摘要:隧道工程所處的環(huán)境條件與地面工程是全然不同的,是處在各種地質(zhì)環(huán)境中的地下結(jié)構(gòu)物,因此,它必將受到周圍地質(zhì)環(huán)境的強(qiáng)烈影響。
關(guān)鍵詞:公路
隧道安全監(jiān)測(cè)高速公路中隧道施工一直是施工道路中的難點(diǎn),為了掌握圍巖在開挖中的動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài),必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控測(cè)量。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和判斷,對(duì)圍巖—支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),并據(jù)此確定相應(yīng)的施工措施,以確保圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
1.公路隧道施工監(jiān)測(cè)的必要性
1.1施工監(jiān)測(cè)的理論來(lái)源
20世紀(jì)80年代,一種新的設(shè)計(jì)、施工新理念——新奧法傳入了我國(guó)。它將巖體視為連續(xù)介質(zhì),在粘、彈、塑性理論指導(dǎo)下,根據(jù)在巖體中開挖隧道后從變形產(chǎn)生到巖體破壞有一個(gè)時(shí)間效應(yīng)的性質(zhì),適時(shí)地構(gòu)筑柔性、與圍巖緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)控制圍巖的變形,最大限度地發(fā)揮圍巖的自身承載力,變圍巖本身為支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
1.2施工監(jiān)測(cè)的主要作用
(1)通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的變位、應(yīng)力量測(cè),修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì);
(2)掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)信息,預(yù)見(jiàn)事故及險(xiǎn)情,并及時(shí)反饋,指導(dǎo)施工作業(yè);
(3)積累資料,為施工力學(xué)及反演研究提供第一手資料,為今后類似隧道的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
2.公路隧道施工監(jiān)控中存在的問(wèn)題
(1)關(guān)于監(jiān)測(cè)的定位問(wèn)題。以前,公路隧道施工監(jiān)控都由施工單位承擔(dān),但這種“球員兼裁判”的體制使得監(jiān)控量測(cè)不可能真正發(fā)揮它應(yīng)有的作用,需要專門的設(shè)備和人才,使得施工監(jiān)測(cè)逐步轉(zhuǎn)由一些科研院所和大專院校來(lái)承擔(dān),成為一種技術(shù)服務(wù)。這些單位憑借其理論優(yōu)勢(shì),又不缺乏工程經(jīng)驗(yàn),并且與各方不存在利益沖突,因而能準(zhǔn)確、客觀、公正地進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2)關(guān)于地質(zhì)素描。長(zhǎng)期以來(lái),地質(zhì)素描一直未能受到應(yīng)有的重視。由于資金及工期的原因,設(shè)計(jì)前的地質(zhì)勘察資料不可能很詳盡,地質(zhì)素描可以驗(yàn)證及補(bǔ)充地質(zhì)勘察資料,并為地質(zhì)超前預(yù)報(bào)提供輔助信息,為變更設(shè)計(jì)提供證據(jù)資料。
(3)關(guān)于地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。目前,除了大、重型工程外,地質(zhì)超前預(yù)報(bào)一般采用地質(zhì)雷達(dá)。雷達(dá)天線較重,掌子面的工作條件也不理想。由于掃視的面積及雷達(dá)的發(fā)射功率有限,很難對(duì)掌子面前方的地質(zhì)情況做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。要改變這種現(xiàn)狀首先要增加測(cè)線數(shù)量,即在掌子面中部甚至上部增加測(cè)線;其次要求分析人員要有較豐富的雷達(dá)圖譜分析經(jīng)驗(yàn);同時(shí)在分析中必須結(jié)合地質(zhì)資料、地質(zhì)素描和靠近掌子面一兩個(gè)斷面的變形情況。
(4)關(guān)于錨桿軸力。由于圍巖變形的時(shí)間和空間效應(yīng),錨桿內(nèi)力的價(jià)值建立在及時(shí)布設(shè)的基礎(chǔ)上,由于靠近掌子面,外露測(cè)線很容易受到各種施工因素尤其是施工爆破的影響,其有效保護(hù)需細(xì)致的措施和施工方的大力配合。
(5)關(guān)于接觸壓力。接觸壓力斷面往往選擇性地布置在圍巖較差地段,圍巖結(jié)構(gòu)松散甚至較破碎,整體性較差,此時(shí)很容易出現(xiàn)超挖,而施工中要做到回填密實(shí)比較困難,圍巖與初期支護(hù)之間常常存在孔隙,使得圍巖與噴錨支護(hù)之間的壓力和測(cè)得的數(shù)值偏小甚至出現(xiàn)負(fù)值。
(6)關(guān)于監(jiān)測(cè)頻率。公路隧道施工技術(shù)規(guī)范中對(duì)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都有量測(cè)頻率要求,實(shí)際操作中會(huì)因各工程的具體情況而有所變化??偟脑瓌t是:初期量測(cè)頻率高,后期低(時(shí)間及空間效應(yīng));變形大頻率高,變形小頻率低。
3.公路隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)安全分析
3.1公路隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
施工監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)隧道工程地質(zhì)條件、圍巖類別、圍