隧道監控量測方案

2022-06-26 07:51:06 字數 4052 閱讀 9163

1、編制依據

1、黃河書院隧道施工圖

2、《公路工程技術標準》(jtg b01-2003);

3、《公路隧道施工設計規範》(jtg d70-2004);

4、《公路隧道施工技術規範》(jtg f60-2009);

5、《公路隧道施工技術細則》(jtg/t f60-2009);

6、《鐵路隧道監控量測技術規範》(tb1021-2007)

2、工程概況

黃河書院隧道位於蘭州市城關區青白石街道所轄境內,進口位於一小沖溝內,且於zk28+490和k28+550處上跨蘭渝鐵路蘭州樞紐段小沙溝隧道hdk35+295處,路線設計標高距鐵路隧道拱頂約25m,左線線路走向與等高線近於直交,右線線位與等高線小角度相交;洞身於zk28+755和k28+820處上跨蘭渝鐵路蘭州樞紐段棗樹溝另一號隧道hdyk35+150處,黃河書院隧道仰拱底距距鐵路隧道拱頂約17m;出口地形較緩,線路走向與高等線均近於直交,進出口進洞條件均一般,隧道最大埋深約90m,採用分離式雙洞結構,自隧道進口~出口線間距分別為27.29m~24.79m(淨距為25.

73~23.23m)。

2.2設計技術標準

道路等級:城市主幹道

設計車道數:雙向六車道

隧道設計速度:60km/h

隧道建築限界:淨寬13.5m;淨高5m

行駛方向:上、下行隧道分修,單向行駛

設計荷載:城市-a級

防水等級:二級

**設防烈度:ⅷ度

隧道二次模注襯砌砼的抗滲等級≥s8

隧道路面橫坡:1.5%

2.3地形、地貌

隧道穿越一黃土梁,地表海拔里程1610~1728m,相對高差約118m,洞身通過區黃土覆蓋厚度大,隧頂南側坐落有古一徽黃河書院,進、出口段山體坡面較陡,沖溝發育。

2.4地層岩性

隧道洞身通過區主要沉積地層為第四系全新統堆積黃土,上更新統風積黃土,具體特徵如下:

<1-1-2>堆積黃土(q4del):主要分布於右線隧道進口坡面~黃土塌陷坑中,深約30m,黃土充填,黃褐色,稍溼,鬆散,屬ⅱ級普通土。

<2-1-1>濕陷性黃土(q3col):厚約20~35m,黃褐色,具壁立性,大孔性,可見蟲孔,以粉粒為主,土質均勻,偶見鈣絲,表層2~3m土質較鬆軟。稍溼,稍密,屬ⅱ級普通土,fao=120kpa,具ⅳ級自重濕陷性。

<2-1-2>非溼陷性黃土(q3col):黃褐色,具壁立性,大孔性,可見小蟲孔,以粉粒為主,土質均勻,稍溼,稍密-中密,屬ⅱ級普通土,fao=140kpa。

2.5水文地質

1.地表水

勘察時期,工程區內沖溝中未見地表水流,據調查,雨季期間,有洪水匯入,地表徑流排洩快。

2.地下水

勘察時期,勘探孔深度內未見地下水。據調查,雨季及初春冰雪融化時期地下土體含水量會相對增加。

2.6不良地質及特殊岩土

1、不良地質

隧道右線進口端山坡坡面發育~黃土塌陷坑,里程範圍為k28+525~k28+550,從地表塌陷至在建鐵路蘭渝線小沙溝隧道洞頂,深約30m,呈亞圓形,主軸長約26m,短軸長約21m,黃土充填,土體鬆軟,地表塌陷深約2~5。根據現場調查,周圍山坡地表未發現明顯裂縫,較穩定,根據調查訪問,因受蘭渝線小沙溝隧道施工中冒頂所致。

隧道通過本段時,建議以明洞形式通過,並對塌陷坑鬆軟土體予以加固或壓實處理,做好洞內防排水措施。

2、特殊岩土

工程區廣泛分布有第四系上更新統風積黃土,厚大於50m,黃土溼陷量計算值△zs=771.0mm,具ⅳ級(很嚴重)自重濕陷性,溼陷層厚約20~35m。

隧道基底若遇溼陷性黃土時,應按規範消除部分土溼陷層,並加強防排水工程措施,進出口邊仰坡需防護。

3、監控量測的概念和必要性

3.1監控量測的概念

隧道施工中對圍岩、地表、支護結構的變形和穩定狀態,以及周邊環境動態進行的經常性觀察和量測工作。它是保證工程質量的重要措施,也是判斷圍岩和襯砌是否穩定,保證施工安全,指導施工順序,進行施工管理,提供設計資訊的主要手段。

3.2監控量測的必要性

(1) 隧道工程作為工程建築物,受力特點與地面工程有很大的差別。由於隧道處於千變萬化的溼陷性黃土之中,其所受外力是不明確的,施工過程中應採用量測手段掌握受力情況。

