隧道進口現(xiàn)場施工監(jiān)控量測的研究

王波 褚世青

【摘要】實際應(yīng)用表明，嚴(yán)格按照要求施工，做好施工測量工作，不僅能順利完成施工任務(wù)，還能確保隧道工程質(zhì)量和施工建設(shè)效益，類似工程施工和監(jiān)控量測可從中得到啟示與借鑒。

【關(guān)鍵詞】隧道工程 現(xiàn)場施工 監(jiān)控量測 測點埋設(shè) 頂下沉量測

0.引言

隧道工程施工中，為促進工程質(zhì)量提高，采取有效措施做好施工測量工作，加強施工質(zhì)量控制是十分必要。某隧道工程全長4 279m，最大埋深1 049m，隧道凈空寬度9.14m，凈空高度6.98m，凈空總面積為56.45m2。進口段為淺埋偏壓軟弱圍巖段，埋深10 -35m，屬于II類圍巖，主要類型為弱風(fēng)化硬質(zhì)頁巖，穩(wěn)定性較差，給整個工程施工帶來較大挑戰(zhàn)。因此，為促進工程建設(shè)質(zhì)量提高，必須做好監(jiān)控量測工作，全面掌握工程施工基本情況，為采取有效措施加強質(zhì)量控制，提高隧道工程建設(shè)效果創(chuàng)造良好條件。

1.隧道進口現(xiàn)場施工方法

隧道進口施工中，為提高施工效率，加強工程質(zhì)量控制，必須嚴(yán)格按照要求進行施工，綜合采取有效方法，嚴(yán)格遵循施工工藝流程。

1.1施工方法。在該隧道工程建設(shè)中，為促進施工任務(wù)順利完成，保障施工安全，同時也為施工測量創(chuàng)造便利，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行施工。結(jié)合該工程實際情況，隧道施工中采用“三臺階臨時仰拱法”施工，以更好應(yīng)對工程建設(shè)實際情況，順利完成施工任務(wù)，保障工程建設(shè)質(zhì)量。

1.2施工工藝流程。該隧道具體的施工工藝流程如下：隧道超前支護，弱爆破開挖，施作初期支護和臨時仰拱→弱爆開挖不同部位，做好支護工作→灌筑仰拱及隧道底部填充→根據(jù)圍巖量測信息，等初期支護收斂后，灌注二襯混凝土。為促進工程質(zhì)量提高，保證施工安全，施工時必須嚴(yán)格按照要求開展各項工作，加強每個施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制。

2.隧道進口現(xiàn)場施工監(jiān)控量測對策

為全面掌握施工基本情況，為采取有效支護措施提供參考，為加強施工現(xiàn)場控制提供依據(jù)，工程建設(shè)時必須做好測量工作。具體來說，應(yīng)該采取以下有效措施，做好監(jiān)控量測的每一項工作。

2.1測點埋設(shè)。利用卷尺進行測定，埋設(shè)拱腰的周邊收斂測點一對，邊墻周邊收斂，為隧道進口部位施工安全和順利進行創(chuàng)造良好條件。進口端洞口典型段埋設(shè)必測和選測斷面，拱頂埋設(shè)左、中、右3個下沉測點，利用自動整平水準(zhǔn)儀和長鋼測點一對，采用JSS30A型隧道位移收斂計測量。一共布置18個測點，左側(cè)拱腰、拱頂、右側(cè)拱腰埋設(shè)圍巖與噴射混凝土接觸壓力測點3個，內(nèi)部應(yīng)力測點3個，鋼支撐內(nèi)力測點3個，右側(cè)拱腰埋設(shè)圍巖內(nèi)部位移測點5個，左側(cè)拱腰埋設(shè)錨桿軸力測點4個。通過合理布置測點，為測量順利進行奠定基礎(chǔ)，同時也有利于確保測量準(zhǔn)確性，及時掌握施工情況，為控制隧道工程質(zhì)量做好準(zhǔn)備。

2.2必須監(jiān)控量測項目。為全面掌握隧道施工基本情況，綜合采取有效對策，為采取施工防護和安全控制對策提供依據(jù)，工程建設(shè)時必須做好監(jiān)控量測工作，對以下內(nèi)容嚴(yán)格按照要求開展測量工作。

2.2.1頂下沉量測。布置測點進行測量，然后根據(jù)測量結(jié)果繪制圖表，得出拱頂下沉變化曲線，分析可以得知，拱頂3個測點的變化曲線基本一致。左邊測點拱頂趨穩(wěn)下沉量最大，達14.9mm，中間測點為13.4mm，右邊測點最小，為11.5mm。從這里可以得知，該段明顯受偏壓影響，這是在施工中需要關(guān)注的問題，應(yīng)該結(jié)合具體情況采取支護措施，避免出現(xiàn)滑塌等質(zhì)量問題，為施工順利進行提供保障。

