據(jù)該工程的特征;在施工中對以下項目進(jìn)行了監(jiān)測:(1)圍巖及支護(hù)狀態(tài)的觀察描述;(2)地表沉降;(3)隧道拱頂沉降;(4)隧道收斂監(jiān)測;(5)格柵受力狀況監(jiān)測;(6)建筑物傾斜監(jiān)測;(7)支護(hù)土壓力監(jiān)測;(8)土體垂直位移監(jiān)測;(9)土體水平位移監(jiān)測。
　　2.2 量測斷面與測點(diǎn)布置
　　(1)圍巖及支護(hù)狀態(tài)的觀察描述:每開挖、支護(hù)循環(huán)作業(yè);均需對掌子面工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及支護(hù)厚度與質(zhì)量進(jìn)行觀察、記錄和描述。
　　(2)地表沉降:各施工豎井井口周邊、隧道每10m設(shè)置一個量測斷面。豎井井口地面沉降測點(diǎn)在矩形井四角及各邊中點(diǎn)各設(shè)一個。隧道每一地表沉降量測斷面設(shè)10個測點(diǎn)(支線隧道每斷面設(shè)6個測點(diǎn));共24個量測斷面;224個測點(diǎn)。
　　(3)隧道拱頂沉降監(jiān)測:隧道內(nèi)每隔10m設(shè)置一個監(jiān)測斷面;與地表沉降監(jiān)測斷面重合。每一個監(jiān)測斷面在隧道拱頂設(shè)置一個監(jiān)測點(diǎn);共44個量測斷面;44個監(jiān)測點(diǎn)。
　　(4)隧道凈空收斂量測量測斷面布置同拱頂沉降量測;并與拱頂量測斷面重合。每一個量測斷面布置2對測線;分別布置在拱腳以上0.5m和墻中處;共44個量測斷面;176個收斂埋設(shè)點(diǎn)。
　　(5)格柵鋼架受力狀況監(jiān)測:分別在隧道進(jìn)出洞口、過阜成路、過煤氣加壓站處各設(shè)一個量測斷面;共6個量測斷面。每一量測斷面;分別在拱頂、拱部向下500mm、1000mm、墻腳及底部設(shè)測點(diǎn);每一量測斷面設(shè)8個測點(diǎn);共48個測點(diǎn)。
　　(6)建筑物傾斜監(jiān)測:根據(jù)實(shí)際地面建筑物;特別是高大建筑物、特殊建筑物(如煤氣加壓站)等;距隧道外緣25m以內(nèi)時;每棟建筑物觀測點(diǎn)的數(shù)量≥6個;觀測標(biāo)志點(diǎn)設(shè)在地墻(柱)或基礎(chǔ)上。
　　(7)支護(hù)土體壓力監(jiān)測:設(shè)5個量測斷面。每一量測斷面;分別在拱頂、墻中和底部各設(shè)一個測點(diǎn);每一量測斷面設(shè)4個測點(diǎn);共16個測點(diǎn)。
　　(8)土體垂直、水平位移監(jiān)測:土體垂直、水平位移監(jiān)測斷面選擇與支護(hù)土體壓力監(jiān)測同斷面;共5個量測斷面。垂直位移監(jiān)測每一個量測斷面在坑道拱頂設(shè)置一個孔內(nèi)多點(diǎn)位移計;孔內(nèi)每隔1m設(shè)測點(diǎn)一個;水平位移監(jiān)測在每一個量測斷面分別在開挖輪廓外側(cè)左右0.5m處各設(shè)一個土體水平位移測孔;孔內(nèi)每隔1深設(shè)測點(diǎn)一個。
　　2.3 量測方法和頻率
　　(1)圍巖及支護(hù)狀態(tài)的觀察描述采用地質(zhì)羅盤、皮尺等儀器工具進(jìn)行觀察描述;每開挖、支護(hù)循環(huán)觀察一次;直至模筑砼后結(jié)束。
　　(2)地面沉降采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺等精密水準(zhǔn)測量方式。測點(diǎn)用16～20鋼筋頭長25cm～30cm;端頭磨圓。對已硬化地面用沖擊鉆鉆孔;水泥砂漿錨固;端頭露出地面0.5cm～0.8cm;對未硬化地面;用挖孔、水泥砂漿錨固;端頭露出地面0.8cm～2.0cm。
