《探讨大跨度隧道洞口施工大变形段监控预警分析[公路隧道]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨大跨度隧道洞口施工大变形段监控预警分析[公路隧道]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、公路 隧道 2 0 1 3年第 1 期 总第 8 1 期 大跨度 隧道洞 口施工大变形段监控预警分析 张银金 招商局重庆交通科研设计院有限公司 重庆4 0 0 0 6 7 摘 要文章介绍大 庆 广 州 高速公路单洞3 车道隧道洞口 施工大变形段的监控预警 根据监测数据选择预 警时机 为今后类似大跨度隧道洞口段施工监控量测提供借鉴 关 键词大跨度隧道监控量测监控预警 高速公路单洞 3车道隧道开挖断面大 设计毛 洞开挖宽度约 1 7 m 1 8 m 高度约 1 2 m左右 一般 情况下 洞 口段埋深较浅 有时还会有偏压现象 围 岩风化程度一般较高 自稳能力差 施工难度大 这 就需要对隧道施工实施监
2、控量测 1 监控过程中 监测数据出现异常时需要预警 如预警过早 影响施 工进度 预警晚了 可能造成隧道坍塌事故 损失惨 重 失去监控量测 的意义 唯有预警及时 方可遏制 隧道变形继续发展 避免隧道坍塌事故 真正发挥监 控量测的指导 反馈 作用 因此 如何根据监测数 据判断隧道的稳定状态 是否预警 何时预警对隧道 施工意义重大 1 工程概 况 大 庆 广 州 高速公路粤境段上坪隧道左线起 讫桩号为 Z K1 7 4 0 3 Z K2 0 8 9 0 长度为 3 4 8 7 m 上坪隧道穿过低 山地貌区 地表植被发育 最大相 对高差约 3 8 5 8 m 隧址所在 的山体范围沟谷部分 见常年有水
3、的溪流 部分见季节性溪流 本 隧址地 层岩性主要为寒武纪高滩组变质砂岩 石炭系灰岩 炭质灰岩 晚三叠世红卫坑组灰 白 灰紫 灰色薄一 厚层状细粒长石石英砂岩 上 白垩系 下第三系丹 霞组紫红色砾岩 砂砾岩 含砾细砂岩 粉砂岩及第 三系火 山角砾岩等组成 地下水不发育 左洞出 口端属浅埋偏压段 主要 由全 强风化 泥质粉砂岩 粉砂岩及微风化灰岩等组成 节理裂隙 发育 完整性差 裂隙微张 有少量填充物 层理不 清 岩面变化大 V级围岩 隧道出口段设计毛洞开 挖宽度为 1 7 5 5 m 高 1 1 9 4 m 的大跨度断面 洞 口 浅埋段采用双侧壁导坑法进行开挖 为及 时提供施工所需的围岩稳定程度
4、和支护结 构的受力状态 提高施工效率 修正支护参数 对该 隧道进行了监控量测 监测项 目包括 地质与支护 4 0 情况观察 周边位移量测 拱顶下沉量测 地 表下沉量测等 4 项监测项 目 地表监测测点根据地 表地形布置如图 1 图 2 图 1 上坪 隧道左线 出洞 口地表地形 z z l 2 婪兰 銎 兰 图 2 地表沉降监测断面及测点布置示意图 2 监控量测反馈 2 1 险情描述 2 0 1 3年 3月 1 0日 上坪隧道 出 口左 同近期 地 表监测数据异常 隧道套拱出现开裂 临时支撑 鼓 起 洞 口边仰坡开裂 地表截水沟中部隆起开裂等异 常现象 十分危险 1 隧道 围岩情况 围岩为全 强
5、风化的泥质粉 公路 隧道 2 0 1 3年第 1 期 总第 8 1期 砂岩 粉砂岩 节理裂隙发 育 围岩大部风化至砂土 状 围岩 自稳能力弱 2 该洞 目前采用双侧壁导坑法施 工 临时支撑 为斜 向直支撑 见 图 1 截止 2 0 1 3年 3月 1 0日 左侧导坑上 台阶掌子 面桩号 为 Z K2 0 8 4 8 进尺 2 4 m 中间导坑上台阶为 Z K2 0 8 5 5 进 尺 1 7 m 右侧导坑上 台阶为 Z K2 0 8 3 8 进尺 3 4 m 右侧导 坑下台阶及仰拱桩号为 Z K2 0 8 6 6 见图 2 1 地表沉降大 Z K2 0 8 5 5 Z K2 0 8 5 0两个
