砂质粘土隧道施工监控量测研究论文_刘书华

云南第一公路桥梁工程有限公司

摘要:为更好的满足人们对交通道路的需求,隧道施工成为现代交通道路建设中十分重要的一部分,为避免隧道施工中出现安全问题,监控量测不可缺少。基于此,文章将从砂质粘土特征入手,分析砂质粘土隧道施工监控量测要点,并对其监控量测结果进行分析。

关键词:砂质粘土;隧道施工;监控量测

前言:对于砂质粘土隧道来说,其土质较为特殊,如果在施工中不加以重视,很容易发生围岩变形与地表下沉的情况,一旦出现这些情况,不仅会影响施工建设的顺利推进,还会威胁到相关施工人员的人身安全。因此,有必要对砂质粘土隧道施工监理量测展开研究。

一、工程案例概况

泰和隧道属分离式隧道。隧道起止桩号为:左幅ZK201+510~ZK207+930,全长6420m;右幅YK201+490~YK207+870,全长6380m。隧道左幅最大埋置深度约为739m;隧道右幅最大埋置深度约为747m;隧道左、右幅测中线之间的间距为40m。洞口段围岩以砂质黏土为主,基岩以砂岩、泥岩、粉砂岩为主。基岩风化程度不均,差异风化明显,各岩层力学性质差异较大,隧道区各岩(土)层间变化较为复杂,层次厚度及水平延伸不稳定,从而造成各土层的均匀性差,综合判定为不均匀地基。

二、泰和隧道工程施工监控量测要点分析

(一)泰和隧道施工概况

1.施工难点

①隧道穿越洞口段堆积层、风化泥质砂岩、泥岩地层,围岩级别较低,不良地质主要有涌水,完整性较差。

②隧道洞口段存在浅埋段与偏压,洞顶覆盖层主要为碎石土,围岩条件差,开挖易坍塌。

③隧道围岩级别为V级、IV级,地质条件复杂多变,超前地质预报、隧道防坍塌、防大变形是施工中的重点和难点。

本隧道为特长隧道,施工测量控制是本工程的重点。隧道施工时的弃渣、污水及建筑垃圾应远运排放,施工时做好组织管理,确保施工环保、水保要求达到业主和地方政府的标准。

(二)泰和隧道施工监控要点

1.明确监控量测内容

结合泰和隧道施工情况,为保证砂质粘土隧道施工可以顺利完成,首先应明确监控量测内容。在砂质粘土隧道施工中,隧道内部边墙是否出现沉降、边墙水平收敛效果如何以及地表是否发生沉降等情况都关系到施工建设的顺利推进,所以,在实际监控量测的过程中应将以上内容作为量测重点。

2.选择合适的监控量测方法

由于砂质粘土隧道施工中需要关注的监控量测内容有很多,所以,在实际监控量测的过程中应根据内容的不同选择不同的量测方法:

首先,在监控量测边墙有无沉降与水平收敛情况的过程中,应采用每隔10米设置一个洞内检测断面的方式进行,同时为各个检测断面设置好编号,以便在监控中记录发生的现象。在实际监控量测的过程中,还需要选择好量测工具,量测边墙是否出现沉降时可以用水准仪、测微仪以及钢尺等,并借助闭合导线完成多次观测。随着这些工具的应用,可以有效提升监控量测精准性,如测微仪的应用,可以将测量精度精确到0.1毫米,一般来讲,可以将测量误差降到0.5毫米以下。而在边墙收敛检测中则可以用收敛仪,随着这些收敛仪的应用至少可以将量测精准度提升到0.01毫米左右。

为保证观测效率,在实际利用监控量测工具的过程中还要控制还观测频率,一般来讲,观测频率如何多与位移速度有关,在位移速度处于1.0mm/d及以上时,观测频应保持在1次/d,如果唯一速度为0.1-0.5mm/d之间,那么观测频率则应控制在1次/7d左右,之所以采用这样的控制方式与观测频率,可以有效提升量测效果。此外,在监控量测的过程中为保证检测效果,还需要加大对沉降速度与收敛速度的关注,如果在观测中发现边墙沉降速度在0.1mm/d以下,收敛速度在0.15mm/d以下时,意味着围岩多处于稳定状态,此时便可终止观测[1]。

