監(jiān)控量測技術(shù)在阿爾及利亞東西高速公路隧道中的應(yīng)用

1、監(jiān)控量測技術(shù)在阿爾及利亞東-西高速公路隧道中的應(yīng)用*（*公路勘察設(shè)計研究院有限公司，*，*）摘 要 本文簡要介紹了監(jiān)控量測技術(shù)在阿爾及利亞東西高速公路隧道工程中的應(yīng)用，包括量測計劃的編制內(nèi)容及具體要求，以期對以后國外隧道工程量測計劃的編制和實施提供借鑒。關(guān)鍵詞 監(jiān)控量測 東西高速公路 隧道1工程概況阿爾及利亞東西高速公路m3段共設(shè)置兩座隧道， t1隧道長730m；t2隧道長1800m。隧道為雙向六車道，采用鉆爆法與機械輔助開挖施工。隧址區(qū)地層巖性主要為頁巖、砂巖、泥灰?guī)r、頁巖夾薄層砂巖等。隧址區(qū)發(fā)育的主要斷裂構(gòu)造為位于t1、t2隧道南側(cè)的f3斷裂和與t1隧道相交的 f41斷層和f42斷層。2監(jiān)

2、控量測的組織方式量測計劃的編制由總承包商中鐵建（crcc）、施工單位（中鐵十二局，簡稱crcc12）、設(shè)計院（中交一公院，簡稱fhcc）和外部監(jiān)督（法國setec公司）共同完成，并報業(yè)主審批（見圖1）。承包商和2施工單位負(fù)責(zé)測量設(shè)備的安裝、使用和維護(hù)，設(shè)備的安裝和測量的實施由專門人員（承包商內(nèi)部或外部的人員）完成。每次測量后，在測量負(fù)責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)下，立即詮釋結(jié)果。測量數(shù)據(jù)和地質(zhì)跟蹤資料完整地傳送到設(shè)計院和外部監(jiān)督辦公室，設(shè)計院根據(jù)量測結(jié)果調(diào)整設(shè)計，外部監(jiān)督辦公室根據(jù)量測結(jié)果對設(shè)計和施工進(jìn)行跟蹤和監(jiān)督。圖1 隧道監(jiān)控量測組織圖3監(jiān)控量測的具體內(nèi)容3.1 量測主要內(nèi)容 在施工過程中，監(jiān)控量測按照下面的

3、方式開展：（1）首先進(jìn)行地質(zhì)追蹤，主要在于對掌子面的觀察，通過地質(zhì)素描、數(shù)碼照片等方法完成。（2）掌子面處的勘測，即超前地質(zhì)鉆探，包括取芯鉆探或記錄參數(shù)的破壞性鉆探。（3）支護(hù)、襯砌和上覆巖層的精確變形測量，包括水平測量和收斂測量、圍巖變形測量、支護(hù)的應(yīng)力和應(yīng)變測量。（4）各種與開挖方法和支護(hù)方法相關(guān)的現(xiàn)場測量（應(yīng)力、縫隙的壓力，水流量等等）。3.2 量測的具體實施 按照阿爾及利亞東-西高速公路中標(biāo)段專用技術(shù)條款（cctp）的要求，所有光學(xué)水準(zhǔn)點采用“l(fā)eica abc”或類似“全站儀”的儀器進(jìn)行測量，提供所有測點的三維坐標(biāo)，而不使用國內(nèi)常見的收斂儀進(jìn)行測量。3.2.1 水平測量和收斂測量水平

4、測量和收斂測量是通過二維精密測量法和三維測量取得。測量斷面由五個到八個測量點組成：隧道拱頂設(shè)置一個量測點，拱部二個點（上臺階開挖處下方），然后安置兩個點在邊墻處，還有二個點設(shè)置在拱腳處（見圖2 ），測量斷面間距520米，在地質(zhì)條件不好的地段需縮短間距。測量設(shè)備和經(jīng)緯儀以及執(zhí)行程序允許精確度為+/- 1mm。對于支護(hù)的收斂測量，采用的極限值如下： 警惕限值：50mm 超過后要加強收斂量測的頻率。 警戒限值：100 mm 超過后要加強支護(hù)，尤其是要縮小拱架的間距，并且要進(jìn)行地質(zhì)方面的分析。 停工限值：150 mm。這些數(shù)值只是原則上的限值，對于局部位置上的測量，測量負(fù)責(zé)人和支護(hù)負(fù)責(zé)人可以調(diào)整為其它

