新奥法隧道围岩施工监控量测技术.docx

2006 年第 7 期
铁道建筑
Railway Engineering 31
文章编号:100321995 (2006) 0720031202
新奥法隧道围岩施工监控量测技术
戴 刚
(北京铁城建设监理有限责任公司,北京 100855)
摘要:介绍在新奥法施工的隧道中现场围岩监控量测的内容、量测手段和量测方法,以及量测数据的处理和围岩稳定分析,据此进行合理施工安排和设计变更。
关键词:隧道 量测 回归处理 稳定分析
中图分类号:U455148 ;U45613 + 1 文献标识码:B
围岩变形量测是新奥法三大支柱之一,隧道围岩变形量测是新奥法现场量测的首要内容,是确认或修改支护设计参数和判别围岩稳定的依据,是保证隧道施工安全的一项重要措施。为了保证隧道的设计净空断面,监理人员应严格要求施工单位按规定进行拱顶下沉和净空量测,量测数据及其分析结果应及时与设计进行比较,掌握地表沉陷、围岩和支护结构的工作状态,对围岩稳定性作出评价,确定或调整支护结构、支护参数和支护时间;评价支护结构的合理性及其安全性,并对设计和施工的合理性进行评估和信息反馈,以确保施工安全和隧道的稳定。
1 隧道围岩的量测
111 隧道监控量测的必测项目
为了保护隧道的顺利开挖及二次衬砌的时间,隧道围岩的量测必测项目一般包括地质及支护状况观察、周边收敛量测、拱顶下沉量测、地表下沉。地质及支护状况观察包括岩性、岩层产状、结构面、溶洞、断面描述、支护结构裂缝等;周边收敛量测是量测隧道围岩周边位移,了解收敛状况、断面变形状态,判断稳定性; 拱顶下沉量测是监视隧道拱顶下沉,了解断面的变形状态,判断隧道拱顶的稳定性;地表下沉是根据地表下沉位移量判定隧道开挖对地表下沉的影响,以确定隧道支护结构。
112 隧道围岩量测的选定项目
隧道围岩量测的选测项目:围岩内部位移量测、锚杆轴力量测、衬砌应力量测、围岩压力及层间支护压力、型钢支撑应力量测及弹性波测试。围岩内部位移量测是了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布,为准确判断围岩的变形发展提供数据;锚杆轴力量测是根据锚杆所承受的拉力,判断锚杆布置是否合理; 衬砌应力量测是根据量测二次衬砌内应力、喷射混凝
土层内轴向应力,了解支护衬砌内的受力情况;根据围岩压力及层间支护压力,判断复合衬砌中围岩荷载大小,判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力情况; 量测型钢支撑内应力,推断作用在型钢支撑上的压力大小,判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性;通过声波测试,判断隧道围岩松动区大小、裂隙发育情况。
2 隧道围岩量测的手段要求
量测数据的质量好坏直接影响到监控的成败。监控的现场量测手段应满足下列要求:
1) 尽快埋设测点。隧道开挖过程中,围岩压力场、位移场的变化与开挖作业面的空间位置密切相关。一般情况下,位移的变化在量测断面前后总计两倍洞径范围内最大。为了全面量测应力、位移的变化值,要求测点埋设紧靠开挖作业面,且要尽快埋设,以减少对施工的干扰。第一次测试宜在埋设测点后立即进行,以便取得初始数据。应注意一次量测的时间宜尽量短。
2) 所埋设的长期有效的传感元件要有较好的防振、防冲击波的能力。
3) 测试的数据应直观、正确、可靠。隧道开挖、支护作业是连续循环进行的,信息反馈必须及时、全面, 不影响施工。为了便于信息反馈,