学术论文投稿/征稿

欢迎您!请

登录 注册

手机学刊吧

学刊吧移动端二维码

微信关注

学刊吧微信公众号二维码
关于我们
首页 > 学术论文库 > 理工论文 客运专线大断面隧道施工监控量测技术及运用

客运专线大断面隧道施工监控量测技术及运用

1

2019-02-19 16:02:50    来源:    作者:xuekanba

摘要:客运专线大断面隧道与普速铁路隧道从断面大小、断面形状、受力变形特性等都有明显不同;而监控量测作为信息化设计与施工的重要内容,在隧道施工过程中对围岩支护体系的稳定性状态进行监测,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供科学依据,是确保施工及结构安全,指导施工顺序,便利施工管理的重要手段,是提高隧道安全施工的关键,所以在客运专线大断面隧道施工中监控量测更为重要和必要。本文结合石武客运专线刘家湾1号隧道现场施工监控量测工作为例,对监控量测在客运专线大断面隧道施工中的应用进行阐述。

1.工程概况

刘家湾1号隧道是新建铁路石家庄至武汉客运专线工程隧道之一,是一条行车速度350km/h以上的客运专线双线铁路,线路位于山体斜坡地带。海拔480—750m相对高差50—150m,隧道进出口发育“V”字型冲沟,切割深度约30—100m,隧道洞身横向冲沟呈树枝状发育,切割严重,沟谷两岸边坡稳定性差,冲沟尚在进一步发展之中,坡脚分布大小不一的错落和崩积堆积体,洞身段地表多为旱地。   

隧道大部分位于Q2老黄土夹砂卵砾石透镜体及古土壤层地层中,部分位于第三系岩与黄土接触带附近,地下水位较高,隧道大部分位于地下水位之下,基岩地段地下具有硫酸盐侵蚀性,古土壤层一般为膨胀土,黏质黄土亦具弱膨胀性,基岩全风化层呈中等强膨胀土状,且多处浅埋,地表冲沟发育。出口位于错落体内,本隧道工程地质条件差。根据隧道的围岩情况,采用七步流水台阶法开挖施工。

2.监控量测的项目和测试方法选定及布设

2.1监控量测的项目及测试方法

监控量测的项目主要根据工程的重要性及难易程度、监测目的、工程地质和水文地质结构形成,施工方法等因素而定。

无尺量测技术的应用解决了大断面隧道拱顶下沉及净空收敛观测方法的安全,省时,简便,精度高;解决了七步流水台阶法施工左右侧不同步施工,用收敛计观测净空收敛位移的不及时。

2.2监测点的布置及要求

2.2.1量测断面间距及测点数量:

黄土,浅埋,偏压,洞口,下穿公路或地表有建筑物地段每隔5m为一量测断面,拱顶沉降布3点。

V级围岩每10米为一量测断面。

Ⅳ级围岩埋深较浅或含水量较大地段,每10m为一量测断面,Ⅳ级围岩一般地段,每20m为一量测断面。

Ⅲ级围岩每30m为一量测断面。

地表沉降观测点从隧道中线向两边每5m设一观测点,布点宽度范围:D=B+2(H+h)tag30°。注:B为隧道开挖宽度,H为隧道埋深,h为隧道开挖高度。

除上述以外,还要根据围岩变化及现场施工工班长的建议及时的增加监测点。

2.2.2监测点布置的注意事项:

初期支护量测点位埋置必须有一定的深度,并与原土岩粘结良好,以免出现初喷砼空壳现象造成变形假象。

拱顶下沉点与周边收敛点必须要在同一断面上,有地表下沉观测点也要与洞内观测点在同一断面。

拱顶下沉与周边收敛设点应根据施工情况酌情决定,宜早不宜晚,布设时要与开挖面相隔1米,以免开挖时损坏;在有水段要安置监测点遮水板,防止反射片脱落。 

 

3监测频率

监测频率根据时间,位移速度和量测断面距开挖面距离来确定。见下表。

监测频率表一(按时间)

序号

监测项目

监测频率(距开挖或模筑后的时间)

1~15天

16~30天

30~90天

1

洞内外观察

开挖及支护后立即进行

2

地表下沉

2次/1天

1次/2天

2次/7天

3

拱顶下沉

2次/1天

1次/2天

2次/7天

4

二次衬砌前净空变化

2次/1天

1次/2天

2次/7天

5

二次衬砌后净空变化莫

2次/1天

1次/2天

2次/7天

6

仰拱沉降

2次/1天

1次/2天

2次/7天

 

监测频率表二(按位移速度)

位移速度(mm/天)

监测频率

≥5

2次/天

1-5

1次/天

0.1-1

1次/2天

0.2-0.5

1次/3天

〈0.2

1次/7天

当按上列两种表选择量测频率,出现较大差异时,宜取量测频率较高的做为量测频率

4围岩稳定性和安全性判定

在信息化施工中,监测员在监测后对各种监测数据进行整理分析以判断围岩的稳定性和安全性。隧道施工初期以《隧道施工技术指南》中对客运专线铁路隧道的变形管理等级的规定作为标准,在施工过程中通过积累资料及经验,按初期支护尚未破坏前的一定范围作为临界值,确定以变形绝对值和变形速率作为指导隧道施工安全的判定依据。

(1)日变形量大于5mm连续10天以上,或累计变形量以大于预留变形量,即应采取加强二次衬砌。无条件采取二次衬砌时,可采取加强初期支护措施和临时支顶措施。

(2)变形速率无减缓趋势,或呈逐渐加速趋势3天时,并其累计变形量已接近预留变形量,即应采取与第(1)条同样处理措施。当变形速率超过10mm/d或第十天位移总量超过150mm时要采取加强支护并单工序施工。

5监测数据分析处理

我们取得各种监测资料后,及时的由专业监测人员整理分析监测数据,以排除仪器读数等,操作过程中的失误,避免漏测和错测。保证监测数据的可靠性和完整性,并将测得数据及时填表统计,添加到“变形时态变化散点图”中,以及时考察变形发展动态,修正回归系数。并且测量人员当天把测得数据,下沉量,位移速率交给隧道技术员,以便技术员及时给施工人员调整施工参数,达到安全,快速,高效的施工目的。

及时由测量的资料员编写周、月汇总表,画出时态曲线和变形与此同时开挖作业关系图,及时把隧道变形发展方向及围岩和隧道结构的安全状况写成书面材料。

6总结

刘家湾1号隧道现阶段的施工实践说明,现场监控量测能够获得围岩在开挖和衬砌后的动态,为调整施工方案预报险情,提供信息,为以后的客运专线隧道的设计与施工提供了参考材料。