元磨高速公路隧道监控量测的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com元磨高速公路隧道监控量测的应用赵阳唐健秦之富(重庆交通学院桥梁与隧道工程系重庆400067)(重庆交通科研设计院重庆400067)摘要本文以元磨高速公路多座隧道的监控量测实践为依据，利用多种量测手段对围岩和支护系统的变形和受力状态进行监控，获取围岩的动态信息以指导施工，为支护体系的优化提供依据，并将量测位移用于反分析，预测由开挖引起的变形，以达到安全、经济施工的目的。关键词连拱隧道新奥法监控量测反分析1工程概况元(江)～磨(黑)高速公路是昆明～景洪高速公路的一段．跨越元江、墨江和普洱三个自治县。线路位于云贵高原

2、西部，横断山脉南延地区．云南省地貌分区的哀牢山中山亚区．区内属构造侵蚀地形。公路穿越崇山峻岭，高差起伏很大．主要位于高中山地区。在150km的线路范围内分布有大小隧道22座，其中双洞隧道8座，连拱隧道14座。最长的隧道3300m．最短的隧道105m，总里程达12．43km。隧道限界高5m，限界宽9．75m。沿线人烟稀少．植被茂密，雨量充沛．崩塌、滑坡、泥石流现象突出。隧道穿越地层的岩性主要有三叠系、志留系的粉砂岩、泥岩、板岩、千枚岩等，岩石强度较低，受区域地质构造的影响，断层、节理裂隙、层理、褶皱发育，围岩极为破碎．一些洞口存在较大的偏压，边坡、仰坡也处在古

3、滑坡上。2围岩监控量测2．1监控量测的意义元磨高速公路沿线各隧道均按新奥法设计和施工。新奥法以“管超前、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”为施工原则，以光面或预裂爆破为开挖方式．以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢拱架为初期支护。通过施工过程中的监控量测对围岩的稳定性、支护参数的合理性作出评价，并对二次衬砌的施作时间提出建议。因此量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛．是监视围岩是否安全稳定的手段，它始终伴随着施工的全过程，是新奥法构筑隧道非常重要的一环。由于元磨高速公路上隧道开挖断面大，地质条件差，遇到的不良地质灾害多。为了防止洞内发生塌方，防止洞口边、仰坡失稳，确

4、保合同工期，同时使隧道投资更加经济合理，在洞内外进行全方位、全过程现场围岩和地表监测成为非常有效的手段。通过对洞口地表下沉的监测．确保顺利进洞；通过对洞内围岩的监测．可以判定围岩是否稳定，围岩类别是否正确．支护参数是否合理．确保施工安全．投资经济合理，同时为二次衬砌提供可靠依据。2．2监控量测项目隧道的监控量测内容分为必测项目和选测项目。必测项目是必须进行的常规测量，是判断围岩稳定状态、支护结构工作状态、指导设计施工的经常性量测，是新奥法量测的重点项目。该项目主要包括隧道内目测观察、拱顶沉降量测、周边收敛量测等项。这类量测方法简单、可靠性高、费用少，但对修改

5、设计、指导施工所起的作·12‘维普资讯http://www.cqvip.com用却非常大。由于开挖面积大，量测精度要求高，周边收敛量测采用带式收敛计，拱顶沉降为精密水准仪配合钢卷尺、塔尺量测。量测断面问距一般为20~50m，但对于洞U段、浅埋地段，特别软弱地层段则小于20m。测点布置见图1。堕壁堡}堇双嗣隧道连接琏遗图1必测项目测点断面布置图选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性意义的区段进行补充测试，以便更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护的效果，指导未开挖区的设计与施工。这类量测主要包括围岩内部变位、锚杆轴力、喷混凝土层应力、围岩压力及围岩物理性能、力学

6、性能等项目。这类量测项目较多，测试较为麻烦，花费较大，一般根据需要选择部分项目。内部变位采用杆式五点位移计配合百分表量测；压力和应力量测是在各式钢弦式压力盒、应力计、钢筋计埋设后，通过频率仪测定其频率，再按照标定的公式计算压力和应力。测点布置见图2。●，曩日计一直tl一●一●位●5●轩■力5'量I土盅力4二文村●直办一●与'工压力lr'工与二村压力II主霉盅办1寺计‘图2选测项目测点断面布置图}．2．5量测数据分析存隧测点应在断面开挖后尽快安设，并且与开挖面距离不超过2m。量测仪器在安设就位以后道应立即测取其初始读数，以后采集数据的频率和次数原则上按规范的要

7、求进行。现以桥头隧道为例对量测数据进行分析。桥头隧道位于元磨高速公路16合同段K342+375~K342+655之间，全长280m，为带中墙的整体式双跨连拱结构隧道。隧道围岩类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类，岩性为灰、灰白色石英砂岩夹紫色泥岩，最大埋深74m，最大开挖跨度为24．65m，采用上下台阶法开挖，两洞口均位于滑坡和偏压地段。为确保洞口段围岩的稳定和施工的顺利进行，防止塌方发生，在K342+4o2处布置·13·维普资讯http://www.cqvip.com了量测断面。根据《公路隧道施工技术规范》规定的频率对围岩进行量测，并对量测数据及时进行整理、绘图和分析。上、

8、下行线K342+402断面的拱顶沉降和周边收敛变化曲