鉆孔測斜儀在隧道仰坡位移監測中的應用

孫海東 楊紹戰 曹校勇 寇寶文

摘要：介紹了測斜儀的工作原理及其在隧道仰坡位移監測中的應用。根據累計位移-深度曲線，可對滑動面的分布情況作出判斷。以阿爾及利亞貝佳亞港口至哈尼夫互通100km連接線SidiAich隧道為例，對隧道仰坡進行位移監測，說明測斜儀在仰坡位移監測中的應用是可行的。

Abstract： This paper introduces mainly inclinometer's principles and its applications in monitoring deformations of tunnel slope. Based on inclinometer' s cumulative displacement-depth curve， sliding surface are concluded in a way. Take the SidiAich tunnel from Bejaia Port to East-West Express Hanif Interchange 100km connecting line as an example， displacement monitoring of the tunnel slope， it is shown that inclinometers monitoring deformations of tunnel slope is practicable.

關鍵詞：測斜儀;隧道仰坡;變形監測

Key words： inclinometer;tunnel slope;monitoring deformations

中圖分類號：U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0116-03

0? 引言

在隧道進洞這一關鍵性的施工環節中，保持洞口仰坡的穩定至關重要。而隧道進洞最為常見，危害最大的不良地質現象就是洞頂仰坡的滑塌失穩。實際施工中往往由于監測不及時不到位，錯過了加固仰坡的最佳時機，造成仰坡開裂、滑移、失穩，導致隧道“進洞難”的問題。

為了及時發現洞頂的安全隱患，快速而合理地采取防治措施，就必須對隧道仰坡進行位移監測。采用鉆孔測斜儀監測可以快速、準確的確定滑動面位置及位移發展方向和速率，對隧道仰坡的及時防治起到重要的作用。

1? 測斜儀工作原理

鉆孔測斜儀的組成如圖1所示[1][2][3]。令測頭在測斜管之內自下而上移動，移動過程中測頭的傳感器對測斜管不同深度處的傾斜角？茲i的變化值進行分段測量。然后根據測點的管段長度，分別求出不同的高程處水平位移變化值■，

即：■

從測斜管底部的測點開始，逐段進行水平位移累加，就可以獲得任意高程處的水平位移，也就是：

式中：

■—每一測量段的水平位移變化值;

L—每一測量段的管段長度;

？茲i—每一測量段內管軸線與鉛垂線的夾角;

bi—測斜管內任一高度處累計水平位移;

n—測斜管內測量段數量。

在監測過程中，為了消除和減少誤差，應在位移的正方向A及180°方向B分部測讀，取兩個方向讀數的絕對值平均值為傾角測值。

2? 測斜儀的安裝

2.1 安裝程序

測斜儀安裝一般分為六個步驟：

①鉆孔→②灌漿→③下測斜管→④填砂料→⑤封孔→⑥清理現場。

2.2 鉆孔

對孔深小于等于20m的鉆孔采用ф127mm鉆頭鉆進，對孔深大于20m的鉆孔根據地層情況采用ф127mm一鉆到底或者先采用ф108mm開孔后再采用ф127mm擴孔。

2.3 灌漿

為保證孔內水泥漿液面在安裝測斜管后達到7.0m，一次灌漿量控制在≥0.06m3。

第一次灌漿高度：

下測斜管后漿液面高度：

2.4 下測斜管

測斜管（單節長度2.0m）放入鉆孔中，兩根測斜管之間用接頭連接，接頭部分可以保證兩根測斜管十字槽準確對接，連接后用鏍釘固定，最后用防水膠帶密封接頭處。

2.5 填砂料

水泥漿凝固后，對其上的空隙采用砂料回填。

2.6 封孔

測斜管基座均采用混凝土澆筑，孔口封閉上鎖，保證測斜管不被破壞。

3? 工程應用實例

3.1 工程概況

工程應用實例來自阿爾及利亞貝佳亞港口至哈尼夫互通連接線項目，該連接線工程全長100公里，全線設置Sidi Aich隧道一座，隧道左線全長1691m，右線全長1628m，設計為分離式雙向六車道公路隧道。

洞頂上方有當地少數民族地區居民區，房屋陳舊、破損嚴重，隧道進洞必須保證上方居民區的絕對安全。

3.2 工程地質概況

隧道進口端的地層分布情況如下：①層為棕紅色低塑性黏土，土質不均，含角礫，硬塑～堅硬，潮濕，厚度2.1-5.0m;②層為全風化泥灰巖，褐黃色，巖體極破碎，風化呈土夾碎石狀，厚度21.0-29.6m;③層為強風化泥灰巖，青灰色，巖體極破碎，巖芯呈角礫夾碎石狀，巖質軟，遇水易軟化。