无尺接触量测法在客专隧道的应用

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【摘要】在长大、高风险隧道的洞内监控量测无尺接触量测法进行了详细的叙述，以现正施工的一级高风险隧道大坪地隧道洞内控监控量测实施方案为例，论述了无尺接触量测法的方法和实施过程，保障了隧道的安全和节约了工序间的时间。

【关键词】高铁隧道；无尺接触量测；时间设备节约

中图分类号：U45文献标识码： A

1、引言

随着高等级铁路建设在我国的不断深入发展，我国的铁路建设市场进一步扩大，山岭区修建的铁路也越来越多。隧道做为铁路穿山越岭的主要构造物，也得到了长足发展。其中，新奥法，台阶法隧道等设计与施工技术在铁路隧道中得到了广泛的应用。现场监控量测是新奥法，台阶法隧道施工主要支柱之一，是隧道施工技术信息的来源,是隧道安全施工的前提条件。原隧道监控量测有着测量时间长、投入人员设备多等不便的因素。本文结合沪昆客专云南段大坪地隧道施工现场监控量测工作采用的无尺接触量测法对隧道施工现场监控量测做简要介绍。

2 、现场监控量测目的

认真做好隧道施工现场监控量测工作，不仅能够指导施工，预报险情，确保安全，而且还可以通过隧道施工现场监控量测获得围岩动态，为支护和衬砌提供信息，还能为隧道工程设计与施工积累技术资料，为今后隧道工程设计与施工提供类比法依据。

3、现场监控量测组织机构

大坪地隧道全长7600m，铁道部定为一级高风险隧道，监控量测被纳入隧道正常施工工序管理。洞身采用新奥法施工技术，台阶法掘进。开工伊始，项目经理部按照设计要求，成立了以项目总工程师为组长，项目测量队长为副组长的现场监控量测小组，长期固定专职测量技术员进行各项监控量测工作，采集原始数据，及时汇总分析，并整理上报。

4、现场监控量测项目

大坪地隧道穿越地层为花岗岩，岩性单一，构造简单，且工程地质、水文地质条件良好。围岩类别分别为Ⅲ、Ⅳ、V类，其中Ⅲ类围岩进口长15m，出口长20m，占隧道总长的18.4%；Ⅳ类围岩长155m，占隧道总长的81.6%。因此，我们根据设计文件的要求及技术规范的规定，经监理工程师批准，确定了大坪地隧道现场监控量测的项目及方法，并明确了测点布置及测试时间。

现场监控量测项目及要求如下――

（1）地质及支护

状态观察 岩性、结构面产状及支护裂缝，观察和描述，地质罗盘每次爆破后及初期支护后。

（2）周边位移 ：采用索佳2+2ppm型全站仪， 采用索佳反光粘片5米一个断面，每断面6个测点三条基线。 1-2次/天 1次/天 1-2次/周 1-3次/月。

（3） 拱顶下沉：采用索佳2+2ppm型全站仪、，采用索佳反光粘片5米一个断面，每断面1个测点 1-2次/天 1次/天 1-2次/周 1-3次/月。

5、现场监控量测项目的测线和测点布置方法

5．1 量测断面布置示意图

5．1．1 大坪地隧道出口采用台阶法开挖，周边位移及拱顶下沉量测断面布置示意图如图1所示。

5．2 洞内测点布设原则及方法

量测点安设应保证初读在爆破后24小时和下一循环爆破前完成，并读取初读数。测点安设在距开挖面5m范围内，各项位移量测的测点，须布置在同一断面内，测点测设结果能相互印证，协同分析与应用。精心保护测点，不受施工及爆破影响。

量测点采用1cm厚三角钢板5cm×5cm×5cm焊接Φ22螺纹钢长50cm以上，现场布点为初支立架后打入围岩25cm以上，外露三角必须保证在喷射砼面以外，并灌入锚固剂使尾部与围岩相凝固。待喷射砼完后贴上反光贴片即可测量初始读数。量测点布设见下图：

6 、现场监控量测的频率

大坪地隧道为一级高风险隧道为保证隧道施工安全，我部加大了周边位移、拱顶下沉及围岩内部位移的量测频率，为：开挖后12小时内读取初始读数，开挖后10天内每天2次，10天后变化速率趋小时为每天一次。直到围岩稳定方可进行下道工序。

7、 现场监控量测数据整理与分析

（1）数据校核

量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析，排除各种误差影响，保证量测数据的可靠性和完整性。没次观测后都立即对观测数据进行了校核和整理，包括数据的计算、填表制图、误差处理等，发现异常及时补测。

（2）数据的整理

量测数据整理包括各种物理量的计算和图表制作，打印相关监控量测报表，根据各点数据及时绘制时态曲线图和散点图，以便于分析量测数据的变化规律和趋势。

（3）数据的分析

量测数据分析我部采用了散点图和回归分析法，对量测物理量值大小、变化规律和发展趋势进行了日、周分析，并对该测点可能出现的最终值及影响范围进行了预测。对安全状况进行了评估。绘制时间、位移状态散点图，根据散点图的数据分部状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值和最终值进行预测，并与控制基准值进行比较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构及时调整施工工序。当初期支护表面任何部位的实测收敛值达到规范规定的70%，且其速率无明显下降时，应及时根据实测值找出回归方程，绘出回归曲线，预测位移终值。若终值接近或超过规范要求的允许相对位移值时，应及时采取补强措施，并改变支护设计参数。当周边位移及围岩内部位移收敛的速率明显下降，收敛量已达总收敛量的80%以上，且水平收敛速度或拱顶位移速度小于0.1mm/天时，即认为围岩基本达到稳定状态，可以进行二次衬砌施工。

(4)信息反馈

施工过程中及时对监控量测数据实时分析和阶段分析，发现安全隐患及时分析原因并往上级提交异常报告，及时采取措施。根据量测分析数据变化的规律对施工情况进行评价，提交分析报告，指导后续施工。

（5）工程安全管理等级

大坪地隧道工程安全性管理现分为三个等级管理，并制定了相应的对策措施，

注：当拱顶下沉达5mm/天或周边收敛累计达100mm时，暂停施工

8、结论

大坪地隧道施工实践说明，无尺接触量测法具有快速、准确、灵活方便等优点， 比原量测法大大的提高了效率和节约了成本，为工序循环节约了宝贵的时间！为调整施工方案（爆破技术参数、支护时间、支护方法及衬砌形式等）、预报险情提供了信息，同时也为隧道设计与施工积累了第一手资料。

【参考文献】

[1]《沪昆高速铁路客运专线隧道设计要求》

[2]《沪昆高速铁路客运专线隧道监控量测实施细则》

[3]《隧道监控量测技术规程》