连拱隧道洞口边坡稳定监测与病害治理.pdf

现代隧道技术 2006年增刊(413—417) 连拱隧道洞口边坡稳定监测与病害治理 贾明辉 丁文其 (同济大学岩土工程重点实验室、地下建筑与工程系。上海200092) 摘要随着我国公路隧道的发展，连拱隧道的应用也越来越广泛。连拱隧道一般应用于中短隧道，采用新 奥法施工。在我国监控量测已成为各隧道的必作项目。由于连拱隧道洞身跨度一般较大，且洞口段地质条件一般 较差，围岩松散，强度低，而且大部分存在偏压。因此，隧道洞口边坡的稳定性监测显得尤为重要，巳成为连拱隧道 监控量测项目中的重中之重。本文结合实际工程。对连拱隧道洞口边坡的监测内容和布置方法以及监测数据整 理、分析．直至报警时间的把握和病害处理给出较全面的介绍。为以后监测工作积累一定的经验。 关键词连拱隧道监控量测信息处理数值分析病害处理 1引言 近年来，随着我国公路隧道的发展，连拱隧道的 应用也越来越广泛。连拱隧道一般应用于中短隧 道，采用新奥法施工。监控量测作为隧道工程的重 要工作之一，在我国隧道工程建设中已经取得广泛 的应用。 一般而言．连拱隧道洞日跨度较大，洞口段常受 风化影响，地质条件差，围岩松散，强度低，而且大部 分存在偏压，因此，洞口边坡的稳定性显得尤为重 要。笔者根据接触到的一些实际工程，发现连拱隧 道的工程事故多发于洞口段，如果实行台阶式施工， 则上下台阶施工对于边坡影响较大，特别是地质条 件较差的边坡，受雨水等自然条件的影响更大。因 此，在施工工程中需全程跟踪洞口边坡变形分析．针 对采集到的各种量测数据，力争简洁快速的分析出 较为科学的结论，预测可能出现的工程事故，并根据 监测数据对已经出现的病害进行原因分析，寻找经 济实惠的处理措施，为工程安全服务。 2隧道洞口段隧道监测内容 依据中华人民共和国行业标准《公路隧道施工 技术规范》(盱J042—94)并结合工程经验，笔者认 为，对于连拱隧道洞口边坡的监测，可进行的项目 有：洞口边坡测点沉降监测，洞口浅埋地段地表沉降 监测，连拱隧道中隔墙变形监测以及洞口段隧道洞 身必测项目的监测。 其具体布设内容和方法可参照《公路隧道施工 技术规范》(JTJ042--94)，断面具体布设如图1，监 控元件示意如表1。 圈1公路隧道典型监控断面布置图 表1监控元件示意裹 编号 项同 标记 挣卒收敛 E}————目 拱顾’F沉 o I弱岩与初次衬俐 ——■一 (仰拱)Il：J】Jli力 初次衬砌与般 ■一 衬砌MJlt力 钢批架山力 ● 韧狄村删山力 ▲ 锚杆山力 中J舟内力 ·413· 现代隧道技术 2006年增刊 3工程实例分析 笔者结合自己参与的某一连拱隧道洞口边坡的 监测工作，对监测数据整理、分析，直至报警时间的 把握和病害处理将给予较全面的介绍(备注：本工 程的左右洞定义为从进口往出口方向看，左侧为左 洞，右侧为右洞。下面所有分析中左右洞均按此定 义)。 3．1工程概况 某隧道采用曲中隔墙连体隧道结构形式，洞I：1 桩号为K85+320、K85+535，隧道全长215 m，隧道 纵坡为2．499％，隧道进口位于左偏缓和曲线上。其 余位于R=2 150 m的左偏圆曲线上。 3．2工程地质条件 隧道沿中元古界双桥山群浅变质岩系组成的呈 北北西向展布的低丘山脊展布。东西两侧为呈北北 西向展布的山间沟谷，北东侧紧邻老坞下水库库尾， 南西侧建有一水塘，隧道穿越处地面标高在98— 166之间，相对高差大于65 m。 隧道进、出端洞口均由第四系全新统残坡积松 散土层和千枚状砂质板岩全风化带组成。岩土结构 均以蠕动状松散结构为主。碎块状松散结构次之，岩 土稳定性均较差．据浅层地震资料，出VI端洞口有一 裂隙密极带，钻孔揭露裂隙极发育，且岩土层较松 软，施工地质条件差。 3．3监测量控实施情况 根据连拱隧道洞口边坡的特点．结合工程地质 情况和连拱隧道的受力机理，共进行了边坡沉降、洞 口段浅埋地段地表沉降、中隔墙变形和洞口段洞身 必测项目的监测。 由于篇幅有限，本文重点分析边坡沉降和洞口 段隧道拱顶下沉和周边收敛监测。 本隧道边坡沉降监测总共布设八个测点，各点 布设位置与编号如图2所示；洞口段洞身拱顶下沉 和净空收敛如图1所示。 3．4监测数据整理 对于监测的原始数据。可根据监测的要求和目 的绘制不同的变形曲线。同时，监控量测不能只看 某一断面的监测数据．要将某一影响区域的各监测 断面和各项监测内容的数据综合起来，根据围岩受 力机理，准确分析判断围岩内部的实际变化情况，并 将分析结果与数值模拟相结合，力争做到监测数据 图2隧道仰坡测点布置图 的准确、及时。 3．4．1边坡变形监测 对于边坡沉降，一般可绘制时间一沉降曲线和 时间—位移曲线。时间一沉降曲线反映测点在z 轴方向上的变化情况，而时间—位移曲线反映测点 在三维空间上的真实变化情况。将