隧道變形拱頂下沉檢測運(yùn)用思索

時(shí)間:2022-06-07 04:00:00

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隧道變形拱頂下沉檢測運(yùn)用思索

1工程概況

隧道隧址區(qū)為剝蝕丘陵地貌。進(jìn)口段處于淺埋段,為泥質(zhì)巖,巖體表面風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體破碎,穩(wěn)定性差,開挖易坍塌。出口段處于淺埋段,為泥質(zhì)巖,巖體表面風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖體破碎,穩(wěn)定性差。隧道洞身段穿越一單斜巖層,地層巖性簡單,地貌屬構(gòu)造侵蝕低山地貌;地層巖性主要為侏羅系中流沙溪廟組泥巖,砂質(zhì)泥巖;地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單,為泥質(zhì)巖以及少量砂巖,巖體較破碎,呈中、薄層狀結(jié)構(gòu)及鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。

2拱頂下沉監(jiān)測

拱頂下沉斷面布置為與凈空收斂布置于一個(gè)斷面,國內(nèi)常用的布置方法為在拱頂中心位置布置一個(gè)測點(diǎn),中鐵西南科學(xué)研究院有限公司通過大量的隧道監(jiān)測實(shí)踐證明,在拱頂中心及其左右各2.5m距離共布置三個(gè)測點(diǎn)能更全面地發(fā)揮其監(jiān)測作用,測點(diǎn)布置如圖1所示。

3險(xiǎn)情概況

監(jiān)測合同規(guī)定監(jiān)測方式為抽檢形式,隧道監(jiān)測斷面間距約為1斷面/100m,本文中的大變形監(jiān)測斷面于2011年5月22日,在發(fā)現(xiàn)該段初期支護(hù)裂縫后埋設(shè)測點(diǎn)開始監(jiān)測的。2011年6月1日開始,右洞K92+533斷面拱頂數(shù)據(jù)變形較大,左拱腰位置累計(jì)沉降值由6月1日的-6mm增大至6月4日的-35mm;左拱腰位置速率值由6月1日的-2mm/d增大至6月4日的-6mm/d。左拱腰位置出現(xiàn)寬達(dá)10cm的裂縫。

4監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

在發(fā)現(xiàn)該處險(xiǎn)情后,立即建議停工,并提出施工建議,并在鄰近的鋼架位置布置拱頂下沉測點(diǎn),通過同時(shí)監(jiān)測鋼架與初期支護(hù)混凝土變形情況共同分析初期支護(hù)穩(wěn)定狀況。初支混凝土與鋼架拱頂下沉?xí)r態(tài)曲線圖參見圖2、圖3,其顯現(xiàn)的過程,反映了圍巖在經(jīng)歷大變形后調(diào)整建立新平衡最終達(dá)到穩(wěn)定的過程。混凝土拱頂下沉:埋設(shè)初期,變形緩慢,6月2日,變形突變,以左側(cè)拱腰尤為顯著,當(dāng)天變形達(dá)20mm/d,在對(duì)初期支護(hù)進(jìn)行加固以后7d以約4mm/d速度勻速下沉,7d以后,下沉速度逐漸減小,慢慢趨于穩(wěn)定,結(jié)束量測前累計(jì)下沉值達(dá)77mm;拱頂中心位置測點(diǎn),從圖2可以發(fā)現(xiàn),從6月2日至7月1日,變形曲線呈直線型,7月1日后下沉速度逐漸減小,慢慢趨于穩(wěn)定,結(jié)束量測前累計(jì)下沉值為40mm;右側(cè)拱腰測點(diǎn)在整個(gè)監(jiān)測過程中下沉速度值小,埋設(shè)后變形迅速穩(wěn)定,結(jié)束量測前累計(jì)下沉值僅為5mm。鋼架拱頂下沉:如圖3所示,埋設(shè)后,拱頂中心測點(diǎn)位移變化顯著,6月5日至7月4日變形曲線呈直線型,之后下沉速度逐漸減小,慢慢趨于穩(wěn)定,結(jié)束量測前累計(jì)下沉值達(dá)87mm;左、右側(cè)拱腰測點(diǎn)在整個(gè)監(jiān)測過程中下沉速度值小,埋設(shè)后變形迅速穩(wěn)定,結(jié)束量測前累計(jì)下沉值分別為17mm、6mm。由以上分析可知,雖然混凝土左拱腰拱頂下沉值或鋼架拱頂中心測點(diǎn)拱頂下沉值均超過規(guī)范允許值,然而右拱腰測點(diǎn)變形值均較小,分析認(rèn)為該段存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,在該斷面處,左拱腰處應(yīng)力集中點(diǎn)位于混凝土位置而拱頂中心處應(yīng)力集中點(diǎn)位于鋼架位置,由于鋼架強(qiáng)度遠(yuǎn)大于混凝土強(qiáng)度,故混凝土大變形對(duì)鋼架變形影響小而鋼架大變形對(duì)混凝土變形影響大,導(dǎo)致在左拱腰處,鋼架變形很小而混凝土變形值很大,在拱頂處,鋼架與混凝土均為大變形。

5監(jiān)測結(jié)果的應(yīng)用

在該隧道施工中,根據(jù)監(jiān)測成果,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,及時(shí)反饋信息,修改與完善設(shè)計(jì),從而正確指導(dǎo)施工。通過對(duì)測試成果的深入分析,及時(shí)提出合理的二次支護(hù)時(shí)間。在6月2日監(jiān)測單位及時(shí)反映變形突變情況后,相關(guān)單位迅速作出反應(yīng),及時(shí)采取加固措施,為有效控制隧道變形、順利處理險(xiǎn)情提供有力保障。7月中旬,各變形逐漸趨于穩(wěn)定后,監(jiān)測單位根據(jù)變形數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行回歸分析,預(yù)測最終變形,為二襯施工提供依據(jù),三處大變形位置回歸分析圖參見圖4~圖6所示。

6結(jié)束語

從香山觀隧道險(xiǎn)情段監(jiān)測實(shí)例分析可以得知:(1)拱頂下沉測點(diǎn)布置為三點(diǎn)能更全面發(fā)揮監(jiān)測作用,特別在出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況下。(2)同時(shí)開展混凝土拱頂下沉與鋼架拱頂下沉能更好地掌握初期支護(hù)的協(xié)同作用,全面地了解圍巖變形情況。(3)及時(shí)反映變形情況,及時(shí)調(diào)整施工方案,在處理險(xiǎn)情時(shí)至關(guān)重要。