山崎路隧道監控量測方案

2022-12-19 21:24:05 字數 4468 閱讀 8869

1.編制依據

1.1 交通部《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004),人民交通出版社;

1.2 交通部《公路隧道施工技術規範》(jtj042-94),人民交通出版社;

1.3 《公路工程質量檢驗評定標準》(jtg f80/1-2004);

1.4 《岩土工程勘察規範》(jb50021-2001);

1.5 《公路工程地質勘察規範》(jtj064-98);

1.6 《錨桿噴射砼支護技術規範》(gb50086-2001);

1.7 重慶大學著,《隧道新奧法及其量測技術》,科學出版社;

1.8《建築變形測量規範》(jgj/t8-97);

1.9《爆破安全規範》(gb6722-2003);

2.0《岩土工程用鋼弦式壓力感測器》(gb/t 13606-92);

2.1南山隧道和山崎隧道隧道兩階段施工設計圖;

2.2南山隧道和山崎隧道隧道專案招標檔案。

2.工程概況

陳庹路快速幹道(西半幅)工程全線共有新建隧道2座,其中中隧道和短隧道各1座,即南山隧道521公尺,山崎隧道159公尺,隧道總長680公尺。新建右線距既有左線約21公尺。

隧道設計範圍如下表1所示:

南山隧道位於半徑為1500m的曲線上,南山隧道地貌單元屬淺丘地貌 。由北向南穿越南山,南山山頂平緩,工廠廠房密布。洞頂為南山兩山嘴間的「v」型丘坡,丘坡上分布一沖溝。

進出口自然斜坡20~25°。測區地表有坡殘積、坡崩積、坡洪積及人工填築土層,下伏基岩為侏羅系中統沙溪廟組地層。南山隧道圍岩為泥岩,強風化層厚1~2公尺,無斷層等不良地質構造,進出口斜坡20°~25°,覆蓋層薄,斜坡穩定,成洞條件好。

在南山兩山嘴之「v」 型丘坡段,發育有沖溝,洞身埋深淺,其工程地質條件差,其餘洞身工程地質條件較好。

山崎隧道全隧位於直線上,測區屬淺丘地貌。山崎丘頂平緩,丘坡上陡下緩,砂、泥岩差異風化明顯,頂部巨厚層砂岩形成陡崖,下部泥岩風化形成緩坡,自然坡20~25°。相對高差40公尺左右,植被不發育,隧道從北向南穿過山崎山脊,軸線與岩層走向斜交,出口房屋密集。

測區地表有第四系人工填築土、坡殘積土、坡洪積土,下伏侏羅系中統上沙溪廟組泥岩夾砂岩、砂岩。

3.監測的目的和意義

由於隧道的地表測區有坡殘積、坡崩積、坡洪積及人工填築土層,下伏基岩為侏羅系中統沙溪廟組地層;進出口斜坡20°~25°,隧道埋深較淺;隧道圍岩為泥岩及泥岩夾泥質砂岩,強風化層厚達1~2公尺,且南山隧道左側約20公尺即為既有隧道,加上南山山頂平緩,工廠廠房密布,山崎隧道出口房屋密集,如施工工藝不當易造成圍岩失穩;甚至可能發生大的塌方,給工程帶來不可彌補的經濟和時間損失以及不良的社會效應;並且隧道開挖斷面較大,結構受力複雜,而且施工工序多,對結構設計和施工都提出了很高的要求。這就要求:一、要對隧道的施工全過程進行新奧法施工監測;二、還應對相關構築物進行爆破振動、力學行為變化的監控量測。

實時監控量測不但可以及時提供隧道通過鄰近構築物地段時隧道拱頂下沉、周邊收斂、圍岩內部位移、鋼支撐受力情況,錨桿軸力,支護和襯砌內應力等資訊,用於判斷施工工藝的可行性、設計引數的合理性,提出更加恰當的施工方法和合理的支護措施;而且可以及時掌握隧道通過鄰近構築物地段時對鄰近構築物的影響,為施工爆破方案的選定,為判別構築物是否安全提供科學依據。因此實施隧道資訊化動態施工控制,既能達到安全快速施工,又能節省工程造價的目的,且具有如下重要的意義:

(1)通過施工和環境監測進行資訊反饋及**預報,優化施工組織設計,指導現場施工,確保隧道施工的安全與質量和工程專案的社會、經濟和環境效益。

(2)在施工過程中對前進的開挖工作面附近圍岩的岩石性質、狀態進行目測,掌握圍岩動態,以及圍岩的施工力學效能,了解支護結構在不同工況時的受力狀態和應力分布,及時改進支護,對圍岩穩定性、安全性作出評價來指導現場施工。

(3)驗證支護結構型式、支護引數的合理性,對支護結構、施工方法的合理性及其安全性作出評價及建議,為確定二次支護時間提供依據。

(4)通過每次對爆破振動的監控,及時掌握隧道通過鄰近構築物地段時對鄰近構築物的影響,為施工爆破方案的選定,為判別構築物是否安全提供科學依據。

(5)為修改變更設計、調整施工方法提供科學依據。

(6)有效地避免塌方等工程事故。

(7)為本地區後續的類似工程積累寶貴經驗和提供科學資料。

4.擬定監測斷面

根據隧道結構形式和工程地質情況,在南山隧道和山崎隧道開展監控量測計畫如下:

南山隧道起訖樁號為yk3+565~yk4+106,全長521m; 山崎隧道起訖樁號為yk4+575~yk4+746,全長159m。

按規範擬設量測斷面數如下表2所示:

注:在圍岩較弱處選測專案為:(1)圍岩內部位移量測;(2)圍岩與噴射混凝土間接觸壓力量測;(3)噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測;(4)噴射混凝土內應力量測;(5)二次襯砌內應力量測;(6)鋼支撐內力量測;