其次,在地表下沉量测中,可以根据实际情况布置好监测断面,通常情况下至少要布置5个。然后在设置中心店的过程中最好将其设置早隧道中心线上,为进一步做好工作推进,还需要加大对监测断面高程变化的重视,这样可以及时获得各个监测点是否出现了沉降的情况,也可以在第一时间掌握沉降值。在获取量测精度的过程中应将测量精度精确到0.1毫米左右,且将观测误差降低到0.5毫米左右。在对地表下沉进行量测的过程中所选用的工具可以与边墙沉降监控量测中的所使用的工具相同,在观测频率的控制上也与边墙沉降监控量测相一致,唯一不同的是,在发现沉降速度低于0.1mm/d时应立即终止观测,这样也可以保证量测效果良好[2]。

三、砂质粘土隧道施工监控量测结果分析

(一)边墙沉降与水平收敛监控量测结果分析

通过以上监控量测可以发现,由于在监控量测中各个监测点无论是在地质上还是在所选用的施工方法上都十分相似,也就决定了其变化规律基本相同。同时在研究中还发现,各个监测点之间很少会发生变形的情况,随着时间的延长,各个观测点间也基本会呈现稳定状态,尤其是在开挖后的10-12d时这种情况日益明显。与此同时也可以发现,各个断面的收敛值始终处于较小状态,由此可见,隧道横向变化相对较小,围岩对边墙的影响也不大[3]。另外在研究中可以发现,各个边墙的沉降基本处于相同状态。通过这些内容也可以看住,随着相关工作人员加大了对砂质粘土隧道特殊性质的关注,选用的合适的施工工艺与方法,并借助相关仪器设备进行的调整,使得隧道最初阶段的支护刚度都可以有效提升,变形幅度与范围也不大,再加上手初支结构等因素的影响,使得锚杆形成一体化,这样一来在一定程度上也有效增强了受力的整体性。

(二)地面下沉监控量测结果分析

通过对地面下沉监控量测的研究可以发现,如果地表在隧道施工中出现变形,那么隧道走向便会发生变化,然而,在分析监控量测结果的过程中可以发现,隧道上方地面并没有发生沉降,而在隧道正上方的观测点中却发现了沉降变形痕迹。如某工程中便应用了以上方法,在观察中可以发现,每个观察点都发生了一定的沉降,但范围并不大,基本处于11.5毫米左右(如下表1所示)。由此可见,该隧道整体状态相对较好。

同时,随着时间的延长,沉降幅度相对于以往有所减轻。另外,在研究中发现,在开挖面不断向前推进的过程中,沉降速度在一定程度上回减小,但在开挖面经过地表测点的14m左右时,便可获得最大沉降量,同时也可以呈现基本稳定状态,也不会再次继续沉降。一般来讲,在围岩含水量逐渐减小的情况下,承载能力会有所提升,各个隧道之间的距离也会因此增大,这样一来地表沉降量在一定程度上也会下降[4]。

在研究中发现,地表沉降对围岩稳定性判别的影响较大。为进一步了解这一特征,有必要联系实际情况布置号隧道走向,然后确定好观测点,通过研究发现,在砂质粘土隧道施工中最容易出现沉降的位置为隧道正上方,随着高度的降低,沉降发生几率也会降低,所以,在砂质粘土隧道施工建设中应加大对隧道正上方的重视,但也要加大对隧道两侧墙体的重视,只有这样才能保证砂质粘土隧道施工建设顺利完成[5]。另外,在大跨度隧道施工中还需要加强与当地工程地质与水文地质的联系,选择合适的施工方法,这些都是在砂质粘土隧道施工建设中需要注意的问题。

结束语:

通过以上研究可以发现,在砂质粘土隧道施工中需要注意的问题有很多,尤其是在监控量测中应加大对各种问题的重视,因此,文章联系实际情况,分析与研究了在砂质粘土隧道施工建设中应使用的方法与工具等,并明确了注意要点,最后对监控量测结果进行了分析,希望能为相关人士带来有效参考,真正做好砂质粘土隧道施工建设,满足人们对交通道路的需求。

参考文献:

[1]顾洪江. 大连疏港高速公路大跨度砂质粘土隧道施工监控量测研究[J]. 北方交通,2006,12:64-67.

[2]展宏跃. 隧道穿越第三系粉质黏土支护结构受力研究[J]. 铁道工程学报,2017,02:59-64.

[3]曹利. 浅谈富水黄土隧道施工技术[J]. 中国新技术新产品,2013,09:99-100.

[4]王喆. 龙洞堡机场隧道施工沉降分析及对策[J]. 建筑知识,2016,01:84.

[5]杨剑锋,文飞宇. 隧道快速开挖及监控量测施工技术研究[J]. 科技视界,2017,01:294-295+379.

论文作者:刘书华

论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期

论文发表时间:2017/8/25

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砂质粘土隧道施工监控量测研究论文_刘书华
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