淺埋偏壓隧道施工中深部位移監(jiān)測(cè)技術(shù)探析

■張 凱 ■四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610041

1 工程概況

在監(jiān)測(cè)方進(jìn)駐工地之前，隧道出口段已經(jīng)開挖250 米，而大約有70米已經(jīng)做了二襯，但由于隧道的出口段處于嚴(yán)重的偏壓地段，在修建的過程中，已經(jīng)施作二襯的部分產(chǎn)生了嚴(yán)重的病害，在靠山體內(nèi)側(cè)，隧道的拱腰出現(xiàn)了一些縱向裂縫，拱頂有部分斜裂縫，而在山體的外側(cè)，隧道的墻角則出現(xiàn)了縱向裂縫，經(jīng)過測(cè)量，在拱腳處的縱向裂縫有的已經(jīng)達(dá)到了10mm 左右，見圖1、2。

圖1 隧道出口段病害

圖2 山體外側(cè)拱腳處縱向裂縫圖

2 工程措施

面對(duì)出現(xiàn)的病害，我們首先要判斷病害產(chǎn)生的原因，即到底是山體滑動(dòng)還是支護(hù)參數(shù)不夠引起的?經(jīng)過多方討論，最后決定采用CX-3C系列測(cè)斜儀(工作原理見圖3)對(duì)山體的深層土體進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷山體是否出現(xiàn)滑動(dòng)，如果山體未出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，那么就要采取一定的措施，比如提高支護(hù)參數(shù)以抵抗山體的側(cè)壓力。

圖3 CX-3C 測(cè)斜儀工作原理圖

根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB50497 -2009)的要求，土體深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜布置有代表性的部位。監(jiān)測(cè)采用在土體中預(yù)埋測(cè)斜管，通過測(cè)斜儀觀測(cè)各深度處水平位移。當(dāng)測(cè)斜管埋設(shè)在土體中，以測(cè)斜管底為固定起算點(diǎn)時(shí)，管底應(yīng)嵌入到穩(wěn)定的土體中。

本次監(jiān)測(cè)在隧道出口段裂縫比較多的里程斷面布置三個(gè)測(cè)斜孔，深部位移監(jiān)測(cè)布置見圖4。其中1 號(hào)孔位于隧道右線，距隧道中心線10 米，標(biāo)高437.20;2 號(hào)孔位于隧道中心線正上方，標(biāo)高443.20;3 號(hào)孔位于隧道左線，距隧道中心線10.5 米，標(biāo)高451.35。3 號(hào)孔深29 米共計(jì)58 個(gè)位移點(diǎn)，2 號(hào)孔深18 米共計(jì)36 個(gè)位移點(diǎn)，1 號(hào)孔深25 米共計(jì)50 個(gè)位移點(diǎn)。(每0.5 米一個(gè)測(cè)點(diǎn))

在進(jìn)行深部位移測(cè)孔鉆孔過程中，我們發(fā)現(xiàn)，有一部分水從隧道的裂縫流出(見圖5)，這給我們提供了一個(gè)信息，在后期隧道加固過程中，在對(duì)裂縫的處治時(shí)要特別注意，比如用高壓混凝凝土填實(shí)裂縫，以免雨季時(shí)水對(duì)襯砌的腐蝕。

3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過近2 個(gè)月的持續(xù)觀測(cè)，我們得到了比較真實(shí)的關(guān)于山體是否滑動(dòng)的數(shù)據(jù)。如下圖6 所示。(‘+’表向X、Y 正向位移;‘-’表向X、Y 反向位移;由于測(cè)量結(jié)果變化很小，為便于在圖表中表達(dá)清晰，選取每隔10 天的部分結(jié)果進(jìn)行分析。)

圖4 深部位移監(jiān)測(cè)布置示意圖

圖5 鉆孔裂縫處漏水圖

圖6 各方向位移變化量圖

由上圖6 分析可知:

(1)1 號(hào)孔位于隧道的左側(cè)，即山體外側(cè)，在孔深22m 處附近X 方向有較大累積變化量，最大累積變化量達(dá)到1.6mm，雖然測(cè)斜管周圍在回填時(shí)是用細(xì)砂回填，但是在鉆孔時(shí)經(jīng)過對(duì)孔壁的擾動(dòng)，再經(jīng)過幾次雨水后，雨水帶動(dòng)孔周圍細(xì)小的土粒進(jìn)入測(cè)斜管內(nèi)，造成測(cè)斜管內(nèi)的底部沉積了部分淤泥。經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，在每次測(cè)量完1 號(hào)孔后都會(huì)在測(cè)斜探頭的末端殘留很多淤泥，分析可能是由于這部分淤泥隨著測(cè)斜儀探頭由孔底帶到孔深為22m 附近后固結(jié)在測(cè)斜管上，造成對(duì)這幾個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的影響，1 號(hào)孔各點(diǎn)Y 方向的累積變化量都未超過1mm。

(2)2、3 號(hào)孔各測(cè)點(diǎn)的X、Y 方向隨著深度的增加出現(xiàn)小幅波動(dòng)現(xiàn)象，且最大累積變化量都未超過1mm，分析原因是由測(cè)量誤差引起的。

經(jīng)過以上數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，我們可以確定在監(jiān)測(cè)期間，山體并沒有出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，山體基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，那么在后期對(duì)二次襯砌病害的處理就基本可以圍繞加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)方面去采取處治措施。

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