廣寧至四會段隧道監(jiān)控量測實施方案
2015-12-03 
   1 編制依據(jù)與技術(shù)標準

   Ø 《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ 064-98);

   Ø 《工程建設(shè)強制性條文(公路工程部分)》;

   Ø 《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTG D70-2004);

   Ø 《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ 004-89);

   Ø 《公路工程技術(shù)標準》(JTJ 001-97);

   Ø 《公路勘測規(guī)范》(JTJ 061-99);

   Ø 《工程巖體試驗方法標準》(JTJ062-91);

   Ø 《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001);

   Ø 《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)。

   2 工程概況

   二廣高速公路起自懷集橫洞,經(jīng)懷集、廣寧、四會、大旺,接已建成的廣三高速公路,全長約118公里。本項目是廣州通往賀州乃至桂林的快速通道,同時同省道S260、S263及S264溝通,形成打通廣東西部腹地、構(gòu)筑廣東大珠三角連通祖國大西南的主干線,是連通經(jīng)濟發(fā)達的"珠三角"和廣西壯族自治區(qū)的重要通道。其實施對促進沿線經(jīng)濟發(fā)展、改善廣東省西北部山區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、完善廣東省乃至國家高速公路網(wǎng)絡(luò)、加強大珠三角與大西南的經(jīng)濟聯(lián)系將起到重要作用。

   二廣高速公路共分為三段,四會至三水段起點里程GK0+150, 終點CK38+000;廣寧至四會段起點里程AK38+000終點K80+900;懷集至廣寧段起點里程K80+900,終點AK120+843.747。工程主線長119km。二廣高速公路廣寧至四會段、懷集至廣寧段穿越廣東省西北部山嶺區(qū),為雙向六車道高速公路,設(shè)計車速為80Km/h。由于受地形、地質(zhì)條件制約,全段設(shè)有多座隧道,其按雙洞六車道高速公路標準設(shè)計的隧道,單洞凈寬達16m。廣寧至四會段多屬于丘陵地貌,沿線多沿丘陵山坡或山脊展布。懷集至廣寧段沿線及其兩側(cè)地貌以低山丘陵為主。地貌按成因分為堆積地貌、構(gòu)造剝蝕丘陵地貌和構(gòu)造侵蝕低山地貌3種單元。構(gòu)造剝蝕丘陵分布最廣,構(gòu)造侵蝕低山地貌主要分布于公路選線的兩側(cè)外圍,區(qū)域內(nèi)的地表演示風化嚴重,地形侵蝕切割較強烈,地形相對起伏較大。隧道工程集中在這兩段,共有隧道16座,其中分離式隧道11座,小凈距隧道2座,雙跨連拱式隧道3座,總長度18620單延米,圍巖級別以Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖為主。

   二廣高速公路工程項目的隧道項目共設(shè)立兩個監(jiān)測項目部,廣寧至四會段隧道監(jiān)控為第一監(jiān)測項目部,轄區(qū)為廣寧至四會段范圍,分離式及小凈距隧道8座,本段的砂糖坑隧道為連拱隧道,劃歸第二監(jiān)測項目部,見表1。最長隧道為大崛坑1號隧道右線1045m,下布隧道、馬頭塘1號隧道、石門隧道、文坑隧道等隧道圍巖情況相對較好,地質(zhì)條件較差隧道4座,分別為馬頭塘2號隧道、大崛坑1號隧道和大崛坑2號隧道,所處區(qū)域裂隙、破碎構(gòu)造發(fā)育,巖性為變質(zhì)砂巖、千枚巖、花崗巖、變質(zhì)粉砂巖等,穩(wěn)定性較差,隧道進出口淺埋段以殘坡積土為主。

   表1 二廣高速公路廣寧至四會段隧道一覽表

   


   

    編號

   

   


   

    標段號

   

   


   

    隧道名

   

   


   

    布置方式

   

   


   

    隧道長度(m)

   

   


   

    隧道位置

   

   


   

    1

   

   


   

    10

   

   


   

    下步隧道

   

   


   

    小凈距

   

   


   

    左365

   

    右420

   

   


   

    ZK39+135~ZK39+500

   

   


   

    2

   

   


   

    11

   

   


   

    馬頭塘隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左1035

   

    右952

   

   


   

    ZK42+905~ZK43+940

   

   


   

    3

   

   


   

    12

   

   


   

    大崛坑1號隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左955

   

    右1052

   

   


   

    ZK45+105~ZK46+060

   

   


   

    4

   

   


   

    大崛坑2號隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左445

   

    右282

   

   


   

    ZK46+436~ZK46+881

   

   


   

    5

   

   


   

    13

   

   


   

    砂糖坑隧道

   

   


   

    連拱

   

   


   

    200

   

   


   

    K48+375~K48+575

   

   


   

    6

   

   


   

    15

   

   


   

    西岸隧道

   

   


   

    小凈距

   

   


   

    左285

   

    右285

   

   


   

    ZK53+430~ZK53+715

   

   


   

    7

   

   


   

    18

   

