圍巖量測技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用

1、<p>　　圍巖量測技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用 </p><p>　　擇要：以現(xiàn)實工程為例，體系地敘述了隧道工程中圍巖量測技能的量測要領(lǐng)、注意事項、量測數(shù)據(jù)的處理，以及圍巖穩(wěn)固性的鑒別要領(lǐng)；議決施工現(xiàn)場監(jiān)測，掌握圍巖和支護在施工中的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)固水平。</p><p>　　要害詞：隧道工程；圍巖量測；要領(lǐng)；數(shù)據(jù)處理</p><p><b>　　

2、1 工程外貌</b></p><p>　　馬平高速公路老鴉峽2#隧道是疏散式雙洞(左右線)單向行駛隧道。隧道出口段地質(zhì)圍巖分為三類：洞口段為Ⅰ類圍巖，地質(zhì)情況為卵石，砂土添補，無膠結(jié)，同時存在采空區(qū)(在隧道進洞之前已對采空區(qū)舉行了回填封堵灌漿處理)，易孕育發(fā)生大的塌方；緊接Ⅰ類圍巖為Ⅲ類圍巖，地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育，局部受風(fēng)化影響節(jié)理裂隙發(fā)育；然后是Ⅳ類圍巖段，地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)

3、理裂隙發(fā)育。整條隧道地下水位于計劃高程以下，不發(fā)育，隧道開挖最大跨度為155 m，最小為13 m，開挖高度為11 m。</p><p><b>　　2 量測項目</b></p><p>　　憑據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)真相況，舉行了以下幾項量測：洞內(nèi)視察，地表下沉量測，拱頂下沉量測，周邊收斂量測。</p><p><b>　　3 量測</b&g

4、t;</p><p><b>　　3.1 洞內(nèi)視察</b></p><p>　　隧道在開挖后要舉行地質(zhì)視察，在支護完成后對已支護地段要舉行視察。</p><p>　　對開挖的圍巖視察包括以下幾項：</p><p>　　(1)節(jié)理裂隙發(fā)育水平及偏向；</p><p>　　(2)開挖事情面的穩(wěn)固狀態(tài)，

5、頂板有無坍塌征象；</p><p>　　(3)涌水情況：涌水的位置、涌水量、水壓等；</p><p>　　(4)是否有底板隆起征象。</p><p>　　對初期支護段圍巖視察重要有以下幾項：</p><p>　　(1)是否孕育發(fā)生錨桿被拉斷或墊板脫離圍巖征象；</p><p>　　(2)噴混凝土是否孕育發(fā)生裂隙和剝離或

6、剪切破壞；</p><p>　　(3)鋼拱架有無被壓變形情況。</p><p>　　3.2 地表下沉量測</p><p>　　地表下沉量測布置在4 B～6 B(B主洞室寬)領(lǐng)域，中線相近密些，外側(cè)漸稀。</p><p>　　(1)測點埋設(shè)：在埋設(shè)點挖長、寬、高均為20 mm 的坑，然后放入沉陷測點，測點一樣平常采用25 mm 長、350 mm

7、半圓頭鋼筋制成。測點周圍用混凝土填實。在開挖影響領(lǐng)域以外設(shè)置水平基點2個 ～3個。水平基點埋設(shè)要領(lǐng)同上。</p><p>　　(2)量測——沉陷量盤算：使用平凡水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，測出各沉陷量測點的標(biāo)高，然后按下式盤算沉陷量。</p><p>　　un=A0-（A基-R后 R前)（1）</p><p>　　式中un——第n次量測下沉量，mm；</p>&l

8、t;p>　　A０——測點初始標(biāo)高，mm；</p><p>　　Ａ基——水準(zhǔn)基點標(biāo)高，mm；</p><p>　　R后——第n次量測后視讀數(shù)，mm；</p><p>　　R前——第n次量測前視讀數(shù)，mm。</p><p><b>　　3.3 拱頂下沉</b></p><p>　　在拱頂部位布設(shè)