　　監(jiān)測頻率:在開挖面距監(jiān)測斷面前5倍洞徑與埋深之和開始監(jiān)測;在開挖面通過量測斷面1倍洞徑與埋深之和范圍內(nèi);每開挖循環(huán)測量1次(或每天1次);5倍洞徑范圍內(nèi)每2天1次;5倍洞徑范圍外每周1次;直至變形穩(wěn)定或全部施工完成。
　　(3)拱頂下沉和凈空收斂監(jiān)測拱頂下沉采用精密水準(zhǔn)儀和倒掛鋼尺形式的精密水準(zhǔn)測量方式。帶測球的測桿預(yù)埋在隧道初期支護(hù)內(nèi)。隧道凈空收斂量測采用收斂計量測;帶測球的測桿預(yù)埋在隧道初期支護(hù)內(nèi)。
　　監(jiān)測頻率:測點(diǎn)斷面噴射砼支護(hù)后開始第一次量測;2倍洞徑范圍內(nèi)每開挖循環(huán)測量1次(或每天1次);5倍洞徑范圍內(nèi)每2天1次;5倍洞徑范圍外每周1次;直至變形穩(wěn)定或模筑砼后。
　　(4)格柵鋼架受力、支護(hù)土體壓力監(jiān)測:格柵鋼架采用焊接JXG-1型鋼弦式鋼筋計和SINC052型頻率儀進(jìn)行量測;土體壓力監(jiān)測采用GDY-2型鋼弦式土壓盒和頻率儀進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測頻率:在各量測元件埋設(shè)后進(jìn)行第一次量測;以后監(jiān)測頻率同凈空收斂監(jiān)測。上述各項監(jiān)測可視變化情況;適當(dāng)加密監(jiān)測頻率。
　　(5)土體垂直、水平位移監(jiān)測:土體垂直位移監(jiān)測采用鉆孔直徑100mm;采用DW-3A型鋼弦式雙線圈連續(xù)激振型多點(diǎn)位移計和頻率接收儀監(jiān)測地中垂直位移;土體水平位移通過地面鉆孔;用BC-5型傾斜儀量測鉆孔各測點(diǎn)的傾斜度方式來量測。
　　因土中垂直位移和水平位移監(jiān)測可從地面鉆孔監(jiān)測;因而如同地面沉降監(jiān)測一樣;在開挖面距量測斷面前1倍洞徑與埋深之和前開始量測。監(jiān)測頻率同地表沉降監(jiān)測。
　　(6)地表建筑物傾斜監(jiān)測:通過在待測建筑物的墻(或柱、基礎(chǔ))上設(shè)置標(biāo)志點(diǎn);通過精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺等精密水準(zhǔn)測量方式進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測頻率:在開挖面距建筑物前5倍洞徑與埋深之和開始監(jiān)測;在開挖面通過建筑物1倍洞徑與埋深之和范圍內(nèi);每開挖循環(huán)測量1次(或每天1次);5倍洞徑范圍內(nèi)每2天1次;5倍洞徑范圍外每周1次;直至全部施工完成。
　　2.4 隧道施工中的信息反饋基本判斷準(zhǔn)則
　　監(jiān)控量測的控制標(biāo)準(zhǔn):(1)地表下沉量不允許＞30mm;(2)地表沉降槽曲線最大坡度≤1/300;(3)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)相對水平收斂值≤15mm～30mm;(4)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于基本穩(wěn)定。
　　施工中出現(xiàn)下列情況之一時;立即停工;采取措施進(jìn)行處理:(1)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)噴射砼出現(xiàn)裂縫;且不斷發(fā)展;(2)開挖一個月后洞內(nèi)水平位移不能收斂;實(shí)測位移達(dá)到危險狀態(tài)的70%;(3)位移時間曲線出現(xiàn)反彎突變的急劇增長現(xiàn)象。
　　2.5 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法