   


   

    石門隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左768

   

    右751

   

   


   

    ZK69+320~ZK70+080

   

   


   

    8

   

   


   

    20

   

   


   

    文坑隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左867

   

    右920

   

   


   

    ZK73+810~ZK74+677

   

   


   

    9

   

   


   

    21

   

   


   

    鳳坑隧道

   

   


   

    分離式

   

   


   

    左762

   

    右795

   

   


   

    ZK77+099~ZK77+861

   

   


   

    合計

   

   


   

    11039m(單洞)

   

   


   

   

   

   


   

   

   

   


   

   

   

   


   

   

   

   


   3 隧道監(jiān)控量測方案

   3.1 監(jiān)測目的

   因隧道開挖斷面大,結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,對結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工都提出了很高的要求?,F(xiàn)場監(jiān)控量測是監(jiān)視圍巖穩(wěn)定,判斷支護、襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,施工方法是否正確的一種手段;也是保證隧道及地下工程新奧法安全施工、提高經(jīng)濟效益的重要條件;同時施工中可能有的工程變更提供科學依據(jù)。隧道監(jiān)控量測的目的如下:

  ?。?)通過施工和環(huán)境監(jiān)測進行信息反饋及預(yù)測預(yù)報,優(yōu)化施組織設(shè)計,指導現(xiàn)場施工,確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項目的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益;

   (2)掌握圍巖動態(tài)和支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài),利用量測結(jié)果修改設(shè)計,指導施工,增加施工的安全可靠性及經(jīng)濟性合理性;

   (3)及時預(yù)測和反饋,預(yù)見事故和險情,以便及時采取措施,防患于未然,保證指導施工順利進行;

  ?。?)驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)的合理性,評價支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性與其安全性,確定合理的支護時間;

  ?。?)為修改優(yōu)化設(shè)計提拱數(shù)據(jù),為調(diào)整施工方法提供依據(jù);

  ?。?)積累量測數(shù)據(jù),總結(jié)經(jīng)驗,為未開挖區(qū)段的設(shè)計和施工提供工程類比的依據(jù)。為節(jié)省工程投資,提高大斷面公路隧道的設(shè)計和施工水平提供科學依據(jù)和技術(shù)保證。

   3.2 監(jiān)測項目部工作內(nèi)容

   隧道第三方監(jiān)控量測項目部的主要工作如下:

  ?。?)對必測項目按設(shè)計、規(guī)范及現(xiàn)場實際情況要求的頻率按時量測。

   (2)指導施工單位對選測項目傳感器的埋設(shè),按設(shè)計、規(guī)范及現(xiàn)場實際情況要求的頻率按時量測。

   (3)了解洞內(nèi)圍巖情況,核查施工單位繪制的地質(zhì)圖。

  ?。?)按設(shè)計、規(guī)范及現(xiàn)場實際情況要求,對包括承包人量測數(shù)據(jù)在內(nèi)的量測資料整理、分析,承包人提交的數(shù)據(jù)包括文字表格和監(jiān)測項目部提供的電子表格,并完成原始數(shù)據(jù)的電子表格輸入工作。

   (5)每周向業(yè)主、監(jiān)理提交現(xiàn)場監(jiān)控量測及承包人監(jiān)控量測分析成果,每月提交監(jiān)控量測報告。

  ?。?)量測值出現(xiàn)異常時,按預(yù)警管理等級規(guī)定向業(yè)主提供該隧道的警報和對策意見。

  ?。?)提供業(yè)主要求提供的資料。

   (8)提交隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測總結(jié)報告。

   3.3 監(jiān)測內(nèi)容與斷面數(shù)量

   3.3.1 主要監(jiān)測內(nèi)容

   以《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ042—94)為依據(jù),參考以往工程經(jīng)驗確定監(jiān)測項目,主要監(jiān)測項目如表2所示。第三方監(jiān)控項目部平行量測項目共7項,工程承包商量測項目共12項。

   二廣高速公路廣寧至四會段有多座分離式及小凈距隧道,為避免與工程承包商的日常監(jiān)測工作重復(fù),便于監(jiān)控量測項目部集中技術(shù)和人員對數(shù)據(jù)進行分析處理和反饋。根據(jù)業(yè)主要求采取了工程承包商按施工圖要求自主量測,監(jiān)控量測項目部對其中的項目分類別進行平行量測和數(shù)據(jù)處理分析與反饋的方式。選取必測項目中的拱頂下沉量測、周邊收斂量測及地表沉降觀測作大范圍的平行量測。對選測項目,根據(jù)圍巖級別情況分為Ⅰ、Ⅱ兩型,分別進行不同的量測項目。

   表2 主要監(jiān)測項目表

   


   

    序號

   

   


   

    項目名稱

   

   


   

    方法及工具

   

   


   

    監(jiān)測類別

   

   


   

    1

   

   


   

    拱頂下沉

   

   


   

    精密水準儀、水準尺

   

   


   

    必測

   

   


   

    2

   

   


   

    周邊位移

   

   


   