9、一個測點，中線兩側(cè)2 m處拱腰部位布置兩對稱測點，三個點位于一個斷面，布設(shè)時采用全站儀測放，量測斷面的間距為Ⅰ類圍巖段10 m，Ⅲ類圍巖段15 m，Ⅳ類圍巖段20 m，量測阻遏時間：1d～15d1次/d；16 d～1個月1次/2d；1個月～3個月1次/周。</p><p><b>　　下沉量盤算：</b></p><p>　　un=A０-（Ａ基-R后 R前)(2)&l

10、t;/p><p>　　式中un——第n次量測下沉量，mm；</p><p>　　A０——測點初始標(biāo)高，mm；</p><p>　?。粱疁?zhǔn)基點標(biāo)高，mm；</p><p>　　R后——第n次量測后視讀數(shù)，mm；</p><p>　　R前——第n次量測前視讀數(shù)，mm。</p><p>　　華東公路

11、2002年第4期2002年第4期婁奕紅，王秉勇：圍巖量測技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用</p><p><b>　　3.4 周邊位移</b></p><p>　　周邊位移量測重要量測兩側(cè)邊墻收斂值。</p><p>　　布設(shè)測點如下：在Ⅳ類圍巖中，每隔50 m布置一個斷面；Ⅰ類、Ⅲ類圍巖每隔20 m布設(shè)一個斷面。每個斷面布置3對測點，在楔形體領(lǐng)域

12、內(nèi)大略布置于上中下，每組兩個測點連結(jié)在水平位置。</p><p><b>　　4 量測數(shù)據(jù)的處理</b></p><p>　　采用隧道凈空厘革值(收斂值)作為信息反饋值。收斂值指隧道周邊兩測點連線偏向上相對位移值，所以必須把它換算成兩測點的絕對位移值，換算的要領(lǐng)按幾多關(guān)連有：</p><p>　　(ui-uj)cosAij (vi-vj)sin

13、Aij=Dij(3)</p><p>　　式中ui、uj、vi、vj——i、j兩測點絕對位移的水溫和垂直分量；</p><p>　　A——ij連線與水平偏向夾角，按逆時針偏向為正；</p><p>　　D——基線ij偏向的收斂值。</p><p>　　采用一元非線性回歸方程。</p><p><b>　　指數(shù)

14、方程：</b></p><p>　　u=a(1-e-bt)(4)</p><p>　　當(dāng)量測時間t１=t2時，則解得回歸系數(shù)</p><p>　　a=u２１/(2u1-u2)</p><p>　　b=1/tln［u１／（u２-u１)］(5)</p><p>　　當(dāng)量測時間t2=2t1，則用拉格朗日插值方程求

15、解2t1時的量測值u，然后再用兩倍時差求解a、b值，</p><p>　　u=［(t3-2t1)u2 (2t1-t2)u3］/(t３t2)(6)</p><p>　　得出回歸方程后，可以繪出位移時間曲線，得出某暫時間位移速率，從位移時間形態(tài)、位移速率與某臨界值相比力，確定采用何種支護結(jié)構(gòu)及支護結(jié)構(gòu)施作時間。</p><p>　　施工范例中劃定隧道周邊容許相對位移值

16、(%)如表1。</p><p>　　5 圍巖穩(wěn)固性鑒別尺度</p><p>　　位移——時間曲線的形態(tài)，憑據(jù)巖體的流變特性，巖體破壞前的變形曲線分成三個區(qū)段。分別如下。</p><p>　　(1)基本穩(wěn)固區(qū)：變形速率不停降落，d2u/dt＜0時，評釋圍巖趨于穩(wěn)固，支護是清靜的。</p><p>　　(2)過渡區(qū)：變形速率永劫間連結(jié)穩(wěn)固，d2u