　　(1)對圍巖及支護(hù)狀態(tài)觀測;詳細(xì)記錄洞內(nèi)各項作業(yè)、時間與進(jìn)尺;描繪每一開挖斷面的工程地質(zhì)斷面;記錄描述支護(hù)厚度、質(zhì)量等情況。每周繪制工程地質(zhì)縱向剖面圖。
　　(2)對洞內(nèi)變形和支護(hù)格柵應(yīng)力;記錄填寫日變化量和累計量的日報表;繪制累計變化量與時間、累計變化量與進(jìn)尺關(guān)系散點(diǎn)圖;按下述函數(shù)關(guān)系:
　　σ= A1g(1 + T)
　　σ= A1ge -B/Tσ= T/ (A + B T)
　　σ= A(e -B/T -eB/T)
　　σ= AT2 + B T + C式中:
　　σ為變形值或應(yīng)力值;
　　T為量測時間或開挖進(jìn)尺;
　　A、B、C為回歸常數(shù)。
　　分別對各變形值和應(yīng)力值進(jìn)行回歸分析;根據(jù)回歸曲線的擬合好壞程度;即選擇相關(guān)系數(shù)或方差最小的函數(shù)為該量測數(shù)據(jù)的回歸擬合曲線;并求得回歸趨勢;對隧道穩(wěn)定和支護(hù)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測和判斷。
　　(3)對于地表沉降觀測;除對各斷面最大沉降點(diǎn)進(jìn)行如同洞內(nèi)變形觀測點(diǎn)一樣繪制沉降與時間、沉降與進(jìn)尺關(guān)系散點(diǎn)和回歸分析外;尚需繪制各量測斷面各測點(diǎn)的沉降關(guān)系即沉降槽曲線;繪制最大沉降點(diǎn)沿隧道縱向的沉降關(guān)系曲線。
　　(4)對孔隙水壓力和結(jié)構(gòu)振動測試;記錄填寫日報表;繪制量測值與開挖進(jìn)尺的關(guān)系曲線。
　　
　　3 施工監(jiān)測管理
　　(1)工程施工前;根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況(尤其特殊建筑)及工程的施工進(jìn)度;編制詳細(xì)的監(jiān)測實(shí)施作業(yè)計劃及其相應(yīng)的保證措施。納入施工生產(chǎn)計劃中的一項重要內(nèi)容;同時報請監(jiān)理工程師和業(yè)主批準(zhǔn)。
　　(2)成立專門的監(jiān)測小組;保證監(jiān)測人員有確定的時間、空間和相應(yīng)的監(jiān)測工具;確保監(jiān)測成果及時準(zhǔn)確。
　　(3)施工監(jiān)測緊密結(jié)合施工步驟;測出每一施工步驟時的變形影響;同時計算出各測點(diǎn)的累計變形。
　　(4)監(jiān)測人員及時整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù);繪制各種變形和時間的關(guān)系曲線;預(yù)測變形發(fā)展趨向;及時向總工程師、監(jiān)理和業(yè)主匯報;若發(fā)現(xiàn)異常情況;隨時與監(jiān)理、業(yè)主聯(lián)系;采取有效措施;做好預(yù)防。同時根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工步驟及采取相應(yīng)的技術(shù)措施;確保施工及周圍環(huán)境的安全。
　　
　　4 施工體會
　　(1)隧道施工監(jiān)測是一項繁瑣而細(xì)致的工作;施工能否在安全的前提下順利進(jìn)行;施工監(jiān)測起到了很重要的作用。
　　(2)我國城市化進(jìn)程迅速;市政工程面臨較大發(fā)展;從企業(yè)的前途和命運(yùn)出發(fā);我們要下大力氣培養(yǎng)一批過得硬的市政施工隊伍;同時加強(qiáng)隧道施工監(jiān)測專業(yè)人員的培養(yǎng);使本企業(yè)在城市市政施工的領(lǐng)域里能夠大有作為。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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