桃园二号隧道新奥法施工监测技术.pdf
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1、2 0 1 1 年第 8期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i ng 3 9 文章 编号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 3 9 0 4 桃 园二号隧道新奥法施工监测技术 程浩 , 周建春 ( 华南理工大学 , 广 州5 1 0 6 4 0 ) 摘要: 通过桃 园二号隧道新奥法施 工的现场监控量测, 掌握 围岩的动 态变形特征与稳定性状况, 对设计 和施 工的合理性进行评估和信息反馈 , 及时发现险情和采取相关处治工程措施 , 指 导高效施 工, 为保证 隧道 施 工安 全发挥 了重要 的作 用。 关 键词 : 隧道
2、新奥 法 监控 量 测 施 工 中图分 类号 : U 4 5 5 4 8 1 文 献标 识码 : B 新奥法( N A T M) 作为一种 隧道施工方法 , 其基本 原理是运用各种手段 ( 开挖方法 、 支护形式、 监控量测 等) 抑制围岩变形 , 最 大限度地发挥围岩 自身 的承载 能力 , 使隧道施工更 安全 、 更经济 , 而其经济性与安全 性就 是通 过现 场监 控 量测 所 获 得 的围 岩 、 支 护 系统 的 应变和应力信息及时反馈应用于隧道设计和施工 中来 实现的。监控量测是新奥法施工的核心, 也是隧道动 态反馈设计与信息化施工的精髓所在。在施工过程 中 通过现场监控量测 ,
3、及时掌握 围岩在开挖过程 中的动 态和支护结构的稳定状态, 提供有关隧道施工的全面 、 系统信息资料 , 以便及时调整支护参数 , 通过对量测数 据的分析和判断 , 对 围岩支护体系的稳定状态进 行监控和预测 , 并据此制订相应的施工措施 , 以确保洞 室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。 1 工程实例概况 桃园二号隧道是广州市增 ( 城 ) 一从 ( 化 ) 高速公 路上的一座上、 下行分离的四车道短隧道 , 位于从化市 温泉镇桃园中田村。左线隧道长 1 7 7 m( Z K 5 5+ 4 5 5 一 Z K 5 5+6 3 2 ) , 右线 隧 道 长 1 8 7 I n ( Y K 5
4、5+4 4 5 一 Y K 5 5 + 6 3 2 ) 。隧道按新奥法原理和 公路 隧道设计规范 ( J T G D 7 0 -2 0 0 4 ) 的技术标 准进行设计 , 建筑 限界净 宽为 1 0 7 5 m, 限高 5 0 0 m。隧道进 口端( 增城端 ) 无 施工道路 , 施工采取左 、 右洞分别从 出口端向进 口端单 向开 挖 。 隧道沿线山体海 拔高度为 9 1 22 1 1 2 m, 相对 高差约 1 2 0 0 m, 最 大埋深 5 0 0 m。隧道进 口斜坡 坡度较缓 , 出口斜坡坡度较陡 , 下伏基岩主要为侏罗系 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 3 - 0 4 ; 修
5、 回日期 : 2 0 1 1 0 5 1 8 作者简介 : 程浩( 1 9 8 5 一) , 男 , 湖北 黄冈人 , 硕士研究生 。 ( J ) 凝灰岩。隧道围岩级别 V类 , 围岩软硬不均 , 开挖跨度大 , 稳定性差 , 洞身 围岩为强风化凝灰岩 , 偶 夹中 一 微风化凝灰岩 , 富含孔 隙水。隧道 区地下水可 分为第四系坡残积土及强风化带孔隙水 、 基岩强 微 风化凝灰岩基岩裂隙水 , 水量大小受裂 隙发育程度及 季节变化影响 , 补 给来源主要为大气 降水下渗补给。 隧道区地表水主要为流溪河水系上游支流, 地表水 主 要接受地下水及大气降水 的补给 , 顺地表汇人冲沟及 河流 。
