高速公路隧道監(jiān)控量測與實(shí)施

羅朝勇

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

本工程隧道為野鴨寨隧道，場區(qū)地處貴州高原西部高原山地地區(qū)之大方中山丘原區(qū)，為分離式長隧道。左幅起訖樁號為ZK6+147～ZK7+275，全長1 128 m，隧道最大埋深236 m；右幅起訖樁號YK6+153～YK7+285，全長1 132 m，隧道最大埋深228 m。左、右幅隧道平面線形進(jìn)口端均位于直線上，左、右幅隧道平面線形出口端均位于圓曲線上，圓曲線半徑為1 260 m和1 310 m。隧道左、右幅線間距進(jìn)口端約為18.83 m，出口端約為16.35 m。隧道下坡隧道，左、右幅縱坡坡度均為2.80%。隧道襯砌內(nèi)輪廓采用半徑為5.55 m的單心圓，內(nèi)輪廓設(shè)計高程距拱頂高度為7.1 m，凈寬11.1 m。受溶蝕、侵蝕和剝蝕影響，地形條件較復(fù)雜，屬中等切割侵蝕-剝蝕低中山地貌。場區(qū)地面標(biāo)高介于1 476.9～1 767.9 m，相對高差291.0 m。

2 高速公路隧道監(jiān)控量測基本內(nèi)容

高速公路隧道監(jiān)控量測基本內(nèi)容如表1。

表1 隧道主要監(jiān)控量測項目及儀器

3 拱頂沉降和收斂測量

拱頂沉降和收斂測量的量測布點(diǎn)是根據(jù)隧道施工監(jiān)控量測及超前地質(zhì)預(yù)報項目《技術(shù)文件》上的要求，在VI級圍巖必測量測斷面間距控制在10～15 m內(nèi)，Ⅳ、Ⅴ級圍巖控制在10～30 m以內(nèi)；在隧道進(jìn)出口處設(shè)置監(jiān)測斷面，根據(jù)前幾個斷面的監(jiān)測實(shí)際數(shù)據(jù)情況，適當(dāng)調(diào)整后續(xù)斷面的埋設(shè)距離，靈活調(diào)整測點(diǎn)布置間距。其中拱頂下沉每斷面為3個測點(diǎn)，周邊收斂每斷面為上下2條測線，Ⅱ、Ⅲ級圍巖量測斷面間距控制在30～50 m以內(nèi)，其中拱頂每個斷面為一個測點(diǎn)，周邊收斂每斷面為1條測線，如Ⅳ、Ⅴ級圍巖的下測線布置。

4 監(jiān)控量測管理規(guī)定及具體實(shí)施

施工前成立專門的量測小組，負(fù)責(zé)日常量測、數(shù)據(jù)處理和儀器保養(yǎng)維修工作，并及時將量測信息反饋給施工部門和設(shè)計單位。斷面測點(diǎn)布置好后通過各種監(jiān)控量測儀器、儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作。觀測時記錄測到可靠的初始值，且每個數(shù)據(jù)至少測讀了兩次，同時記錄當(dāng)下的施工情況。監(jiān)測頻率滿足工程監(jiān)測工作實(shí)際需要，根據(jù)管理等級的不同而不同。當(dāng)監(jiān)測項目的累計變化值接近或超過報警值時，進(jìn)行更為密集的監(jiān)測頻率，每次量測后及時進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距離開挖面的距離圖，同時也根據(jù)地表下沉數(shù)值繪制沿隧道縱向和橫向變化量和變化速率曲線。

5 隧道入口監(jiān)測結(jié)果分析

對于現(xiàn)場監(jiān)測，相關(guān)資料文獻(xiàn)給出了一些分析方法，各種位移和變形分析常用的回歸分析方法和位移反分析方法。結(jié)合野鴨寨進(jìn)口里程樁ZK6+147～ZK7+275和YK6+153～YK7+285兩段實(shí)測數(shù)據(jù)，兩種不同類型的曲線對安全施工有很大的幫助。

5.1 正態(tài)位移-時間變化

出口端里程樁YK7+275開挖后，先導(dǎo)隧道右上方首次開挖，長為5 m，由于入口圍巖大多較為脆弱，每日施工進(jìn)度不足1 m。開挖初期，地表沉降變化較小，從本階段監(jiān)測數(shù)值結(jié)果可以得出，野鴨寨隧道出口右線地表沉降YK7+275斷面速率最大值為-3.17 mm/d，出現(xiàn)在B3#測點(diǎn)上。隨著引水隧洞開挖右上方，隧洞中心線最近點(diǎn)變化增大，累計最大值為-31.32，出現(xiàn)在B4#測點(diǎn)上。右線周邊收斂速率最大值為-3.34 mm/d，出現(xiàn)在YK7+275斷面，累計最大值為-25.08 mm，出現(xiàn)在YK7+275斷面，拱頂沉降速率最大值為-3.05 mm/d，出現(xiàn)在YK7+275斷面，累計最大值-29.25 mm，出現(xiàn)在YK7+275斷面。

野鴨寨隧道右線周邊收斂與拱頂下沉YK7+275斷面已穩(wěn)定，其余斷面均在變形中，各監(jiān)測斷面變形均在可控范圍內(nèi)。右導(dǎo)隧道開挖完成后，最大沉降量可達(dá)4 mm/d。根據(jù)監(jiān)察組的建議，施工單位加強(qiáng)了混凝土的一級支護(hù)強(qiáng)度，并迅速完成了中隔墻一體化的焊接，使停工期階段和支護(hù)結(jié)構(gòu)布置2 d后沉降得到緩解。

5.2 階段性施工建議

出口段出露圍巖為強(qiáng)～中風(fēng)化薄～中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，溶蝕裂隙、溶槽、小溶洞發(fā)育，充填軟塑紅粘土。隧道變形量較大，開挖施工后易出現(xiàn)初支失穩(wěn)的可能性。為保證隧道質(zhì)量及施工安全，對下一步的施工提出以下建議。

(1)注意嚴(yán)格按設(shè)計方案要求進(jìn)行施工，尤其嚴(yán)格控制超前支護(hù)施工；加強(qiáng)洞內(nèi)襯砌支護(hù)、加強(qiáng)邊仰坡防護(hù)設(shè)計。

(2)加快仰拱施工進(jìn)度，縮短安全步距。

(3)對拱頂溶洞發(fā)育段及圍巖破碎段，建議注意加強(qiáng)超前支護(hù)參數(shù)，并相應(yīng)提高初期支護(hù)參數(shù)。

(4)采用弱爆破，短進(jìn)尺開挖，開挖后盡快施作初期支護(hù)，拱頂及拱腰初支背后空腔部位進(jìn)行注漿加固。

6 結(jié) 論

結(jié)合隧道工程現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了地表沉降、收斂和拱頂沉降測量值的位移時間變化。監(jiān)測測量是指導(dǎo)現(xiàn)場施工的一種實(shí)用的測量技術(shù)。通過對典型斷面位移監(jiān)測進(jìn)度表的分析，總結(jié)出事故發(fā)生前可能出現(xiàn)的監(jiān)測曲線異常變化。防患于未然，然后指導(dǎo)施工安全是監(jiān)測測量的根本目的。希望本文能引起更多的關(guān)注，并在不久的將來建立一個快速的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，使信息及時反饋到建設(shè)單位，更好地實(shí)施信息化建設(shè)。