大跨公路隧道施工的監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、自從新奧法技術(shù)問世以來，隧道和地下工程的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)已有較大的進(jìn)展。新奧法構(gòu)筑隧道的特點(diǎn)是，借助現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)對(duì)隧道圍巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并據(jù)以指導(dǎo)隧道的開挖作業(yè)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，其理論是建立在巖體力學(xué)特性和巖體變形特性以及莫爾學(xué)說的基礎(chǔ)上，并考慮到隧道掘進(jìn)時(shí)的空間效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)對(duì)圍巖應(yīng)力與變形的影響。 國內(nèi)外已有不少學(xué)者對(duì)監(jiān)控技術(shù)在某一或若干方面進(jìn)行了研究，不少研究單位、高等院校和設(shè)計(jì)部門的專家學(xué)者在數(shù)值分析和理論研究方法上進(jìn)行

2、了積極探討。目前對(duì)位移量測(cè)的數(shù)據(jù)可以采用指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)以及雙曲線函數(shù)通過回歸分析，推測(cè)出最終變形量與圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)。由于目前在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)試巖體力學(xué)性質(zhì)的有關(guān)參數(shù)和初始應(yīng)力狀態(tài)費(fèi)用較高，比較困難而且難以反映整個(gè)工程范圍內(nèi)的真實(shí)情況，所以現(xiàn)在更多的是進(jìn)行圍巖變形的量測(cè)，然后用反分析方法來反算巖體的某些參數(shù)及原巖應(yīng)力，再利用正分析對(duì)圍巖或支護(hù)的安全度作出預(yù)測(cè)，并預(yù)測(cè)隧道同巖最終狀態(tài)是否穩(wěn)定。 由于地下工程支護(hù)系統(tǒng)工作環(huán)境的不同和同

3、巖狀況的復(fù)雜多變以及理論上的不完善。因而現(xiàn)今的施工前預(yù)設(shè)計(jì)主要是依靠某些勘探資料及工程類比法進(jìn)行的，在實(shí)際施工過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)由工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工方式、支護(hù)特性等的出入與變化，常常使原設(shè)計(jì)不盡合理。噴錨支護(hù)的采用和新奧法的實(shí)施，使得有必要在隧道開挖過程中及時(shí)對(duì)圍巖變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過這種監(jiān)測(cè)對(duì)圍巖穩(wěn)定性作出判斷，并且使客觀地評(píng)價(jià)支護(hù)與圍巖的狀態(tài)和合理地設(shè)計(jì)成為可能，從而使圍巖受力狀態(tài)達(dá)到平衡與穩(wěn)定。但由于圍巖條件的復(fù)雜性、施工操作的不一

4、致性、支護(hù)結(jié)構(gòu)及際準(zhǔn)的不均衡性，以及支護(hù)構(gòu)筑時(shí)間的差異性等，使得目前要用某些力學(xué)理論米解決這種非線性的多因素關(guān)系的實(shí)際問題尚存在相當(dāng)大的困難?；谶@種情況，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，目前多從隧道開挖時(shí)圍巖內(nèi)空變位量測(cè)入手，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)狀況、開挖施工條件以及支護(hù)的工作狀態(tài)等的考察米研究隧道同巖的變形規(guī)律及其與隧道施工、支護(hù)類型的關(guān)系，找出圍巖變形速率與穩(wěn)定性的關(guān)系、變形速率與開挖面距離的關(guān)系、開挖時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間的關(guān)系，并預(yù)測(cè)圍巖最終穩(wěn)定時(shí)間以及最

5、終變位量的判斷準(zhǔn)則等。因此，新奧法的理論尚待進(jìn)一步完善。 此隧道集中具備了絕大多數(shù)公路隧道施工時(shí)可能遇道的圍巖地質(zhì)情況，因此對(duì)此隧道施工的監(jiān)控技術(shù)研究可供于今后同類隧道設(shè)計(jì)和施工參考。研究成果對(duì)以后的工程實(shí)際應(yīng)用具有重要參考價(jià)值。通過本文的研究，可以得劍地表沉降的一般變化規(guī)律：拱頂F沉、周邊位移收斂的一般變化規(guī)律：各施工階段的變形發(fā)展趨勢(shì)和變形數(shù)值的規(guī)律：上下臺(tái)階的合理K度確定準(zhǔn)則；施工工法選用原則：二襯施作時(shí)機(jī)選定準(zhǔn)則；監(jiān)控量