6、2监控量测 的内容和 实施 根据相关规范设计要求和桃园二号隧道的实际情 况, 本次监控量测 内容分为必测项 目和选测项 目( 见 表 1 ) 。必测项 目是为 了确保在施工过程 中的围岩稳 定 和施 工安 全而 进行 的经 常 性 量 测工 作 , 对监 视 围岩 稳 定 、 指导设 计 和施 工具 有重要 意 义 ; 选测 项 目是 必测 项 目的拓展和补充 , 既可对 已完成 的支护实施有效监 控做出评价 , 又可对未开挖地段提供参考信息 , 指导未 来设计和施工, 以便更深入地掌握围岩稳定状态与支 护效果。测点应布置在具有代表性 的地段 , 隧道拱顶 下 沉 、 周 边 收敛 、 围岩
7、内部位 移测 点尽 量布 置在 同一 断 面 , 锚杆轴力 、 钢支撑 内力、 二次衬砌应 力等测点应布 置 在 同一断 面上 , 以便 监 测 结果 相 互 印 证 。监 测 断 面 测点 布 置见 图 1 所 示 。 3数据 的采集 与分析 隧道监控量测作为新奥法 的三大核心之一 , 对评 价隧道施工方法 的可行性 、 设计参数 的合理性 、 积累建 设经验等具有重要意义。通过对实测数据的现场分析 处理 , 及时向业主、 设计方 、 监理方及施工方提供分析 资料 , 直接服务隧道施工 , 为判断隧道围岩开挖后 的稳 4 0 铁道建筑 A u g u s t , 2 0 1 1 围 岩 宕
8、瓣舅 澄 鹧: 锚 杆 轴 力 业 主 = 衬 砌 应 力 图 1 隧道监测断面布置示意 定 状况 和及 时把 握二 次支 护时 机提供 科学 依据 。 3 1 地 表沉 降观 测 桃园二号隧道出口为 V级围岩 , 埋深较浅 , 为坡残 积土 、 强风化凝灰岩 , 遇水极易软化 、 崩解 , 易引起 山体 滑塌。2 0 1 0年 2月 2 8日在隧道 出口地段 ( 中心桩号 Z K 5 5+ 6 0 5 ) 共 埋设 地表 沉 降测点 1 6个 , 测点 间距 2 l 槲 黉 5 m。用 D S Z 2+F S 1 精密水准仪进行观测, 历时 6 6 d , 从 获取 的量 测数 据来 看 ,
9、 考 虑测 量误 差 , 地 表无 明显 沉 降, 隧道的掘进是安全 的。以左线拱顶上方各测点为 例 , 地表沉降时空变化 曲线见图 2 , 其 中 4号点在隧道 中线 上 。从 图 2中 可 以看 出随 着 隧道 的开 挖 , 地 表 测 点下沉 波 动较大 , 上 断面开 挖对 地表 下沉 影响 显著 , 下 断面 开挖 的影 响则 相 对 较 小 ; 在 经 过 3 5 d后 , 地 表 沉 降基本稳定 , 沉降值在 3 5 7 3 mm之间。 3 2开挖 段工作 面 的观察 每个开挖循环完成时立即进行地质观察 , 绘 出地 质素描图。如遇特殊地质情况或危 险地段时 , 应进行 不 间断
10、观 察 。开挖段 工 作 面 的 观察 主要 有 : 掌子 面 结 构面产状及稳定状态 、 围岩级别是否与设计相符 、 岩层 节理裂隙、 断层分布和形状、 涌水情况 、 是否有仰拱隆 起现 象 。对于 已施作 初 期 支 护 地 段 , 还需 加 强对 围岩 动态情况的观察 、 锚杆的受力变形情况 、 喷射混凝土是 否发 生裂 隙和剥 离 现象 、 拱 架 有无被 压坏 变形 等 。 2 01 0 - 0 3 - 0 1 2 0 1 0 - 0 3 - 0 9 2 0 1 0 -0 3 -1 7 2 0 1 0 - 0 3 - 2 5 2 0 1 0 - 0 4 - 0 2 2 0 1 O O
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