圍岩為ⅲ級圍岩時選測專案為(1)、(2)、(3)、(6);此外,選測專案在各層岩土體交界處應增加測點。

以上選測專案的在斷面的布置按照「大渡口陳庹路隧道監控量測」競爭性談判檔案規定執行。

5.監測主要內容

為及時提供施工所需的圍岩穩定程度和支護結構的狀態,以保證施工安全,提高施工效率,擬將施工監測分為必測專案、選測專案。

5.1 必測專案

根據甲方提供的資料要求和現行的監測規範,擬定必測專案如下:

(1)圍岩地質和初期支護觀測; (2)水平內空收斂量測;

(3)拱頂下沉量測4)錨桿軸力量測;

(5)地表沉降量測;

(6)隧洞開挖爆破時,地表相關建(構)築物處爆破震動監測(測點布置見6.11條文所示)。

這類量測是為了確保在施工過程中的圍岩穩定和施工安全而進行的經常性量測工作。量測方法簡單,量測密度大,量測資訊直觀可靠,是貫穿在整個施工過程中,對監視圍岩穩定,指導設計和施工有巨大的作用。土建施工完成量測工作亦告結束。

其布置原則是根據隧道不同的地質條件、施工方法設定,但不能少於《公路隧道施工規範》的規定。

5.2選測專案

根據甲方提供的資料要求和現行的監測規範,擬定選測專案如下:

(1)圍岩內部位移量測; (2)圍岩與噴射混凝土間接觸壓力量測;

(3)噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測;

(4)噴射混凝土內應力量測;

(5)二次襯砌內應力量測;

(6)鋼支撐內力量測。

這類量測是必測專案的拓展和補充,對特殊地段、危險地段或有代表性的地段進行量測,以便更深入地掌握圍岩穩定狀態與支護效果。對未開挖地段提供參考資訊,指導未來設計和施工。選擇專案安裝埋設比較麻煩,量測專案較多、時間長、費用較大,但工程竣工後還可以進行長期觀測。

6.測點布置及量測方法

6.1地質及支護基本狀況觀察(目測)

對於所需檢測斷面隧道掌子面爆破後和初噴後通過肉眼觀察、地質羅盤和鎚擊檢查,描述和記錄圍岩地質基本情況:岩性、岩層產狀、裂隙、溶洞、地下水基本情況,判斷圍岩類別是否與設計相符,必要時應拍照,測量地下水流量;觀察支護效果,每一檢測斷面應填寫記錄卡。

6.2隧道圍岩周邊位移量測

在預設點的斷面,隧道開挖爆破以後,沿隧道周邊的拱頂、拱腰(或導洞拱腰)和邊牆部位分別埋設測樁。測樁埋設深度30cm,鑽孔直徑φ42,用快凝水泥或早強錨固劑固定,測樁頭需設保護罩,測樁單洞每斷面5根。採用swj-4型隧道淨孔收斂計量測周邊收斂變形。

盡可能把測點布置在選測專案量測斷面位置。量測斷面的測點布置見圖2。

6.3拱頂下沉量測

拱頂下沉量測是在隧道開挖毛洞的拱頂及軸線左右各2m設3個帶掛鉤的錨樁,測樁埋設深度30cm,鑽孔直徑φ42,用快凝水泥或早強錨固劑固定,測樁頭需設保護罩。用精密的水準儀、鋼圈尺量測拱頂下沉。應有測點布置在選測專案量測斷面位置。

量測斷面的測點布置見圖2。

6.4錨桿軸力量測

沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊牆打5個測孔,孔深3.7 m~5m ,孔徑50mm。測孔內設4個測點,每個斷面20個測點。採用錨桿測力計及拉拔計量測。量測斷面的測點布置見圖2。

圖2. 周邊收斂與拱頂沉降測點布置圖

6.5 圍岩內部位移量測

沿隧道圍岩周邊分別在拱頂、拱腰和邊牆共打5個深孔,孔深3.7 m~5m、孔徑ф50mm,採用4點桿式多點位移計量測,乙個斷面共20個測點。量測斷面盡可能靠近掌子面,及時安裝,測取讀數。

量測斷面的測點布置見圖3。

6.6複合式襯砌圍岩壓力及接觸壓力量測

複合式襯砌圍岩壓力及接觸壓力量測布置在周邊位移量測的同一斷面上,沿隧道周邊拱頂,拱腰和邊牆埋設壓力感測器,將雙膜鋼弦式壓力盒分別埋設在圍岩與噴射混凝土與之間;噴射混凝土與二次襯砌之間。圍岩與噴混凝土之間的壓力盒是在噴混凝土施工以前埋設,噴射混凝土與二次襯砌之間的壓力盒是在掛防水板之前進行安裝,測取圍岩對噴射混凝土壓力;圍岩對二次模注混凝土襯砌的壓力。混凝土達到初凝強度以後開始測取讀數。

每個斷面設5個測點。隧道內斷面位置的設定與周邊位移量測相同。量測斷面的測點布置位置與噴射混凝土軸向應力測點市置位置相同。

量測斷面的測點布置見圖3。

6.7噴射混凝土軸向應力量測

噴射混凝土軸向應力測點布置在周邊位移量測的同一斷面上,沿隧道的拱頂、拱腰和邊牆在噴射混凝土內埋設5個混凝土應變計。圍岩初噴以後,在初噴面上固定應變計,然後再復噴,將感測器全部覆蓋並使感測器居中。噴射混凝土達到初凝時開始測取讀數。

量測斷面的測點布置位置如圖3。

6.8二次襯砌應力量測

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