17、/dt=0，評釋支護要增強同時實時調(diào)解施工步伐。</p><p>　　(3)破壞區(qū)：變形速率逐漸增長，d2u/dt＞0時，曲線出現(xiàn)反彎點，評釋圍巖已到達傷害狀態(tài)，必須立刻歇工加固。</p><p>　　表1范例劃定隧道周邊容許相對位移值</p><p>　　圍巖種別〖〗籠罩層厚度(m)小于50〖〗50～300〖〗大于300容許相對位移值Ⅳ〖〗010～030〖〗0

18、20～050〖〗040～120Ⅲ〖〗015～050〖〗040～120〖〗080～200Ⅱ〖〗020～080〖〗060～160〖〗100～300</p><p>　　注：①相對位移值指實測位移值與兩測點間間隔之比，或拱頂位移實測值與隧道寬度之比；</p><p>　?、诖嘈試鷰r取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值。</p><p><

19、;b>　　6 工程實例</b></p><p>　　憑據(jù)表2數(shù)據(jù)盤算如下：</p><p><b>　　第1組數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　a=332/(2×33-39)=4033</p><p>　　b=1/10ln［33/(39-33)］=017</p><p

20、>　　u=4033×(1-e-017t)</p><p>　　du/dt=-4033×(-017)e-017t</p><p><b>　　當(dāng)t=22 d時，</b></p><p>　　du/dt=014 mm/d＜02 mm/d</p><p>　　說明地表到達基本穩(wěn)固。<

21、;/p><p><b>　　第2組數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　a=272/(2×27-32)=33136</p><p>　　b=1/10ln［27/（32-27)］=0168</p><p>　　u=33136×（１-e-0168t)</p><p>　　du/d

22、t=-33136×(-0168)e-0168t</p><p><b>　　當(dāng)t=20 d時，</b></p><p>　　du/dt=019 mm/d＜02 mm/d</p><p>　　說明地表到達基本穩(wěn)固。</p><p><b>　　第3組數(shù)據(jù)：</b></p>

23、;<p>　　a=21２／（２×21-28)=315</p><p>　　b=1/10ln［21/(28-21)］=011</p><p>　　u=315×（１-e-011t)</p><p>　　du/dt=-315×(-011)e-011t</p><p><b>　　當(dāng)

24、t=26 d時，</b></p><p>　　du/dt=019 mm/d＜02 mm/d</p><p>　　說明地表到達基本穩(wěn)固。</p><p><b>　　第4組數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　a=12２／（２×12-13)=139</p><p>　　b=

25、1/10ln［12/(13-12)］=0248</p><p>　　u=139×（１-e-0248t)</p><p>　　du/dt=-139×(-0248)e-0248t</p><p><b>　　當(dāng)t=12 d時，</b></p><p>　　du/dt=018 mm/d＜02

26、 mm/d</p><p>　　說明地表到達基本穩(wěn)固。</p><p>　　由以上四組數(shù)據(jù)可知，當(dāng)開挖到26 d時，該斷面地表到達穩(wěn)固。</p><p>　　工程名稱：馬平高速公路老鴉峽2#隧道左線</p><p><b>　　視察項目：地表下沉</b></p><p>　　設(shè)點里程：Lk 27

27、5424</p><p>　　表2馬平高速公路老鴉峽2#隧道左線地表下沉視察情況</p><p>　　視察日期〖〗測點編號1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量〖〗高程〖〗沉陷量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-11〖〗1 876321〖〗0〖〗1 876529〖〗0〖〗1 876.75

28、8〖〗0〖〗1 876214〖〗02001-06-12〖〗1 876318〖〗3〖〗1 876527〖〗2〖〗1 876756〖〗2〖〗1 876213〖〗12001-06-13〖〗1 876315〖〗6〖〗1 876525〖〗4〖〗1 876753〖〗5〖〗1 876212〖〗22001-06-14〖〗1 876310〖〗11〖〗1 876524〖〗5〖〗1 876751〖〗7〖〗1 876209〖〗5200

