【摘要】本文主要介紹廣樂(lè)高速大瑤山隧道群的監(jiān)控量測(cè)方案設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)隧道群進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，可預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)圍巖變化，優(yōu)化設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工，確保隧道施工安全，使工程投資經(jīng)濟(jì)合理。
【關(guān)鍵詞】隧道 監(jiān)控量測(cè) 方案設(shè)計(jì)
1工程概況
廣樂(lè)高速公路北接京港澳高速湖南段，南接廣州機(jī)場(chǎng)高速北延線，呈南北走向。起點(diǎn)位于湘粵兩省交界地小塘，向南經(jīng)過(guò)樂(lè)昌市、韶關(guān)市、英德市、清遠(yuǎn)市，止于廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)。
本項(xiàng)目主線新建線路長(zhǎng)約270km，其中擴(kuò)建段約5km，連接線約32km，合計(jì)總長(zhǎng)302 km。項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)概算為333.42 億。
位于A1設(shè)計(jì)合同段的大瑤山隧道群路段（YK25+700～YK50+000）共有隧道12座，總長(zhǎng)16.71km，占隧道群段路線長(zhǎng)度68.8%，隧道之間的最短距離約50m，平均距離約470米。橋隧直接相連，橋隧比例高達(dá)90%，分布如此密集且長(zhǎng)達(dá)17公里左右的隧道群，在我國(guó)尚屬首例。
其中大瑤山1#隧道位于中低山～斜坡溝谷地貌區(qū)，海拔高度一般為338.8～968.4m，相對(duì)高差629.6m，隧道走向與山脊走向近于一致或大角度相交。隧道進(jìn)口端山坡坡度一般為15°～26°，出口端山坡坡度一般為19°～50°。隧道區(qū)屬生態(tài)保護(hù)區(qū)，植被發(fā)育，水土保持較好。下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)佘田橋組（D3s）灰?guī)r、泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組（D2d）灰?guī)r、泥盆系中下統(tǒng)桂頭群（D1+2gt）砂巖及震旦系樂(lè)昌峽群（Z2lc）淺變質(zhì)粉砂巖，進(jìn)出口溪流水位均低于隧道底標(biāo)高。
大瑤山1#隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，不良地質(zhì)發(fā)育，對(duì)隧道有影響的不良地質(zhì)以巖溶為主，此外還要通過(guò)10條斷裂破碎帶，部分路段還存在發(fā)生巖爆、突水突泥等危險(xiǎn)，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。
1.1 監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容
1.1.1 必測(cè)項(xiàng)目
（1）地質(zhì)與支護(hù)情況描述、（2）周邊位移量測(cè)、（3）拱頂下沉量測(cè)、（4）地表下沉量測(cè)、（4）錨桿抗拔力檢測(cè)；
這類量測(cè)是為了確保在施工過(guò)程中的圍巖穩(wěn)定和施工安全而進(jìn)行的經(jīng)常性量測(cè)工作。量測(cè)方法簡(jiǎn)單，量測(cè)密度大，量測(cè)信息直觀可靠，并貫穿在整個(gè)施工過(guò)程中，對(duì)監(jiān)視圍巖穩(wěn)定，指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工有巨大的作用。
1.1.2選測(cè)項(xiàng)目
�。�1）圍巖壓力量測(cè)及兩層間壓力量測(cè)、（2）圍巖內(nèi)部位移量測(cè)、（3）鋼支撐內(nèi)、外力量測(cè)。
2 量測(cè)斷面擬定
根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ042-94）對(duì)隧道監(jiān)控量測(cè)的有關(guān)規(guī)定。
本項(xiàng)目監(jiān)控量測(cè)，必測(cè)項(xiàng)目由施工單位進(jìn)行，監(jiān)控量測(cè)單位按規(guī)范規(guī)定檢測(cè)項(xiàng)目工作量的約30%進(jìn)行抽檢。選測(cè)項(xiàng)目測(cè)由監(jiān)控量測(cè)單位按規(guī)范要求來(lái)進(jìn)行。
�。�1）圍巖壓力量測(cè)及兩層間壓力量測(cè)在每代表性地段布設(shè)一個(gè)斷面，（2）圍巖內(nèi)部位移量測(cè)每5～100m一個(gè)斷面、（3）鋼支撐內(nèi)、外力量測(cè)每10榀鋼拱支撐一對(duì)測(cè)力計(jì)。（4）錨桿軸力量測(cè)在每代表性地段布設(shè)一個(gè)斷面。
結(jié)合隧道設(shè)計(jì)圖紙，各隧道選測(cè)斷面布置具體樁號(hào)初步擬定，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置時(shí)應(yīng)根據(jù)圍巖實(shí)際情況做一定調(diào)整。
3 測(cè)點(diǎn)布置及量測(cè)方法
3.1 地質(zhì)與支護(hù)情況描述
隧道掌子面每次爆破后和初噴后通過(guò)肉眼觀察、地質(zhì)羅盤和錘擊檢查，描述和記錄圍巖地質(zhì)情況：巖性、巖層產(chǎn)狀、裂隙、地下水情況、圍巖完整性與穩(wěn)定性。判斷圍巖類別是否與設(shè)計(jì)相符，必要時(shí)應(yīng)拍照，測(cè)
3.2 拱頂下沉量測(cè)
拱頂下沉量測(cè)是在隧道開(kāi)挖毛洞的拱頂及軸線左右各2～3m共設(shè)3個(gè)帶掛鉤的錨樁，測(cè)樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑φ42，用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定，測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩，并放有明顯的保護(hù)標(biāo)志。用精密水準(zhǔn)儀、鋼圈尺量測(cè)拱頂下沉。
量地下水流量；觀察支護(hù)效果。
3.3 圍巖周邊位移量測(cè)
