圍巖量測(cè)技能在老鴉峽2#隧道中的應(yīng)用

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摘要：以現(xiàn)實(shí)工程為例，體系地?cái)⑹隽怂淼拦こ讨袊鷰r量測(cè)技能的量測(cè)要領(lǐng)、注意事項(xiàng)、量測(cè)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(chǎng)監(jiān)測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)在施工中的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)固水平。

　　關(guān)鍵詞：隧道工程；圍巖量測(cè)；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(shí)存在采空區(qū)（在隧道進(jìn)洞之前已對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)巖，小節(jié)理裂隙發(fā)育。整條隧道地下水位于計(jì)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(cè)項(xiàng)目憑據(jù)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)真相況，舉行了以下幾項(xiàng)量測(cè)：洞內(nèi)視察，地表下沉量測(cè)，拱頂下沉量測(cè)，周邊收斂量測(cè)。

　　3、量測(cè)

　　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(duì)已支護(hù)地段要舉行視察。

　　對(duì)開挖的圍巖視察包括以下幾項(xiàng)：

　?。?）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；

　　（4）是否有底板隆起征象。

　　對(duì)初期支護(hù)段圍巖視察重要有以下幾項(xiàng)：

　?。?）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(cè)地表下沉量測(cè)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(cè)點(diǎn)埋設(shè)：在埋設(shè)點(diǎn)挖長(zhǎng)、寬、高均為20mm 的坑，然后放入沉陷測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)一樣平常采用25mm 長(zhǎng)、350mm半圓頭鋼筋制成。測(cè)點(diǎn)周圍用混凝土填實(shí)。在開挖影響領(lǐng)域以外設(shè)置水平基點(diǎn)2個(gè)～3個(gè)。水平基點(diǎn)埋設(shè)要領(lǐng)同上。

　?。?）量測(cè)——沉陷量盤算：使用平凡水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，測(cè)出各沉陷量測(cè)點(diǎn)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(cè)下沉量，mm；

　　A0—測(cè)點(diǎn)初始標(biāo)高，mm；

　　A基—水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高，mm；

　　R后—第n次量測(cè)后視讀數(shù)，mm；

　　R前—第n次量測(cè)前視讀數(shù)，mm.

　　3.3 拱頂下沉在拱頂部位布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，中線兩側(cè)2m處拱腰部位布置兩對(duì)稱測(cè)點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)位于一個(gè)斷面，布設(shè)時(shí)采用全站儀測(cè)放，量測(cè)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(cè)阻遏時(shí)間：1d～15d1次/d；16d～1個(gè)月1次/2d；1個(gè)月～3個(gè)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(cè)下沉量，mm；

　　A0—測(cè)點(diǎn)初始標(biāo)高，mm；

　　A基—水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)高，mm；

　　R后—第n次量測(cè)后視讀數(shù)，mm；

　　R前—第n次量測(cè)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(cè)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(cè)重要量測(cè)兩側(cè)邊墻收斂值。

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

　　4、量測(cè)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(cè)點(diǎn)連線偏向上相對(duì)位移值，所以必須把它換算成兩測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)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(cè)點(diǎn)絕對(duì)位移的水溫和垂直分量；

　　A—ij連線與水平偏向夾角，按逆時(shí)針偏向?yàn)檎?/p>

　　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(cè)時(shí)間t1=t2時(shí)，則解得回歸系數(shù)a=u21/（2u1-u2）

　　b=1/tln［u1／（u2-u1）］（5）

　　當(dāng)量測(cè)時(shí)間t2=2t1，則用拉格朗日插值方程求解2t1時(shí)的量測(cè)值u，然后再用兩倍時(shí)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(shí)間曲線，得出某暫時(shí)間位移速率，從位移時(shí)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(shí)間。

　　5、圍巖穩(wěn)固性鑒別尺度位移——時(shí)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(gè)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(shí)，評(píng)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(píng)釋支護(hù)要增強(qiáng)同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)解施工步伐。

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