監(jiān)控量測(cè)在新建隧道下穿既有隧道施工中的應(yīng)用

摘要：新建秦嶺翠華山隧道下穿既有線小峪隧道段圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，離既有隧道巖層凈距離較短（約8米）。新建隧道下穿既有線隧道交叉段長(zhǎng)度為26.1米，新建隧道下穿既有線隧道施工時(shí)，圍巖受運(yùn)營(yíng)列車振動(dòng)影響，造成洞身開挖后圍巖的穩(wěn)定性較差，為確保隧道施工安全，快速高效的通過(guò)下穿段；在下穿既有隧道施工過(guò)程中，采取圍巖監(jiān)控量測(cè)，以精確掌握既有隧道沉降，確保既有線路運(yùn)營(yíng)安全同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測(cè) 施工 應(yīng)用

1 工程概況

翠華山隧道是西康二線重點(diǎn)控制性工程，位于西安市長(zhǎng)安區(qū)，起訖里程為D1K65+807～D1K77+078，全長(zhǎng)11271米。翠華山隧道介于既有線K64+300～K67+700之間。隧道進(jìn)口段在D1K66+298處下穿既有西康線小峪隧道，（交叉點(diǎn)在既有線隧道內(nèi)的里程為K64+910），隧道中線與既有小峪隧道中心線夾角為29°23？蒺28”，新建隧道與既有隧道間巖層凈距約8m（詳見平面關(guān)系圖和斷面示意圖）。

既有線小峪隧道K64+710～+780段位于半徑R=800m曲線上，隧道凈寬5.5m，左邊墻離左邊鋼軌1.8m，右邊墻離右邊鋼軌2.14米。（見下圖）

新建秦嶺翠華山隧道下穿既有線小峪隧道段圍巖為Ⅲ級(jí)圍巖，離既有隧道巖層凈距離較短（約8米）。新建隧道下穿既有線隧道交叉段長(zhǎng)度為26.1米，新建隧道下穿既有線隧道施工時(shí)，圍巖受運(yùn)營(yíng)列車振動(dòng)影響，造成洞身開挖后圍巖的穩(wěn)定性較差，為確保隧道施工安全；新建隧道在下穿既有線隧道施工過(guò)程中，采取圍巖監(jiān)控量測(cè)，以精確掌握既有隧道沉降，確保既有線路運(yùn)營(yíng)安全。

2 監(jiān)控量測(cè)應(yīng)用

新建隧道臨近既有隧道施工，為保證新建隧道及既有隧道安全必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及有關(guān)要求對(duì)新建和既有隧道做好監(jiān)控量測(cè)工作，以指導(dǎo)施工，及時(shí)排除隧道安全隱患。

2.1 圍巖監(jiān)控量測(cè)流程

2.2 測(cè)點(diǎn)布置和量測(cè)方法

2.2.1 既有隧道監(jiān)控量測(cè)

既有小峪隧道K64+710～K64+780上跨新建隧道段每10米邊墻設(shè)1對(duì)凈空收斂量測(cè)點(diǎn)及在隧底左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)隧底沉降監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)（局部必要時(shí)進(jìn)行加密）。

2.2.2 新建隧道監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)

凈空收斂量測(cè)斷面間距根據(jù)圍巖類別、埋置深度等具體情況，結(jié)合規(guī)范要求確定， 5m設(shè)一個(gè)量測(cè)斷面。每個(gè)斷面設(shè)兩條測(cè)量基線，其點(diǎn)位布設(shè)見圖2.2。拱頂下沉量測(cè)與凈空收斂量測(cè)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行，測(cè)點(diǎn)設(shè)于拱頂中部。（見圖2.2）

2.2.3 監(jiān)控量測(cè)方法

①凈空收斂量

凈空變化測(cè)線在橫斷面上，以水平基線量測(cè)為主。斜基線量測(cè)作為輔助測(cè)試手段，量測(cè)方法按下列程序：

a裝設(shè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)可用自制專用接頭鋼筋埋入砼中，保證牢固，并在施工時(shí)保護(hù)，防止損壞。

b初始觀測(cè)值量測(cè)：在測(cè)試點(diǎn)安裝完成后，在最短時(shí)間內(nèi)完成第一次測(cè)試；測(cè)試時(shí)，收斂?jī)x與測(cè)點(diǎn)連接好，擰緊鋼尺，壓緊螺帽并記下鋼尺孔位讀數(shù)，旋緊螺旋加力至某一刻度，記下百分表讀數(shù)，然后將旋松螺旋，再旋緊至同一刻度復(fù)測(cè)3次，取其平均值作為初始觀測(cè)值。

c日常監(jiān)測(cè)：隧道施工過(guò)程中，按規(guī)范要求的頻率進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)收集圍巖變形信息，指導(dǎo)隧道施工。