    收斂計

   

   


   

    必測

   

   


   

    3

   

   


   

    地表下沉

   

   


   

    全站儀、精密水準儀、水準尺

   

   


   

    選測(承包商為必測項目)

   

   


   

    4

   

   


   

    圍巖內(nèi)部位移

   

   


   

    多點位移計

   

   


   

    選測

   

   


   

    5

   

   


   

    錨桿軸力

   

   


   

    錨桿應(yīng)力計

   

   


   

    選測(承包商為必測項目)

   

   


   

    6

   

   


   

    噴射混凝土應(yīng)力

   

   


   

    混凝土應(yīng)力計

   

   


   

    選測

   

   


   

    7

   

   


   

    鋼支撐內(nèi)力

   

   


   

    鋼筋計

   

   


   

    選測

   

   


  ?。?)必測項目

   必測項目是為了在設(shè)計施工中確保圍巖穩(wěn)定、判斷支護結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、指導設(shè)計施工的經(jīng)常性量測,包括圍巖地質(zhì)和支護描述、地表沉降觀測、拱頂下沉量測、周邊收斂量測。其量測方法簡單,量測密度大,量測信息直觀可靠,貫穿于整個施工過程中,對監(jiān)視圍巖穩(wěn)定,指導設(shè)計和施工有巨大的作用,土建施工完成量測工作亦告結(jié)束。其布置根據(jù)每座隧道不同的地質(zhì)條件、施工方法而變化,但不能少于《公路隧道施工規(guī)范》(JTJ042-94)的規(guī)定。這類量測施工單位按施工圖要求自主量測,為全面了解圍巖變形、支護結(jié)構(gòu)狀態(tài)、施工單位監(jiān)控量測的工作質(zhì)量,監(jiān)測項目部對其中的拱頂下沉量測、周邊收斂量測及淺埋地表下沉作大范圍的平行量測。

   本項目委托監(jiān)測必測項目主要包含進行周邊收斂、拱頂下沉和地表下沉,地表下沉按施工圖設(shè)計每處觀測其中1個典型斷面;周邊收斂、拱頂下沉監(jiān)測斷面總體布設(shè)原則如下:

  ?、跫墖鷰r段:每15~20m一個監(jiān)測斷面,與施工單位監(jiān)測斷面、測點布設(shè)相同,同步觀測。

  ?、艏墖鷰r段:每20~40m一個監(jiān)測斷面,與施工單位監(jiān)測斷面、測點布設(shè)相同,同步觀測。

  ?、蠹墖鷰r段:每一襯砌段布置一個監(jiān)測斷面。

  ?、蚣墖鷰r段:每單洞布置一個監(jiān)測斷面。

   淺埋地表下沉觀測僅對于地表淺埋段選取若干個斷面進行平行觀測。

  ?。?)選測項目

   包括圍巖內(nèi)部位移量測、錨桿軸力量測、圍巖與噴射混凝土間接觸壓力量測、噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測、噴射混凝土內(nèi)應(yīng)力量測、二次襯砌內(nèi)應(yīng)力量測、鋼支撐內(nèi)力量測、襯砌裂縫及表面應(yīng)力量測。這類量測是必測項目的拓展和補充,對代表性的地段進行量測,以便更深入地掌握圍巖穩(wěn)定狀態(tài)與支護效果,對未開挖地段提供參考信息,指導未來設(shè)計和施工。選擇項目安裝埋設(shè)比較麻煩,量測項目較多、時間長、費用較大,但工程竣工后還可以進行長期觀測。根據(jù)本工程的具體情況,采用較少的量測項目、較大量量測斷面的原則,全面了解支護效果,正確指導設(shè)計施工。施工單位按施工圖要求自主量測,監(jiān)控量測項目部選擇主要項目平行量測。

   為全面驗證支護效果,更好地指導設(shè)計、施工,在各圍巖均布設(shè)不同密度的選測斷面。在保證隧道結(jié)構(gòu)和施工安全的同時,從控制監(jiān)控量測成本出發(fā),將選測斷面分為Ⅰ型和Ⅱ型監(jiān)測斷面。

  ?、裥瓦x測斷面適用于隧道Ⅳ、Ⅴ圍巖地段的每個襯砌類型段布設(shè),選測斷面均布置在選定的必測斷面上,左右洞地質(zhì)情況基本相同,僅布單洞進行平行量測。量測內(nèi)容包括:圍巖內(nèi)部位移、錨桿軸力、噴射混凝土應(yīng)力、鋼支撐內(nèi)力4項。

   作為I型監(jiān)測斷面的補充,斷面布置同I型監(jiān)測斷面,Ⅱ型選測斷面適用于隧道洞身Ⅱ、Ⅲ級圍巖普通支護襯砌地段。量測內(nèi)容包括:圍巖內(nèi)部位移、噴射混凝土應(yīng)力量測2項。

   監(jiān)控量測項目部除進行平行量測工作,兼有對工程承包商監(jiān)測數(shù)據(jù)進行審核,并進行整理分析的工作。

 
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