2.2.2邊水平收斂量測。通過測量和觀察，然后繪制曲線圖，最后測得結(jié)果如下：上測線周邊水平收斂量測值為12.130mm，在上臺階開挖30d后基本趨于穩(wěn)定，下測線為6.293mm，在下臺階開挖約20d后基本趨于穩(wěn)定。

2.3選擇監(jiān)控量測項目。對于必須測量的項目，在工程施工中必須嚴(yán)格按照要求進行測量。另外，還有些項目是選擇性的，可以結(jié)合工程施工實際情況，有選擇的對這些項目進行測量。

2.3.1圍巖與噴射混凝土接觸壓力量測。利用DY-110型振弦式壓力命觀測，根據(jù)測量所得的壓力盒振弦的頻率f，通過計算求出壓力盒受到的壓力Q。Q =k（f1 -f2o），k代表儀器系數(shù)，fo為初始頻率，f為量測頻率。受山體偏壓影響，不同位置受到的接觸壓力存在較大差異，右側(cè)拱腰最大，達0.24MPa，拱頂壓力其次，為0.08MPa，左側(cè)拱腰為負(fù)值，為-0.019MPa。

2.3.2噴層內(nèi)部混凝土應(yīng)力量測。采用MYB-150混凝土應(yīng)變計觀測，測量噴射混凝土的應(yīng)變量g后，然后計算得到混凝土內(nèi)部應(yīng)力，Q =Eg，E代表噴射混凝土彈性模量，g代表預(yù)定測試方向的應(yīng)變。經(jīng)測量所得，不同位置噴射混凝土內(nèi)部應(yīng)力差別較大，右側(cè)最大，為6.3121 MPa，拱頂為1.522MPa，左側(cè)為-0.090MPa。

2.3.3鋼支撐內(nèi)力量測。利用GGLJ-10型鋼筋應(yīng)力計觀測，應(yīng)力計焊接在120a工字鋼上，F(xiàn) = a Ee，a為工字鋼截面積，E為工字鋼彈性模量，e為工字鋼應(yīng)變量。拱頂內(nèi)力最大，為20.833kN，右側(cè)為2.039kN，左側(cè)為-4.133kN。

2.3.4圍巖內(nèi)部位移量測。共設(shè)置5個測點，圍巖壁面及內(nèi)部1.0m處為0.27mm，2.0m處為0.13mm，3.01m處為-0.13mm。

2.3.5錨桿軸力量測。計算公式為T =aEε，a代表錨桿截面積，E代表錨桿彈性模量，ε代表錨桿受拉變形時的應(yīng)變，共布置4個測點，先是正值，后是負(fù)值，錨桿埋設(shè)初期，0.5m、1.4m、2.3m、3.0m處拉力分別為9.459kN、10.381kN、7.127kN、6.332kN，下臺階開挖20d后，拉力分別為-4.892kN、-7.632kN、-3.995kN、6.312kN。

3.隧道進口現(xiàn)場施工監(jiān)控量測效果

上述隧道進口現(xiàn)場施工中，通過嚴(yán)格按照要求進行施工，做好監(jiān)控量測的每一項工作，不僅順利完成測量任務(wù)，還取得良好的施工效果。

3.1促進施工順利進行和工程效益提高。該隧道施工是整個鐵路工程建設(shè)的重要內(nèi)容，通過采取有效措施，做好監(jiān)控量測工作，不僅順利完成施工任務(wù)，還推動整個隧道施工有序進行。同時也為后續(xù)施工創(chuàng)造良好條件，避免出現(xiàn)延誤工期的情況，防止不必要損失發(fā)生，有效提高整個隧道進口現(xiàn)場施工效益。

3.2有效保障施工安全。隧道進口的穩(wěn)定性較差，為應(yīng)對這種情況，結(jié)合工程施工實際內(nèi)容，開展方案設(shè)計時采用三臺階臨時仰拱法開挖。同時，加強測量工作為掌握隧道開挖過程中圍巖和襯砌的變化及變形規(guī)律，實現(xiàn)對工程質(zhì)量的有效預(yù)防，防止變形現(xiàn)象發(fā)生，為優(yōu)化施工工藝提供參考和依據(jù)，有效保障整個隧道工程施工的安全，對整個隧道工程建設(shè)具有積極作用。得到施工單位的好評，類似隧道施工測量可從中得到啟示與借鑒。

4.結(jié)束語

總而言之，監(jiān)控量測是隧道進口現(xiàn)場施工的重要內(nèi)容，工程建設(shè)中必須對此足夠重視。要結(jié)合實際情況，合理布置量測點，嚴(yán)格按照規(guī)范要求，做好必須測量的項目，對其它可選擇性的測量項目，也要結(jié)合工程實際情況進行測量。從而全面掌握隧道進口現(xiàn)場施工基本情況，為采取有效的安全防護措施，預(yù)防安全事故發(fā)生，促進隧道工程建設(shè)順利進行奠定基礎(chǔ)。

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