對隧道工程完工後(hòu)的變形情況進行研究,利用監控量測(cè)技(jì)術(shù)對實際(jì)工程(chéng)中的周邊位移、拱頂沉降及地表沉降進行監測。研究表明,隧道所處的圍岩級別(bié)越好,其變形(xíng)量越小,且隧道的變形量變化更為均勻。
關鍵詞:公路隧道(dào);監控量測;拱頂沉降;地表沉降;位移
引言
公路工程建設過程中經常會遇到很多不同的地質情況,因而需要根據實際情況設計(jì)不同形式的穿山隧道(dào)。由於地質情況的複雜程度不(bú)一,對隧道(dào)的安全較難(nán)保證,為(wéi)此關(guān)寶樹[1]提出關於隧道動態施工的理(lǐ)論(lùn),這一理論的關鍵是對隧道進行動態的監控(kòng)量(liàng)測。對現場進行監測(cè),得到實時的隧道圍岩(yán)應力(lì)與應變的信息及隧道支護結構的抵抗力等信息,對相關信息進(jìn)行分析,判斷圍岩的狀態,以此確定下一步(bù)的施(shī)工方案。關於在隧道施工中的監控技(jì)術,研究學者們進行了大量的研究,其中,朱合華[2]通過相關研究提出關於工程施工模擬的正反計算分(fèn)析軟件;徐(xú)立紅等人(rén)[3]通過激光量距技術,得到拱頂沉降和隧道(dào)周邊變形收(shōu)斂(liǎn)的(de)監測方法;RLindenbergh[4]利用3D激光掃描儀掃描隧道輪廓,提出一種(zhǒng)可以有(yǒu)效(xiào)獲取數據點變形的點雲分割方法;GabrielWalton等人[5]使用固定的三維激光掃描儀獲得隧道剖麵數據並通過橢圓擬合來擬合隧道剖麵,以此對圓(yuán)形隧道和(hé)豎(shù)井變形進行檢測(cè)。目前的研(yán)究對(duì)實際工程的信息化施工及監測量測的相關技術手段研(yán)究還存在不足(zú),為此,本文對隧道工(gōng)程完工後的變形情況進行研究,利用實際監控量測技術對實際工程(chéng)中的周邊位移(yí),拱頂沉降及地(dì)表沉(chén)降進行監測。
1監控量測技術方案
1.1監(jiān)控量測的目的
公路隧道開挖後,對圍岩(yán)的位移和應力變化會進行(háng)重新分布。為保證施工安全,在施(shī)工過程中建立監控和量測體係至關重要(yào)。通過對圍岩的變形和位(wèi)移變化規律進行動態跟蹤,可以得到位移的變形規(guī)律(lǜ)來指導施工(gōng),還可對隧道的設計和施工進行修正,並可作為工(gōng)程資料,為以後(hòu)隧道工程施工提供依據。
1.2監控(kòng)量測的方案
本(běn)文對隧道周圍位移(yí),隧道拱頂沉降及地表沉降的監控量測方案如表1所示。
2實際工程案例分析
2.1工(gōng)程概況
某(mǒu)高速公路工程全長57km,公路(lù)設計為6車道,設計速度為100km/h。其中,隧道長3.2km,為分(fèn)離式隧道,隧道左線的(de)起訖裏程為ZK25+705—ZK28+950,隧道右(yòu)線的起(qǐ)訖裏程為ZK25+725—ZK28+910,隧道所處的地形為丘(qiū)陵地貌,地形起伏變(biàn)化較大,最大埋深為330m,進出口自然坡度為15~30°;該區地表水係發育較好,並且在隧道的右側有水庫,地表水對隧道的施(shī)工存在一定影響,隧道的地(dì)下水位表層為殘坡積粉質黏土,在碎石中存在孔隙水,施工時需注意排水等相關工作。隧道所(suǒ)處的圍岩級(jí)別多為Ⅱ-Ⅴ級砂(shā)岩與花崗岩,岩體破(pò)碎(suì),裂隙發育較好,圍岩的穩定性較差。本隧道(dào)中圍岩的占比如表(biǎo)2所示。
2.2監測方案
本工程監測包括隧(suì)道周邊位移、隧道拱頂沉降及地表沉降,具(jù)體的監測點布置如圖1所示,具(jù)體的監測頻率如表3、表4、表5所示(shì)。
2.3監測結果分析(xī)
2.3.1周邊位移變化情況根據上述的監測方案對監測點進行監測,收(shōu)集(jí)監測數(shù)據,並對(duì)數據進行處理,具體結果如(rú)表6所示。由表6可知,Ⅱ級圍岩的平均值最小,說(shuō)明(míng)圍岩的級別越好,隧道周邊的位移變化越小,從方(fāng)差可(kě)以發現Ⅱ級的方差最小,說明圍(wéi)岩級別越好,其變形分布越均勻,隧道的最大位移發生(shēng)在Ⅴ級圍岩處。
2.3.2拱頂沉降變化情況根據上述方案對監(jiān)測點進行監測,收集監測數據,並對數據進行處理,具體結(jié)果(guǒ)如表7所示。由表7可知(zhī),Ⅱ級圍岩的平(píng)均(jun1)值(zhí)最小,說明圍岩的級別越(yuè)好,隧道拱頂沉降變化越小,從方差可以發現Ⅱ級的方差最小(xiǎo),說明圍岩級別越好,其變形的分布就更均勻,隧道的最大沉降發生在Ⅴ級圍岩處。
2.3.3地表沉降變化情況根據上述(shù)方案對監測點進行監測,收集監測數據,並對數據進行處理,具體結果見表8。由表8可知,Ⅱ級圍岩的(de)平均值最小,說明圍岩的級別越好,地表沉降變化越小,從方差可以發(fā)現Ⅱ級的方(fāng)差(chà)最小,說明圍岩級(jí)別越好,其變形的分布就更均勻,地表的最大沉降發生在Ⅴ級圍岩處。
3結語
本文分別對隧道的周邊位移、拱(gǒng)頂(dǐng)沉降及地表沉降情況(kuàng)與(yǔ)圍岩的關係進行分析,研究表明:隧(suì)道所處的圍岩級別越好,隧道的變形量越小,並且(qiě)當圍岩的級別越好時,隧道的變形量變化更為均勻。