29、1-06-15〖〗1 876308〖〗13〖〗1 876521〖〗8〖〗1 876750〖〗8〖〗1 876208〖〗62001-06.16〖〗1 876306〖〗15〖〗1 876520〖〗9〖〗1 876748〖〗10〖〗1 876206〖〗82001</p><p><b>　　數(shù)據(jù)處理：</b></p><p>　　a=122/(2×

30、12-16)=18</p><p>　　b=1/10ln［12/(16-12)］=011</p><p>　　u=18×(1-e-011t）</p><p>　　du/dt=-18×(-011)e-011t</p><p><b>　　當(dāng)t=21 d時，</b></p><

31、p>　　du/dt=0197 mm/d＜02 mm/d</p><p>　　說明圍巖到達基本穩(wěn)固，此時可以舉行二襯施工。</p><p>　　憑據(jù)表4數(shù)據(jù)盤算如下：</p><p><b>　　數(shù)據(jù)處理：</b></p><p>　　a=8012/(2×801-892)=904</p&g

32、t;<p>　　b=1/10ln［801/(892-801)］=0218</p><p>　　u=904×(1-e-0218 t)</p><p>　　du/dt=-904×（-0218）e-0218 t</p><p>　　d2u/d2 t＜0評釋圍巖趨于穩(wěn)固，支護是清靜的。</p><p&g

33、t;　　當(dāng)t=11 d時，du/dt=0179 mm/d＜02 mm/d說明圍巖到達基本穩(wěn)固，此時可以舉行二襯施工。</p><p>　　工程名稱：馬平高速公路老鴉峽2#隧道右線</p><p><b>　　視察項目：拱頂下沉</b></p><p>　　設(shè)點里程：Rk 27 538</p><p>　　表3馬平高速

34、公路老鴉峽2#隧道右線視察情況</p><p>　　視察日期〖〗測點編號1〖〗2〖〗3〖〗4高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量〖〗高程〖〗下沉量(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)〖〗(m)〖〗(mm)2001-06-18〖〗1 865693〖〗02001-06-19〖〗1 865690〖〗32001-06-20〖〗1 865687〖〗62001-06-21〖〗1

35、865685〖〗82001-06-22〖〗1 865684〖〗92001-06-23〖〗1 865684〖〗92001-06-24〖〗1 865683〖〗102001-06-25〖〗1 865682〖〗112001-06-26〖〗1 865682〖〗112001-06-27〖〗1 865681〖〗122001-06-28〖〗1 865681〖〗122001-06-29〖〗1 865680〖〗132001-06-30〖〗

36、1 865680〖〗132001-07-01〖〗1 865679〖〗142001-07-02〖〗1 865679〖〗142001-07-03〖〗1 865679〖〗142001-07-04</p><p><b>　　視察項目：周邊收斂</b></p><p>　　設(shè)點里程：Rk 27 48826</p><p>　　視察時間：200

37、108-07～20010906</p><p>　　表4馬平高速公路老鴉峽2#隧道右線周邊收斂視察情況</p><p>　　量測時間〖〗第1 d〖〗第5 d〖〗第10 d〖〗第15 d〖〗第20 d〖〗第25 d〖〗第30 d徑向位移(mm)〖〗0〖〗521〖〗798〖〗801〖〗830〖〗885〖〗8927結(jié)論</p><p>　　圍巖量測技能在

38、老鴉峽2#隧道的應(yīng)用，量測反饋的信息準(zhǔn)確地引導(dǎo)了隧道施工，使工程順?biāo)熳h決洞口采空區(qū)段及大卵石砂土添補且無膠結(jié)的Ⅰ類圍巖段，保證了在施工歷程中沒有孕育發(fā)生一起塌方事故，對隧道的清靜質(zhì)量進度提供了牢固的基礎(chǔ)和有力的保障。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］劉玉珠主編土木匠程丈量廣州：華南理工大學(xué)出書社，2001</p>