量测技术在浅埋富水特殊软弱围岩隧道施工中的应用0切丁机

量测技术在浅埋富水特殊软弱围岩隧道施工中的应用

量测技术在浅埋富水特殊软弱围岩隧道施工中的应用 2011年12月09日 来源： 1　工程概述

京九线岐岭隧道位于赣州市西南约43 km处。隧道穿越的岐岭山脉为东西走向，系章江与桃江的分水岭。隧道里程DK369+987～DK372+523，全长2536 m。进、出口线路标高分别为175，187 m。　　隧道进口DK369+987～DK370+260段，围岩为极严重风化花岗岩，孔隙率小，构造裂隙水发育，属Ⅰ类围岩，是施工最困难的地段，必须采取对水的处理和围岩加固的措施，否则隧道开挖后难以成形。　　该段履盖层厚度2～63 m，双线铁路隧道断面，开挖跨度13.64 m，高11.4 m。其中DK369+987～DK370+020共33 m为明洞。从DK370+020起采用双层双侧壁导坑先墙后拱法施工，是监控量测的重点。　　隧道施工作业程序：　　(1)侧导洞　　双层侧导洞宽4.2 m，高7.53 m，每层自上而下各分2部开挖，支护紧跟工作面，按上层断面和全断面先后2次封闭成环，循环段长度均为8 m。初期支护为格栅支撑和喷锚，上、下层断面底部分别设临时水平支撑(临时仰拱)。　　在侧导洞初期支护封闭成环的条件下，先进行隧道左右2部分的钢筋混凝土仰拱作业，仰拱一次灌注完成。然后衬砌边墙，墙厚设计约1.2 m，先按90 cm厚的钢筋混凝土施工，其余30 cm厚的混凝土作为内衬，留待最后全断面一次完成。仰拱、边墙作业循环段长度为6 m。　　(2)上弧导　　上弧导与侧导洞工作面间距为20～25 m。大管棚超前支护，管棚长度18 m，掘进12 m，前后管棚搭接6 m。　　环形开挖，格栅、喷锚初期支护紧跟，拱脚部位与侧导初期支护相接。然后挖拱部核心土，两侧拱脚间设临时水平撑，必要时灌注混凝土，作为临时仰拱。至此，上弧导初期支护封闭成环。　　拱部衬砌厚度，拱顶90 cm，拱脚120 cm，与边墙衬砌施工一样，先进行90 cm厚钢筋混凝土拱衬砌，留30 cm待全断面一次完成。　　(3)中槽与仰拱　　钢筋混凝土边墙和拱圈完成后，中槽按上、下2部成台阶状向前掘进，台阶上横向开槽，设临时水平撑，两端分别支顶在左右侧导洞的内格栅上，下半断面落底后立即设水平撑，使隧道全断面临时封闭成环，然后施工仰拱中段，与两边仰拱段连接。　　(4)全断面混凝土内衬　　在钢筋混凝土仰拱、边墙、拱圈连成整体后，拆除中槽水平撑，破除侧导洞的格栅和喷锚支护。最后全断面一次灌注30 cm厚的混凝土。

2　监控量测实施

2.1　量测目的　　(1)掌握围岩位移和支护变形的动态，指导合理安排工序，及时修改支护参数。遇到危及施工安全的严重情况时，为分析原因、采取相应措施和施工决策提供依据，确保工程的安全性、经济性。　　(2)了解本工程浅埋段围岩压力的基本特征，以及初期支护的作用效果。　　(3)为今后类似工程积累设计、施工资料。

2.2　量测项目及仪器　　(1)洞内围岩、支护和地表状况观察。　　(2)侧导洞、上弧导拱顶下沉量测，采用拱顶位移计，精密水准仪和标准钢尺，读数精度1.0 mm。　　(3)侧导洞、上弧导净空水平收敛量测，收敛计读数精度0.01 mm。　　(4)上弧导围岩垂直压力量测，采用JXY5型压轴双膜钢弦式土压力传感器，最大量测值为0.4～10 MPa；采用SS2型数字式钢弦频率接收仪接收信号，读数精度±1 Hz。

2.3　量测断面及测点布置　　(1)量测断面设置　　拱顶下沉和水平收敛量测断面里程设置范围：　　左侧导，DK370+020～DK370+185；右弧导，DK370+022～DK370+185；上弧导，DK370+030～DK370+278。　　断面间距均为5 m左右。　　上弧导围岩垂直压力量测断面里程：DK370+077.6。　　地表下沉量测断面里程：DK370+051。　　(2)测点布置　　如图1所示，侧导洞拱顶下沉测点位置在断面尖顶部附近。水平收敛测点设于断面3/4高度附近，左右测点间距2.5～3.0 m。

图1　量测测点布置

上弧导拱顶下沉测点设于拱顶，水平收敛测点设于离上弧导底面1 m处，左右测点间距8.0～9.5 m。　　5个压力盒沿隧道拱部开挖轮廓均匀布置。　　(3)量测频率，每d 1次。

3　量测数据整理与分析

3.1　初期支护位移变形量测　　对量测数据的分析表明，初期支护的位移、变形具有以下特点：　　(1)侧导净空变形大大超过了《铁路设计规范》所提出的参考允许值，实测最大水平位移值为163 mm，最大拱顶下沉量为269 mm。主要原因是围岩软弱，地下水丰富，土体呈饱和状，自承能力极差；同时，侧导净空高度大，只能分上、下2层作业，由于开挖扰动造成变形急剧增长，最大水平位移和拱顶下沉的速率分别达44 mm/d和38 mm/d。图2为DK370+116左侧导水平位移时间曲线，

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