(2) 隧道在開挖、支護、成形、運營的過程中,自始自終都存在受力狀態變化這一特性,監控量測可以了解變化情況。

(3) 隧道監控量測是隧道施工安全的哨兵,是確保隧道安全施工的前提條件。

4、監控量測的目的

(1) 確保施工安全及結構的長期穩定性;

(2) 驗證支護結構效果,確認支護引數和施工方法的準確性或為調整支護引數和施工方法提供依據;

(3) 確定二次襯砌施做時間;

(4) 監控工程對周圍環境影響;

(5)積累量測資料,為資訊化設計與施工提供依據;

(6) 通過監控量測了解該工程條件下所表現、反映出來的一些隧道工程規律和特點,為今後類似工程發展提供借鑑、依據和指導作用。

5、監控量測組織機構

專案部成立監控量測領導小組,隧道施工現場成立監控量測小組,配備專業監控量測人員和監控量測裝置,由專案部統一管理。

監控量測管理領導小組

現場監控量測小組

6、量測專案及儀器裝置

結合本隧道工程特點、規模大小和設計要求綜合選定監測專案。確定的監控量測的專案分為必測專案和選測專案。必測專案在施工中必須進行,選測專案根據隧道地質條件、開挖方法及其它特殊要求有選擇地進行。

另外根據現場施工具體情況及時調整或增加量測內容,實現動態設計。

施工中將現場監控量測作為工序引入作業迴圈,並結合地質預報作出評價,優化設計引數,實施動態管理。見附圖「監控量測工作流程圖」

必測專案表

監控量測工作流程圖

選測專案表

7、監控量測測點布置、量測斷面、監控量測頻率

地表監測點宜與拱頂下沉、淨空收斂監測點設在同一斷面上。為掌握地表沉降範圍,在與隧道中線垂直的橫斷面上布置測點,間距2~5m,在乙個斷面上布置7~11個點,靠近中線位置測點適當加密,量測範圍為中線兩側不小於17公尺,明挖段量測範圍為基坑開挖邊線兩側不小於3倍開挖深度。其測點布置如下圖所示。

測點埋設:在地表開挖90cm深基坑,澆築混凝土基礎,同時放入長300mm,直徑22mm的圓頭鋼筋,外露5mm,四周填實。在開挖影響範圍以外設定水平基準點2~3個,水平基準點埋設方法見"基準點布置示意圖"。

基準點布置示意圖(單位cm)

1 洞內觀察

開挖後及初支後及時採用肉眼觀察和地質羅盤儀對開挖面揭示的地質情況進行描述,包括圍岩岩性、岩質、斷層破碎帶、節理裂隙發育程度和方向、有無鬆散坍塌、剝落掉塊現象、有無滲漏水等;初期支護狀態包括噴層是否產生裂隙、剝離和剪下破壞、鋼支撐是否壓屈進行觀察分析。詳細描述、記錄、並予以評估,作為支護引數選擇的參考及量測等級選擇的依據。

2 洞內淨空收斂監測點

淨空收斂點量測斷面間距根據圍岩級別、隧道斷面尺寸、埋置深度及工程重要性確定,參考下表確定。

必測專案量測斷面間距和每斷面測點數量

淨空收斂量測點距開挖面應小於1~2m,在每次開挖後盡早埋設讀數,初始讀數應在開挖後12h內讀取,最遲不得大於24h,而且在下一迴圈前必須完成初期支護變形的讀數。

測線布置和數量與地質條件、開挖方法、位移速度等因素有關,本隧道主要採用預留核心土法、台階法施工,其主要布置形式見圖「拱頂下沉和淨空收斂測線布置圖」

3 拱頂下沉監測點

拱頂下沉量測斷面間距、量測頻率、初讀數的測取等同收斂量測。每個斷面布置1~3個測點,測點設在拱頂中心或其附近。量測時間應延續到拱頂下沉穩定後。

主要布置形式見圖「拱頂下沉和淨空收斂測線布置圖

拱頂下沉和淨空收斂側線布置圖

洞內監測點不得焊於鋼架上,必須單獨打孔直接安裝於岩體中,預埋測點由鋼筋加工而成,採用衝擊電鎚或風鑽鑽孔,埋入鋼筋採用直徑不小於20mm的螺紋鋼,前端外露鋼筋與埋入鋼筋焊接,直徑不小於6mm,加工成三角形鉤。測點用快凝水泥或錨固劑與圍岩錨固穩定,埋入圍岩深度不小於20cm,若圍岩破碎鬆軟,應適當增加測點埋入深度。

由於隧道內作業機械、裝置、人員較多,若不注意很容易碰撞或損壞監測點,現場應對作業人員進行相關保護的教育,同時監控量測點埋設後,應及時進行標識,標識牌長21cm,寬15cm,紅底黃字。標識內容例:

7.2監控量測頻率

隧道拱頂下沉及周邊收斂量測頻率、地表下沉量測斷面間距、變形管理等級見下表:

拱頂下沉及周邊收斂量測頻率表

地表下沉量測斷面間距表

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