圍巖量測技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用

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摘要：以現(xiàn)實工程為例，體系地敘述了隧道工程中圍巖量測技能的量測要領(lǐng)、注意事項、量測數(shù)據(jù)的處理，以及圍巖穩(wěn)固性的鑒別要領(lǐng)；議決施工現(xiàn)場監(jiān)測，掌握圍巖和支護(hù)在施工中的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)固水平。

　　關(guān)鍵詞：隧道工程；圍巖量測；要領(lǐng)；數(shù)據(jù)處理

　　1、工程外貌

　　馬平高速公路老鴉峽2#隧道是疏散式雙洞（左右線）單向行駛隧道。隧道出口段地質(zhì)圍巖分為三類：洞口段為Ⅰ類圍巖，地質(zhì)情況為卵石，砂土添補(bǔ)，無膠結(jié)，同時存在采空區(qū)（在隧道進(jìn)洞之前已對采空區(qū)舉行了回填封堵灌漿處理），易孕育發(fā)生大的塌方；緊接Ⅰ類圍巖為Ⅲ類圍巖，地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育，局部受風(fēng)化影響節(jié)理裂隙發(fā)育；然后是Ⅳ類圍巖段，地質(zhì)情況為石英閃長巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育。整條隧道地下水位于計劃高程以下，不發(fā)育，隧道開挖最大跨度為15m，最小為13m，開挖高度為11m.

　　2、量測項目憑據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)真相況，舉行了以下幾項量測：洞內(nèi)視察，地表下沉量測，拱頂下沉量測，周邊收斂量測。

　　3、量測

　　3.1 洞內(nèi)視察隧道在開挖后要舉行地質(zhì)視察，在支護(hù)完成后對已支護(hù)地段要舉行視察。

　　對開挖的圍巖視察包括以下幾項：

　?。?）節(jié)理裂隙發(fā)育水平及偏向；

　?。?）開挖事情面的穩(wěn)固狀態(tài)，頂板有無坍塌征象；

　?。?）涌水情況：涌水的位置、涌水量、水壓等；

　?。?）是否有底板隆起征象。

　　對初期支護(hù)段圍巖視察重要有以下幾項：

　?。?）是否孕育發(fā)生錨桿被拉斷或墊板脫離圍巖征象；

　?。?）噴混凝土是否孕育發(fā)生裂隙和剝離或剪切破壞；

　?。?）鋼拱架有無被壓變形情況。

　　3.2 地表下沉量測地表下沉量測布置在4B～6B（B主洞室寬）領(lǐng)域，中線相近密些，外側(cè)漸稀。

　?。?）測點埋設(shè)：在埋設(shè)點挖長、寬、高均為20mm 的坑，然后放入沉陷測點，測點一樣平常采用25mm 長、350mm半圓頭鋼筋制成。測點周圍用混凝土填實。在開挖影響領(lǐng)域以外設(shè)置水平基點2個～3個。水平基點埋設(shè)要領(lǐng)同上。

　?。?）量測——沉陷量盤算：使用平凡水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，測出各沉陷量測點的標(biāo)高，然后按下式盤算沉陷量。

　　un=A0-（A基-R后 R前）（1）

　　式中un—第n次量測下沉量，mm；

　　A0—測點初始標(biāo)高，mm；

　　A基—水準(zhǔn)基點標(biāo)高，mm；

　　R后—第n次量測后視讀數(shù)，mm；

　　R前—第n次量測前視讀數(shù)，mm.

　　3.3 拱頂下沉在拱頂部位布設(shè)一個測點，中線兩側(cè)2m處拱腰部位布置兩對稱測點，三個點位于一個斷面，布設(shè)時采用全站儀測放，量測斷面的間距為Ⅰ類圍巖段10m，Ⅲ類圍巖段15m，Ⅳ類圍巖段20m，量測阻遏時間：1d～15d1次/d；16d～1個月1次/2d；1個月～3個月1次/周。

　　下沉量盤算：un=A0-（A基-R后 R前）（2）

　　式中un—第n次量測下沉量，mm；

　　A0—測點初始標(biāo)高，mm；

　　A基—水準(zhǔn)基點標(biāo)高，mm；

　　R后—第n次量測后視讀數(shù)，mm；

　　R前—第n次量測前視讀數(shù)，mm.華東公路2002年第4期2002年第4期婁奕紅，王秉勇：圍巖量測技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用。

　　3.4 周邊位移周邊位移量測重要量測兩側(cè)邊墻收斂值。

　　布設(shè)測點如下：在Ⅳ類圍巖中，每隔50m布置一個斷面；Ⅰ類、Ⅲ類圍巖每隔20m布設(shè)一個斷面。每個斷面布置3對測點，在楔形體領(lǐng)域內(nèi)大略布置于上中下，每組兩個測點連結(jié)在水平位置。

　　4、量測數(shù)據(jù)的處理采用隧道凈空厘革值（收斂值）作為信息反饋值。

　　收斂值指隧道周邊兩測點連線偏向上相對位移值，所以必須把它換算成兩測點的絕對位移值，換算的要領(lǐng)按幾多關(guān)連有：（ui-uj）cosAij （vi-vj）sinAij=Dij（3）

　　式中ui、uj、vi、vj—i、j兩測點絕對位移的水溫和垂直分量；

　　A—ij連線與水平偏向夾角，按逆時針偏向為正；

　　D—基線ij偏向的收斂值。

　　采用一元非線性回歸方程。

　　指數(shù)方程：u=a（1-e-bt）（4）

　　當(dāng)量測時間t1=t2時，則解得回歸系數(shù)a=u21/（2u1-u2）

　　b=1/tln［u1／（u2-u1）］（5）

　　當(dāng)量測時間t2=2t1，則用拉格朗日插值方程求解2t1時的量測值u，然后再用兩倍時差求解a、b值，u=［（t3-2t1）u2 （2t1-t2）u3］/（t3?t2）（6）

　　得出回歸方程后，可以繪出位移時間曲線，得出某暫時間位移速率，從位移時間形態(tài)、位移速率與某臨界值相比力，確定采用何種支護(hù)結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)施作時間。

　　5、圍巖穩(wěn)固性鑒別尺度位移——時間曲線的形態(tài)，憑據(jù)巖體的流變特性，巖體破壞前的變形曲線分成三個區(qū)段。

　　分別如下：

　?。?）基本穩(wěn)固區(qū)：變形速率不停降落，d2u/dt＜0時，評釋圍巖趨于穩(wěn)固，支護(hù)是清靜的。

　?。?）過渡區(qū)：變形速率永劫間連結(jié)穩(wěn)固，d2u/dt=0，評釋支護(hù)要增強(qiáng)同時實時調(diào)解施工步伐。

　?。?）破壞區(qū)：變形速率逐漸增長，d2u/dt＞0時，曲線出現(xiàn)反彎點，評釋圍巖已到達(dá)傷害狀態(tài)，必須立刻歇工加固。