6、地 表沉 降监测断 面变化很大 监测数据见表 1 表 1 上坪隧道出口左洞地表监测数据 累计沉降值 n u n 监测断面桩号 测点号 平均沉 降速率 ram d 3月 5 E l 3月 6 E l 3 月 7日 3月 8日 3月 9日 3月 1 0 E l Z 3 1 O 0 3 4 1 3 9 1 9 3 2 6 2 0 3 5 0 0 7 Z 3 2 O 一 0 9 2 0 5 9 8 4 0 1 0 7 l 1 2 0 2 2 Z3 3 O 3 9 7 7 3 7 1 6 9 8 8 9 1 2 8 6 2 5 7 Z3 4 O 1 O 5 1 2 0 9 0 2 7 8 7 3 9 7
7、 5 4 6 9 4 9 3 9 Z K2 0 8 5 5 Z3 5 O 1 6 7 4 3 0 1 9 4 5 2 6 6 5 6 1 7 7 5 2 l 5 5 0 Z3 6 O 5 2 6 9 7 7 1 4 5 5 4 4 9 1 5 6 8 6 11 3 7 Z3 7 O 一 2 8 2 0 4 2 2 2 7 2 5 2 7 3 7 76 7 5 5 Z3 8 O 一 3 7 2 1 2 1 1 2 8 1 4 0 9 2 6 8 O 5 3 6 Z3 9 O 0 9 3 3 1 O 3 9 7 2 O O 3 3 1 1 2 6 2 2 Z4 1 0 3 6 6 5 O 9 8
8、5 0 3 6 7 8 4 9 6 8 9 9 4 ZK2 0 8 5 0 Z4 2 O 0 3 1 0 9 1 9 9 3 2 5 O 2 3 6 9 7 7 3 9 Z4 3 O 一 2 7 2 3 9 1 7 7 3 l 8 2 7 2 8 8 7 5 7 7 注 断 面埋设时间为 2 0 1 3年 3月 4日 初测 时l司为 2 0 1 3年 3月 5日 从表 1可看出 从 2 0 1 3年 3月 5日至 2 0 1 3 年 3 月 1 0日 各地表沉降监测断面在隧道拱顶上方及附 近的测点 累计沉降量及沉降速率较其他点大 最大 值 出现在 Z K2 0 8 5 5断面 正好对应 中导坑
9、桩号 累计沉降量及平均沉降速率分别为 7 7 5 2 ram及 1 5 5 0 mm d 见图 3 图 4 所示 右侧沉降较左侧大 面向洞 口 产生不均匀沉降 从而导致截水沟中部 隆起开裂 由于地表沉 降速率快及隧道受偏压 管 棚及套拱承受压力过大 从而导致洞口仰坡套拱开 裂 见图 5 图 6所示 洞 口边仰坡开裂 地表截水 沟中部隆起开裂 见图 9 图 1 0 n 1 0 0 0 0 0 一 N N 相 0 日 期 图 3 Z K2 0 8 5 5 地表 沉降曲线图 1 3期 图 4 Z K2 0 8 5 0地表沉降 曲线圈 图 5 套拱纵向裂缝 面向洞口右拱顶位置 2 2 险情原因分析 1
10、 隧道围岩为全 强风化的泥质粉砂岩 粉砂 岩 节理裂隙发育 围岩大部风化至砂土状 围岩 自 41 舳 m 0 m 目v枷矬蜉 f 嘴 公路 隧道 2 0 1 3年第 1期 总第 8 1 期 图 1 1 Z K2 0 8 5 5 地表沉 降曲线 图 加 图 1 2 Z K2 0 I 8 5 0地表沉降 曲线图 加 固后 5 结论及建议 对于大跨度隧道洞 口浅埋偏压段的施工 基于 监控量测数据进行预警 可得 出如下结论 1 对于双侧壁工法 影响隧道稳定最重要因素 之一为中导坑与左 右侧壁 导坑 间安全距离 因此 在双侧壁施工 中 左 右侧壁导坑与中导坑掌子面间 必须保证足够的安全距离 否则会影响到隧道 的安 全稳定 对于上坪隧道 左线 出口 根据隧道 自身 地质条件 中导坑与最近导坑掌子面之间的安全距 离建议为 1 5 m 设计为 1 0 m 2 监控预警时机的把握应根据监控量测数据 隧道洞内围岩及初期支护 的变形情况 隧道地表及 边仰坡的变形情况以及 围岩 自稳条件等信息进行综 合考虑 3 在常规监测的基础上建议对隧道地表监测 点进行位移监测 使监测信息立体化 有利于对隧道 变形进行综合分析 为隧道监控 预警提供更为丰富 的信息 43 1 0 N l 2 0 E 0 0 n 0 詈 譬 0 卜 0 啦 竹 0 竹 0 的 m 0 m lv嘲艘嚣 l 苦