②既有隧道隧底沉降及新建隧道拱頂下沉量測(cè)

既有隧道隧底沉降、新建隧道拱頂下沉量測(cè)與相應(yīng)的凈空收斂量測(cè)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行，新建隧道拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)一般設(shè)于拱頂中部，用水準(zhǔn)儀測(cè)定其下沉量。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜、下沉量較大或存在較大偏差時(shí)，還可在拱腰和基底布設(shè)測(cè)點(diǎn)，作為輔助控制量測(cè)。拱頂下沉量測(cè)方法見圖4.3。

③監(jiān)控量測(cè)頻率

既有線隧道及新建隧道在開挖爆破后必須進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，當(dāng)無(wú)爆破作業(yè)時(shí)監(jiān)測(cè)頻率至少1 次/1天。

2.3 數(shù)據(jù)分析與反饋

2.3.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)所得數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行分析計(jì)算，繪制出凈空收斂、拱頂下沉、隧底沉降時(shí)態(tài)曲線及與開挖面距離之間的關(guān)系圖，判斷變形趨勢(shì)，與控制預(yù)警值的比較，判斷、評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的安全性。對(duì)于超過(guò)安全預(yù)警值的，及時(shí)采取措施，修正施工參數(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3.2 信息反饋

將上述計(jì)算分析結(jié)果及時(shí)反饋于與施工有關(guān)部門，指導(dǎo)施工。信息反饋程序見圖4.4。對(duì)于監(jiān)測(cè)中總結(jié)形成的成果，要向監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位提交書面成果報(bào)告和技術(shù)總結(jié)。

2.3.3 根據(jù)反饋信息所采取的措施

量測(cè)結(jié)果作為確定施工方案的依據(jù)，對(duì)隧道的正常施工和日常管理工作具有重要意義。施工中除了根據(jù)所反饋的信息修正施工方案和支護(hù)參數(shù)外，還對(duì)制定施工現(xiàn)場(chǎng)管理計(jì)劃有關(guān)。工地施工管理等級(jí)參照表。

2.3.4 既有隧道監(jiān)控量測(cè)處理

既有隧道凈空變化0.2mm以上及隧底下沉2mm以上時(shí)立即采取臨時(shí)鋼架加固。

3 總結(jié)

由于隧道工程的特殊性、復(fù)雜性和隧道圍巖的不確定性，對(duì)隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)是保證隧道工程質(zhì)量、安全的必不可少的手段。通過(guò)量測(cè)，及時(shí)對(duì)新建隧道及既有隧道圍巖失穩(wěn)趨勢(shì)的區(qū)段提供了預(yù)報(bào)，為現(xiàn)場(chǎng)施工及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)以及合理確定二次襯砌時(shí)間提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。通過(guò)大量量測(cè)發(fā)現(xiàn)隧道開挖及初期支護(hù)后圍巖基本上穩(wěn)定，于是建議及時(shí)施作二次襯砌。同時(shí)由于監(jiān)控措施得當(dāng)，及時(shí)的指導(dǎo)施工，從而保證了隧道施工的安全、經(jīng)濟(jì)，收到了良好的效果。但由于監(jiān)控量測(cè)工作是一項(xiàng)具體而又復(fù)雜的工作，在實(shí)際過(guò)程中尚需不斷積累經(jīng)驗(yàn)和完善相關(guān)理論，因此，對(duì)隧道監(jiān)控量測(cè)及數(shù)據(jù)的整理分析及應(yīng)用應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)：

①監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容的選擇，量測(cè)斷面位置選擇和量測(cè)測(cè)點(diǎn)的布置；②監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的采集和施工狀態(tài)變化情況緊密結(jié)合，分析數(shù)據(jù)變化和施工狀態(tài)的關(guān)系；③量測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，量測(cè)數(shù)據(jù)變化的準(zhǔn)確分析和判斷，量測(cè)的及時(shí)反饋，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和修改支護(hù)參數(shù)；通過(guò)監(jiān)控量測(cè)保證隧道安全，預(yù)防隧道塌方。

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