浅析连拱隧道地质超前预报及监测

减小字体 增大字体 作者:曹稳根  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-06-26 11:33:33

  2枫树岭隧道工程地质概况
  浙江某高速公路枫树岭隧道长422m,其中明洞25米,暗洞397米,明洞按明挖施工,暗洞按新奥法施工。隧道由出口端开始施工,当时左洞前247m已完成二衬施工,右洞前65m以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主,岩石破碎,节理裂隙极发育,地形以陡坡地形为主。预报前施工至隧道中段围岩以Ⅲ、Ⅳ类围岩为主,地形以高山山顶地形为主,岩体节理裂隙稍发育,局部岩石较破碎。
  该隧道进洞口段地形坡向北西,坡度10~15度,上部分布零星残积亚粘土,以下为凝灰岩,洞顶埋深5~20米。3倍洞径内主要围岩为全、强、弱风化层,围岩稳定性较差,地下水贫乏,雨季沿裂隙渗入出现滴水或溢流现象。洞口自然边坡平稳。
  出洞口段地形坡向东,坡度25~30度(局部较陡),基岩裸露,基岩为凝灰岩,洞顶埋深0~33米。3倍洞径内主要围岩为全、强、弱风化凝灰岩。围岩稳定性差,地下水接受大气降水补给,水量贫乏,沿裂隙渗入隧道而出现滴水或溢流现象。洞口地段自然边坡较陡。
  洞身地段,以陡坡地形、高山山顶地形为主。坡面基岩出露较多,靠近洞口地段围岩稳定性较差中部稳定性一般,风化裂隙发育,岩石破碎,岩体呈角(砾)碎(石)状,主要以弱风化层为主,地下水类型以基岩裂隙水为主,沿裂隙渗入隧道而出现滴水现象。
  3隧道施工监测
  本文结合双连拱隧道施工工艺特点,通过现场监控量测来判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工顺序、进行施工管理、提供设计信息。监测内容主要包括:初次衬砌、二次衬砌在内的支护体系的受力情况的监测。
  3.1衬砌上的监测布置
  由于双连拱隧道存在着左、右洞开挖的相互影响,开挖的工序直接影响着隧道结构的稳定性,其主要表现在初期支护和二次衬砌的应力变化上。初期支护应力监测点选择在隧道右洞一个断面上(布置图见图1)。一个钢筋计断面和一个土压力盒断面。钢筋计断面布置在钢拱架上主要测量钢拱架内力的变化,土压力盒断面布置在围岩和初衬之间,以监测围岩和初衬之间的压力。二衬的应力监测点选择在隧道左洞一个断面上(布置图见图2)。钢筋计断面布置在配筋上主要测量配筋的内力,土压力盒断面布置在初衬和二衬之间,以监测初衬和二衬之间的压力的变化。
   图1 初期支护应力测点布置示意图
  3.2初衬应力监测具体布置与结果分析
  初期支护应力监测具体布置及结果见图3a、图3b、图4a、图4b。
   图2 二次衬砌应力测点布置示意图
  
  图3a (围岩初衬)压力盒布置图
  
  图3b 压力盒接触压力-时间曲线
   图4a初衬钢筋计布置图
  
  图4b钢筋计钢筋轴力-时间曲线
  从图3b可以看出初衬断面安装的土压力盒在监测初期左右拱部均产生了明显的波动现象,这与人为扰动和施工等因素有关,后期随着应力的逐渐调整可以明显看出三测点初始压力均有不同程度的增加,说明初衬正在发挥其承载能力,压应力总的变化趋势是随时间的推移而减小,认为是随着变形的发展,围岩的自承能力不断发挥,因此初期支护结构的应力趋于减小并稳定。这与隧道所采用的“新奥法”的思路是一致的,说明施工工艺及所采用的支护形式是恰当的。
  从图4b可以看出初衬断面埋设的三测点钢筋计所得出的应力变化值在目前监测时期内均呈缓波状起伏且变化趋势基本一致,均为受压状态且两拱部钢拱架轴力大于拱顶的钢拱架轴力,这与围岩变形的发展有关。但监测出的三测点刚拱架轴力较小相对于钢拱架可以忽略不计,因此可以认为在此处的围岩基本稳定,没有太大的变形。
  3.3二衬应力监测具体布置与结果分析
  二次衬砌应力监测具体布置及结果见图5a、图5b、图6a、图6b。
  从图5b可以看出二衬断面埋设的5个测点的土压力盒在监测初期均向压应力增大方向发展,后随着应力的逐渐调整可以明显看出测点的压力均逐渐的趋于稳定且在较长时间内稳定的发展,说明围岩二衬的受力已趋于稳定。
  从图6b可以看出二衬断面埋设的五个测点钢筋计所得出的应力变化值在目前监测时期内均呈波动起伏且变化趋势基本一致,先为受拉状态后转为受压,最后压应力在一段时间突然增大。这与隧道围岩变形的发展以及后续右洞的施工引起的应力重分布有着密切的关系。表明二次衬砌施作时围岩尚未完全稳定,应进一步优化施工方案;同时应注意施工先后对洞室稳定的影响,密切关注监测数据的突变。
   图5a压力盒布置图
  
  图5b 压力盒接触压力-时间曲线
   图6a 钢筋计布置图
  
  图6b钢筋计钢筋轴力-时间曲线
  
  
  4地质超前预报
  枫树岭隧道地形以陡坡地形为主,左洞埋深较浅施工过程中为防止产生偏压对隧道的稳定性产生不利的影响,右洞停止施工,先进行左洞初衬的施工,左洞二衬逐渐跟进,待左洞进展到一定程度待支护体系已基本完成右洞再继续进尺。但由于左洞埋深较浅,基岩裂隙较发育,又由于当时雨水较大,雨水由裂隙渗入隧道对围岩的稳定性产生了极其不利的影响,在进尺过程中掌子面出现了不利的节理组合以及不利的围岩组成形式,按照工程地质调查与推断的地质超前预报方法,通过对掌子面的地质素描及地质分析对可能出现的问题做到了及时准确有效的超前预报。 4.1 K94+990断面地质

[1] [2]  下一页

Tags:检测

作者:曹稳根
  • 好的评价 如果您觉得此文章好,就请您
      0%(0)
  • 差的评价 如果您觉得此文章差,就请您
      0%(0)

文章评论评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!

   评论摘要(共 0 条,得分 0 分,平均 0 分) 查看完整评论