在預(yù)設(shè)點(diǎn)的斷面，隧道開(kāi)挖爆破以后，沿隧道周邊的拱頂、拱腰和邊墻部位分別埋設(shè)測(cè)樁。測(cè)樁埋設(shè)深度30cm，鉆孔直徑φ42用快凝水泥或早強(qiáng)錨固劑固定，測(cè)樁頭需設(shè)保護(hù)罩，測(cè)樁每斷面2組共4根。采用鋼尺式周邊收斂?jī)x量測(cè)周邊收斂變形。測(cè)點(diǎn)布置。
3.4 地表下沉量測(cè)
隧道洞口淺埋地段，垂直隧道軸線方向設(shè)量測(cè)斷面，分離式雙洞隧道每個(gè)斷面布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，連拱隧道每個(gè)斷面布置7個(gè)測(cè)點(diǎn)。在選定的量測(cè)斷面區(qū)域，首先應(yīng)設(shè)一個(gè)通視條件較好、測(cè)量方便、牢固的基準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)埋水泥樁，測(cè)量放線定位，用精密水準(zhǔn)儀量測(cè)。隧道開(kāi)挖掌子面距測(cè)點(diǎn)前30m處開(kāi)始量測(cè)，隧道開(kāi)挖超過(guò)測(cè)點(diǎn)30m、并待沉降穩(wěn)定以后停止量測(cè)。
3.5 圍巖內(nèi)部位移量測(cè)
沿隧道圍巖周邊分別在拱腰和邊墻埋設(shè)5點(diǎn)桿式多點(diǎn)位移計(jì)，埋設(shè)傳感器的孔深3.5m，孔徑均為Ф50。量測(cè)斷面盡可能靠近掌子面，及時(shí)安裝，測(cè)取讀數(shù)。
3.6 圍巖壓力及兩層間壓力量測(cè)
沿隧道周邊拱頂、拱腰和邊墻埋設(shè)壓力傳感器，將雙膜鋼弦式壓力盒分別埋設(shè)在圍巖與噴射混凝土之間、噴射混凝土與二次襯砌之間。圍巖與噴射混凝土之間的壓力盒是在噴混凝土施工以前埋設(shè)，噴射混凝土與二次襯砌之間的壓力盒是在掛防水板之前進(jìn)行安裝，分別測(cè)取圍巖與噴射混凝土間的接觸壓力；初期支護(hù)與二次模注混凝土襯砌間的接觸壓力�；炷吝_(dá)到初凝強(qiáng)度以后開(kāi)始測(cè)取讀數(shù)�；炷凛S向應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置位置相同。
3.7 鋼支撐內(nèi)力量測(cè)
鋼支撐內(nèi)力量測(cè)僅限于Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖有鋼支撐的地段，采用鋼筋計(jì)量測(cè)，把鋼筋計(jì)焊接在鋼支撐上，量測(cè)鋼支撐內(nèi)、外力。鋼支撐安裝完以后即可測(cè)取讀數(shù)。量測(cè)斷面的測(cè)點(diǎn)布置位置與噴射混凝土軸向應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置位置相同。量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置位置及每測(cè)點(diǎn)傳感器數(shù)量。
3.8 錨桿軸力量測(cè)
沿隧道周邊的拱腰和邊墻埋設(shè)錨桿軸力計(jì)，每根錨桿軸力計(jì)設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn)，埋設(shè)在圍巖不同深度，對(duì)錨桿不同深度的受力情況進(jìn)行量測(cè)。埋設(shè)錨桿軸力計(jì)的孔深為3.5～5m，孔徑均為Ф50。
3.9 錨桿抗拔力檢測(cè)
錨桿抗拔力檢測(cè)是為了檢測(cè)隧道內(nèi)徑向錨桿的施工質(zhì)量，檢測(cè)邊墻錨桿、拱頂錨桿抗拔力是否滿足設(shè)計(jì)要求。每100根錨桿作為一組檢測(cè)一組，每組3根。
4 量測(cè)頻率
在量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)埋設(shè)24h內(nèi)測(cè)取初始讀數(shù)，以后根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求采集頻率和次數(shù)進(jìn)行收集數(shù)據(jù)。
5 數(shù)據(jù)的采集、處理及分析
現(xiàn)場(chǎng)每次所量測(cè)到的數(shù)據(jù)都立即輸入公路隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)量測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成時(shí)空曲線圖，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、比較、分析，從時(shí)空曲線圖上觀察曲線的變化和走勢(shì)，了解圍巖目前狀態(tài)，預(yù)測(cè)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，隨時(shí)掌握隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，反饋信息，指導(dǎo)施工，預(yù)防坍塌事故的發(fā)生。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)本次隧道監(jiān)控量測(cè)，達(dá)到以下目的：
�。�1）及時(shí)掌握圍巖的施工力學(xué)性能，并對(duì)圍巖的穩(wěn)定、安全性作出評(píng)價(jià)；
�。�2）驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參數(shù)的合理性，確定二次支護(hù)的時(shí)間；
�。�3）對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法的安全性作出評(píng)價(jià)及建議，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工；
�。�4）為變更設(shè)計(jì)、調(diào)整施工方法提供科學(xué)依據(jù)，有效地避免塌方等工程事故；
�。�5）為本地區(qū)后續(xù)的類似工程積累寶貴經(jīng)驗(yàn)和提供科學(xué)資料。
參考文獻(xiàn)：
[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ D70-2004）.北京，2004
[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ F60-2009）.北京，2009
[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道施工技術(shù)細(xì)則（JTJ/T F60-2009）.北京，2009
[4]王毅才.隧道工程.人民交通出版社，北京，2000
[5]關(guān)寶樹(shù).隧道工程施工要點(diǎn)集.人民交通出版社，北京，2003
