监控量测技术在岳家寨隧道开挖过程中应用和研究

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1、监控量测技术在岳家寨隧道开挖过程中应用和研究　　摘要：岳家寨隧道施工方法为新奥法，本文以岳家寨隧道为背景，介绍了此隧道监控量测的基本内容，阐述了本隧道各种监测数据的分析处和理方法，通过对各施工阶段的监测与综合分析，科学判断隧道开挖后的围岩稳定情况，并对隧道施工的安全性进行评估，据此指导隧道的安全施工。关键词：岳家寨隧道；新奥法；监控量测；综合分析；围岩稳定；中图分类号：U45文献标识码：A0引言在我国高速公路、铁路、轨道交通等建设中，越来越多的运用了新奥法这种隧道施工方法，其原理是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的

2、变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则7监控量测是新奥法的核心组成部分，在隧道施工中必须通过监控量测来判断定围岩和支护结构的承载力、变形随时间变化的量值，据此指导隧道的动态设计和施工。因此，快速、准确地进行现场监控量测和信息反馈是应用新奥法施工的关键。1工程概况岳家寨隧道为杭瑞高速公路贵州境大兴至思南段小净距隧道。本隧道位于江口县闵孝镇境内，属长隧道，左线起讫桩号为ZK2+300～ZK4+315，长2015m，最大埋深约367m；右线起讫桩号YK2+302～YK4+337，长2035m，最大埋深约360m。隧道呈21

3、4°-195°方向展布。采用灯光照明，机械通风。监控量测方案岳家寨隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩，岩性主要以泥岩为主，其中有较长一段风化较严重，对施工安全正常进行产生了极大地影响，故及时准确的监控量测对指导此隧道的安全施工有很大的作用。2．1地质和支护状况观察与描述2.1.1观察目的1)核实详勘报告所描述的地质条件和围岩类别。2)为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据。3)根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。2.1.2观察频率：每次爆破后进行2．2拱顶沉降与水平收敛72.2.1断面布置情况由于围岩条件较复杂，再上开挖断面大，因此Ⅴ级围岩一般10m布置一个监控断面，Ⅳ级围岩20m布置

4、一个断面，Ⅲ级围岩30m一个断面。具体可根据围岩情况确定。发生坍方后要加密监控量测。图1为拱顶沉降及监控量测典型断面布置图，点A为拱顶沉降监测点，B、C为水平收敛监测点。图1测点布置图表1拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率（位移速度）表2拱顶下沉量测与净空变化量测的量测频率（距开挖面距离）2．3地表沉降的量测2.3.1量测目的判断隧道入口和出口埋深较浅处地面的影响程度和范围，确保施工安全和地表邻近建筑物的安全。2.3.2量测设备：精密水平仪、水准尺、码相机等。2.3.3监测频率：每天一次2.3.4监测方法和要求7对隧道洞口浅埋地段高边坡，沿隧道轴线方向和横向设置量测点，测点设置应选择通视条件

5、较好，测量方便、基准点牢固的测点。测点先量测放线定位，用水泥桩埋设。隧道洞口地表下沉量测应在进洞开挖前开始量测，直至变形趋于稳定时结束。图2岳家寨隧道洞口段地表沉降布置示意图地表沉降点的大样立面图和平面图示意如下：图3沉降观测点控制桩示意图监控结果分析3.1地质和支护状况观察分析入驻现场后，经过长时间仔细的观察，隧道开挖至今围岩情况和地质勘查情况基本一致，未出现大的异常情况，初期支护后未见裂缝开展，在初期支护上出现了微量渗水。对拱顶下沉和水平收敛数据的分析下图为岳家寨隧道出口端左线ZK4+276断面的拱顶沉降趋势图，此断面为Ⅴ级围岩，岩性主要以泥岩为主。图4ZK4+276断面单次和累计拱顶沉降

6、位移图图4为典型断面ZK4+276的单次和累计沉降位移图，从图中可以看出，拱顶沉降在隧道掌子面开挖后的3~5天的变化速7度较大,最大值达到了2.38mm/d，当隧道掌子面开挖两周后，断面沉降就趋于稳定不变了，此时的累计沉降值为14.8mm,但当隧道下台阶开挖到ZK4+276断面的时候，由于爆破和开挖的一系列原因，该点布置的沉降监测点又开始有较大位移，最大位移量为1.65mm/d，随着初期支护的及时跟上，下台阶开挖对拱顶沉降的影响不是太大，沉降在下台阶开挖一周左右就达到稳定了，该断面总的累计沉降值为21.4mm。图5ZK4+276断面单次和累计周边收敛位移图图5为典型断面ZK4+276的单次和累

7、计收敛位移图，从图中可以看出，周边收敛在隧道掌子面开挖后3天左右的变化速度较大,最大值达到了1.68mm/d，当隧道掌子面开挖10天后，收敛就趋于稳定不变了，此时的累计收敛值为9.21mm,但当隧道下台阶开挖到ZK4+276断面的时候，由于爆破开挖的一系列扰动原因，该断面的水平收敛监控点又有了较大的位移，最大位移量为1.23mm/d，下台阶开挖5天左右，水平收敛就在此趋于稳定了，总的累计收敛为15