量测技术在浅埋富水特殊软弱围岩隧道施工中的应用

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1、量测技术在浅埋富水特殊软弱围岩隧道施工中的应用铁道建筑研究设计院  李树良   摘要：详细介绍京九线岐岭隧道进口浅埋富水特殊软弱围岩地段监控量测的内容和结果，并对量测数据进行分析，提出了自己的见解。    关键词：铁路隧道　量测　软弱围岩　施工1　工程概述　　京九线岐岭隧道位于赣州市西南约43km处。隧道穿越的岐岭山脉为东西走向，系章江与桃江的分水岭。隧道里程DK369+987～DK372+523，全长2536m。进、出口线路标高分别为175，187m。　　隧道进口DK369+987～DK370+260段，围岩为极严重风

2、化花岗岩，孔隙率小，构造裂隙水发育，属Ⅰ类围岩，是施工最困难的地段，必须采取对水的处理和围岩加固的措施，否则隧道开挖后难以成形。　　该段履盖层厚度2～63m，双线铁路隧道断面，开挖跨度13.64m，高11.4m。其中DK369+987～DK370+020共33m为明洞。从DK370+020起采用双层双侧壁导坑先墙后拱法施工，是监控量测的重点。　　隧道施工作业程序：　　(1)侧导洞　　双层侧导洞宽4.2m，高7.53m，每层自上而下各分2部开挖，支护紧跟工作面，按上层断面和全断面先后2次封闭成环，循环段长度均为8m。初期支

3、护为格栅支撑和喷锚，上、下层断面底部分别设临时水平支撑(临时仰拱)。　　在侧导洞初期支护封闭成环的条件下，先进行隧道左右2部分的钢筋混凝土仰拱作业，仰拱一次灌注完成。然后衬砌边墙，墙厚设计约1.2m，先按90cm厚的钢筋混凝土施工，其余30cm厚的混凝土作为内衬，留待最后全断面一次完成。仰拱、边墙作业循环段长度为6m。　　(2)上弧导　　上弧导与侧导洞工作面间距为20～25m。大管棚超前支护，管棚长度18m，掘进12m，前后管棚搭接6m。　　环形开挖，格栅、喷锚初期支护紧跟，拱脚部位与侧导初期支护相接。然后挖拱部核心土，

4、两侧拱脚间设临时水平撑，必要时灌注混凝土，作为临时仰拱。至此，上弧导初期支护封闭成环。　　拱部衬砌厚度，拱顶90cm，拱脚120cm，与边墙衬砌施工一样，先进行90cm厚钢筋混凝土拱衬砌，留30cm待全断面一次完成。　　(3)中槽与仰拱　　钢筋混凝土边墙和拱圈完成后，中槽按上、下2部成台阶状向前掘进，台阶上横向开槽，设临时水平撑，两端分别支顶在左右侧导洞的内格栅上，下半断面落底后立即设水平撑，使隧道全断面临时封闭成环，然后施工仰拱中段，与两边仰拱段连接。　　(4)全断面混凝土内衬　　在钢筋混凝土仰拱、边墙、拱圈连成整体后

5、，拆除中槽水平撑，破除侧导洞的格栅和喷锚支护。最后全断面一次灌注30cm厚的混凝土。2　监控量测实施  2.1　量测目的　　(1)掌握围岩位移和支护变形的动态，指导合理安排工序，及时修改支护参数。遇到危及施工安全的严重情况时，为分析原因、采取相应措施和施工决策提供依据，确保工程的安全性、经济性。　　(2)了解本工程浅埋段围岩压力的基本特征，以及初期支护的作用效果。　　(3)为今后类似工程积累设计、施工资料。   2.2　量测项目及仪器　　(1)洞内围岩、支护和地表状况观察。　　(2)侧导洞、上弧导拱顶下沉量测，采用拱顶位

6、移计，精密水准仪和标准钢尺，读数精度1.0mm。　　(3)侧导洞、上弧导净空水平收敛量测，收敛计读数精度0.01mm。　　(4)上弧导围岩垂直压力量测，采用JXY5型压轴双膜钢弦式土压力传感器，最大量测值为0.4～10MPa；采用SS2型数字式钢弦频率接收仪接收信号，读数精度±1Hz。   2.3　量测断面及测点布置　　(1)量测断面设置　　拱顶下沉和水平收敛量测断面里程设置范围：　　左侧导，DK370+020～DK370+185；右弧导，DK370+022～DK370+185；上弧导，DK370+030～DK370+2

7、78。　　断面间距均为5m左右。　　上弧导围岩垂直压力量测断面里程：DK370+077.6。　　地表下沉量测断面里程：DK370+051。　　(2)测点布置　　如图1所示，侧导洞拱顶下沉测点位置在断面尖顶部附近。水平收敛测点设于断面3/4高度附近，左右测点间距2.5～3.0m。图1　量测测点布置　　上弧导拱顶下沉测点设于拱顶，水平收敛测点设于离上弧导底面1m处，左右测点间距8.0～9.5m。　　5个压力盒沿隧道拱部开挖轮廓均匀布置。　　(3)量测频率，每d1次。3　量测数据整理与分析  3.1　初期支护位移变形量测　　对

8、量测数据的分析表明，初期支护的位移、变形具有以下特点：　　(1)侧导净空变形大大超过了《铁路设计规范》所提出的参考允许值，实测最大水平位移值为163mm，最大拱顶下沉量为269mm。主要原因是围岩软弱，地下水丰富，土体呈饱和状，自承能力极差；同时，侧导净空高度大，只能分上、下2层作业，由于开挖扰动造成变形急剧增长，最