富水粉细砂层隧道施工应力监测与分析.pdf

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1、126低温建筑技术2013年第12期(总第186期)富水粉细砂层隧道施工应力监测与分析贾军委，李亚子，杨云峰(兰州交通大学。兰州730070)【摘要】结合桃树坪隧道工程实践，通过富水未成岩粉细砂层隧道施工中围岩压力，接触压力和二衬钢筋应力的现场监控量测工作，分析研究此类大断面软岩隧道采用双侧壁导坑法施工时围岩的稳定性、变化规律及特点。研究结果可为隧道后续施工和设计方案优化调整提供依据，也可为此类隧道及地下工程的设计施工提供经验借鉴。【关键词】富水；粉细砂层；现场监测；应力；双侧壁导坑法【中图分类号】U45【文献标识码】B【文章编号】1001—6864【2013

2、)12—0126—031工程概况运营维护及同类隧道设计施工提供依据。桃树坪隧道为单洞双线大断面隧道，进口位于兰2．2监测项目州东站出站端，出口位于榆中县方家泉村，起讫里程监控量测可以及时提供地下结构的变形和受力为DK3+445～DK6+655，全长3225m，共设置5座斜情况等信息，判断施工工艺的可行性、设计参数的合井，是兰渝铁路的重难点工程之一。理性，提出更加恰当的施工方法和合理的支护措施，隧道全线穿越第三系粉细砂层，该地层呈浅红实现隧道信息化动态施工控制，达到既能安全快速施色，粉细粒结构，较密实，无胶结或泥质弱胶结，成岩工，又能节省工程造价的目的⋯。根据桃

3、树坪隧道的作用差，自稳能力差，稍有扰动即成松散粉状结构。施工设计方案及特殊地质状况，主要进行应力项目的在富水时基本无自稳能力，呈流塑状，软化现象明显。监测，在应力监测方面开展的项目有：围岩压力、衬砌该围岩被定义为Ⅵ级围岩，属典型软弱围岩。开挖时接触压力、衬砌钢筋应力共3个监测项目，要求监测元涌砂、突水、溜塌现象频繁，基底易软化，初期支护施件能满足自动化监控。作艰难，拱部及边墙变形收敛严重，施工难度大，进度各测试项目均选取两个实验断面进行施工监测，极为缓慢，窝工、误工现象严重，安全风险高。这里各选取一个断面进行整理分析，围岩压力、接触因此对桃树坪隧道进行施工监测

4、是十分必要的。压力与二衬钢筋应力分别选取桃树坪4斜井DK5+以便指导隧道的施工，降低风险，并为今后此类隧道987断面、DK5+950断面进行监测分析。及地下工程的施工提供经验借鉴。2．3测点布置2现场监测此监测项目所用元件计主要有压力盒、钢筋计选取桃树坪4号斜井进行现场监测，4号斜井采等。在测试部位上，监测项目所用元件的相互位置关用双侧壁导坑工法施工，超前支护4,42小导管预注系如图1所示。浆，长2．6m，环向间距0．1m；初期支护C30早高强混凝土，喷射厚度33cm；4,8钢筋网，网孔间距15emX围岩初期支护二次衬砌编号项目元件15em；全环工25a型钢，

5、间距0．5m；纵向连接筋4,22螺A围岩压力压力盒纹钢筋，环向间距1．0m；预留变形量35em。B衬砌接触压力压力盒2．1监测的目的和意义C衬砌钢筋应力钢筋计桃树坪隧道围岩为第三系富水粉细砂层，遇水扰动后呈流砂状态，水稳性极差，施工难度非常大，风险钢筋钢筋极高，从施工工艺到施工组织，国内没有同类工程经图1测试部位上元件布置示意图验可借鉴，国外可供借鉴的类似工程也不多见。为了及时分析掌握此类特殊复杂地质条件下结构的安全其中，针对A、B、c三项测试，测试部位按每断面性，在施工过程中最为直接，有效的办法就是实施现5点进行设置。5点测试部位分别为拱顶、左右拱腰和场监测

6、。对隧道围岩及支护结构受力变化状况进行左右边墙(最大跨处)，隧道测点布设如图2所示。监测，获得大量的原始数据，通过分析研究对隧道结2．4测量频率构安全性状况做出评估，指导设计和施工，为隧道的根据TB10121—2007／J721—2007《铁路隧道监控贾军委等：富水粉细砂层隧道施工应力监测与分析127量测技术规程》和类似工程经验，结合兰渝铁路桃树按规范或大纲要求频率进行监测。坪隧道的特点，其监测频率按如下进行。对监测断面的测试数据进行整理分析，断面DK5围岩压力监测在二衬灌注前10：／d；在二衬灌注后+987所测围岩压力数据绘制成的压力分布图如图31次／周，或

7、根据数据变化情况拉长数据测量时间间隔。所示(由于右拱腰处应力较其它位置大很多，为了使接触压力与二衬钢筋应力监测在二衬灌注后10d内1其它测点变化规律能够比较明显的表示出了，故把右0：／a；以后根据数据变化情况拉长数据测量时间间隔。拱腰处测点变化图单独绘制)。3监测数据分析此断面测点于2012年8月7日开始按照施工工序相继安装。在压力盒安装并喷射混凝土初期，左右最大跨度与左拱腰处围岩压力值较小，基本维持在4kPa以内。表明初期支护混凝土尚未达到终凝强度、拱架后混凝土没有填实，围岩与初期支护还未密切接触。而右拱腰处与拱顶在喷射完初支混凝土之后就以较大速率迅速增大，

8、说明该部位拱架后面初喷混凝土比较密实，