淺談無(wú)尺測(cè)量技術(shù)在隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)的應(yīng)用

【摘要】通過(guò)對(duì)在滬昆客專杭長(zhǎng)湖南段HCTJ-I標(biāo)段隧道圍巖量測(cè)的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)和闡述無(wú)尺測(cè)量技術(shù)在隧道圍巖量測(cè)的應(yīng)用及相關(guān)體會(huì)。

【關(guān)鍵詞】無(wú)尺測(cè)量；隧道；圍巖量測(cè)

一、工程概況

滬昆客專杭長(zhǎng)湖南段HCTJ-I標(biāo)段第三項(xiàng)目分部承建工程項(xiàng)目起訖里程為DK846+028.00（茶坡里隧道中心里程）～DK874+693.28（平達(dá)大橋起點(diǎn)），線路穿越醴陵市黃獺嘴鎮(zhèn)、楓林市鄉(xiāng)以及瀏陽(yáng)市官橋鄉(xiāng)、鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。管轄范圍內(nèi)隧道7.5座，長(zhǎng)7.845km。

二、隧道圍巖量測(cè)目的

1.確保安全：根據(jù)量測(cè)信息，預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情，防患于未然。

2.指導(dǎo)施工：分析處理量測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)和確認(rèn)隧道圍巖最終穩(wěn)定時(shí)間，指導(dǎo)施工順序和施作二次襯砌時(shí)間。

3.修正設(shè)計(jì)：根據(jù)隧道開(kāi)挖后所獲得的量測(cè)信息，進(jìn)行綜合分析，修正支護(hù)參數(shù)和檢驗(yàn)施工與設(shè)計(jì)措施的可靠性。

三、有尺圍巖量測(cè)技術(shù)

1.有尺圍巖量測(cè)技術(shù)

傳統(tǒng)隧道圍巖量測(cè)采用有尺掛鉤量測(cè)，在隧道開(kāi)挖完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)文件及規(guī)范文件要求施工里程埋設(shè)量測(cè)三角掛鉤，按照《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》要求頻次，采用精密水準(zhǔn)儀、收斂?jī)x進(jìn)行隧道圍巖量測(cè)。

隧道量測(cè)三角掛鉤 隧道水平收斂量測(cè)

隧道拱頂下沉測(cè)量

2、有尺圍巖量測(cè)弊端

在施工過(guò)程中放炮或機(jī)械碰撞等因素容易使三角掛鉤損壞，量測(cè)過(guò)程中需要機(jī)械配合，使成本增加，隧道施工至下臺(tái)階時(shí)掛尺困難。不能連續(xù)及時(shí)連續(xù)、準(zhǔn)確的采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。無(wú)法判斷圍巖和襯砌是否穩(wěn)定，保證施工安全，指導(dǎo)施工順序，進(jìn)行施工管理。

四、無(wú)尺圍巖量測(cè)技術(shù)

1.量測(cè)點(diǎn)布設(shè)

（1）量測(cè)斷面間距

根據(jù)設(shè)計(jì)文件、業(yè)主規(guī)定及《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》要求，量測(cè)斷面間距見(jiàn)表-1所示：

（2）量測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程》及建設(shè)單位的要求，量測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖-1、所示：

（3）量測(cè)觀測(cè)標(biāo)埋設(shè)

①制作量測(cè)觀測(cè)標(biāo)

采用φ22螺紋鋼筋，600mm長(zhǎng)，在螺紋鋼筋的一端將其切割成竹削式的斜面，將20mm*20mm的反射片貼在斜面上。

②預(yù)埋量測(cè)觀測(cè)標(biāo)

在初期支護(hù)砼噴射前，用沖擊鉆或錨桿風(fēng)槍鉆鑿φ40mm、300mm的孔（鋼筋需嵌入巖體不小于300mm，噴射砼后外露不小于50mm），用1：1水泥砂漿或錨固劑進(jìn)行錨固，所有貼有反射片一面均朝洞口方向，以便于觀測(cè)。使同一基線量測(cè)點(diǎn)的固定方向在同一斷面及水平線上。觀測(cè)點(diǎn)周?chē)眉t油漆噴涂，觀測(cè)點(diǎn)同時(shí)懸掛標(biāo)識(shí)牌。如圖-2所示。

2.無(wú)尺量測(cè)

（1）量測(cè)頻率

圍巖監(jiān)控量測(cè)頻率根據(jù)測(cè)點(diǎn)距開(kāi)挖面的距離及位移速度分別按表-3和表-4確定。由位移速度決定的監(jiān)控量測(cè)頻率和由距開(kāi)挖面的距離決定的監(jiān)控量測(cè)頻率之中，原則上采用較高的頻率值。出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時(shí)，增大監(jiān)控量測(cè)頻率。

（2）量測(cè)

全站儀無(wú)尺量測(cè)：將精度為1秒的全站儀架設(shè)在便于觀測(cè)及不受施工影響的位置，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集可分為兩種形式進(jìn)行，一種是采集絕對(duì)坐標(biāo)、高程；另一種是只采集相對(duì)坐標(biāo)，絕對(duì)高程，后一種在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中比較方便、快捷，不需要后視坐標(biāo)點(diǎn)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要任意架設(shè)全站儀。數(shù)據(jù)采集主要采集拱頂量測(cè)點(diǎn)A高程及水平收斂點(diǎn)B、C水平距離。拱頂高程測(cè)量是用全站儀照準(zhǔn)拱頂觀測(cè)點(diǎn)A的反射片十字中心，直接可以測(cè)得絕對(duì)高程；水平收斂是用全站儀照準(zhǔn)水平收斂量測(cè)點(diǎn)B、C，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)，即可用兩點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)計(jì)算得出水平距離。

圖-3全站儀無(wú)尺量測(cè)

3.量測(cè)數(shù)據(jù)分析

（1）根據(jù)量測(cè)值繪制時(shí)態(tài)曲線，選擇回歸曲線，預(yù)測(cè)最終值，并與控制基準(zhǔn)進(jìn)行比較，對(duì)支護(hù)及圍巖狀態(tài)、工法、工序進(jìn)行評(píng)價(jià)，及時(shí)反饋評(píng)價(jià)結(jié)論，并提出相應(yīng)工程對(duì)策建議。

（2）位移變化速度判別

凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，加強(qiáng)初期支護(hù)。

水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)滬昆客專杭長(zhǎng)湖南段HCTJ-I標(biāo)段第三項(xiàng)目分部7.5座隧道無(wú)尺圍巖監(jiān)控量測(cè)的應(yīng)用實(shí)踐，無(wú)尺測(cè)量技術(shù)在不影響隧道施工的情況下，不需要其他機(jī)械設(shè)備配合，能夠快速進(jìn)行隧道圍巖量測(cè)，保證及時(shí)連續(xù)、準(zhǔn)確的采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，判斷圍巖和襯砌的穩(wěn)定性，確保施工安全，指導(dǎo)施工管理，為今后相關(guān)工程提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] TB 10121一2007 鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程