5、的數(shù)值。在泥頁巖區(qū)域，大約每隔80米，在仰拱最低點設(shè)一個測量點，以便監(jiān)測拱底垂直變形（是否有底鼓現(xiàn)象）。 圖2 凈空斷面量測(凈空線或水平測量)3.2.2 地表沉降的測量 測點布置和量測頻率按照圖3進(jìn)行。在隧道左右線中間也需設(shè)置一定的觀測點，以監(jiān)測隧道左右線中間地表的下沉和位移，為仰坡的穩(wěn)定性評價提供依據(jù)。圖3 地表下沉及坡體穩(wěn)定性量測3.2.4 圍巖變形測量圍巖變形測量至少測不同深度的三個點（見圖4），使用至少有+/- 0.1mm 精確度的鉆孔應(yīng)變計。圍巖位移檢測斷面間距是根據(jù)地質(zhì)條件和支護(hù)類型來確定的，其間距為5至20米。在地質(zhì)條件不好的區(qū)域要加密斷面。測量頻率開始是每天都做，然后，根據(jù)測

6、量結(jié)果這一頻率逐漸變?yōu)橹?，甚至是月。圖4 隧道圍巖深部位移量測 3.2.5 支護(hù)內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變測量拱部采用5對應(yīng)變計，下邊墻設(shè)置2對應(yīng)變計，在測量報告里，應(yīng)提供下列結(jié)果： - 量測日期和測量斷面的位置- 實際承載的試驗日期- 使用設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化操作說明 1 -每階段試驗每個傳感器原始測量圖表 2 -應(yīng)力曲線 1 -彈性模量計算 3.2.6超前地質(zhì)鉆探及鉆孔出口處水的流量和壓力的測定隧道工程地質(zhì)跟蹤可實現(xiàn)兩個目標(biāo)，即判斷可能遇到的地質(zhì)問題以及開挖中進(jìn)行巖體特性分析。要求隧道全長布置超前地質(zhì)鉆孔，巖芯鉆探可直觀的通過地層，詳細(xì)查明地層層序，并進(jìn)行相關(guān)的取樣試驗（見圖5）。鉆孔出口處的水的流量和壓力可

7、借助于流量表和壓力計來測定。同時要求每日進(jìn)行拍照，每周進(jìn)行地質(zhì)總結(jié)。這些數(shù)據(jù)，記錄表、分析結(jié)果以及結(jié)論要定期地上報給支護(hù)負(fù)責(zé)人。 圖5 超前水平地質(zhì)鉆孔的布置3.2.7 錨桿拉拔試驗通常要求做3-5個錨桿拉拔試驗。 3.2.8 水的侵蝕性測定水的侵蝕性測定是對水樣進(jìn)行分析，測定項目包括：礦化度、傳導(dǎo)性、硬度、ph值以及溫度。在那些具有強侵蝕性水的特殊區(qū)域，要系統(tǒng)的記錄水的硬度和溫度以便跟蹤水的特征。3.2.9現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗可以確定巖石地段的某些特征，試驗內(nèi)容包括：原始應(yīng)力、變形特征、 巖石強度?，F(xiàn)場試驗和測量可用plaque進(jìn)行荷載試驗、通過sur-carottage進(jìn)行應(yīng)力測量等等。4 測

8、量數(shù)據(jù)的獲取和提交測量數(shù)據(jù)的提取、說明和結(jié)果的闡述應(yīng)在可接受的期限完成，以便于在最短的時間內(nèi)作出決定。數(shù)據(jù)的信息化處理是一個主要階段，測量數(shù)據(jù)的處理要求每日都作，它包括測量值的計算，測量記錄的整理，每次測量到期后報告的編寫，演變圖表的修改，已獲得數(shù)據(jù)的歸檔等。測量結(jié)果用圖表表示，以反映隨著時間的推移以及掌子面的推進(jìn)而出現(xiàn)的變化，也為了直觀地看出變化的趨勢并確定警戒界限。一旦測量達(dá)到了臨界值或警戒值，會進(jìn)行修改設(shè)計或?qū)χёo(hù)進(jìn)行更改。測量數(shù)據(jù)處理文件要定期地上報，在每次大的施工階段結(jié)束后也應(yīng)上報。檢測的綜合報告要在工程結(jié)束時上報，此報告是所有檢測結(jié)果的匯總。5 與國內(nèi)工程的比較 （1）國內(nèi)工程量測

9、計劃一般列入施工組織計劃中，由施工單位完成或由第三方承包單位獨立完成，量測計劃有時脫離施工實際，計劃得不到落實，或流于形式，量測結(jié)果不能有效的指導(dǎo)施工。東-西高速公路項目量測計劃由設(shè)計單位、施工單位和外部監(jiān)督共同編制完成，更加符合施工實際，設(shè)計單位根據(jù)施工情況和量測結(jié)果及時調(diào)整設(shè)計方案，設(shè)計始終根據(jù)地質(zhì)條件的變化和施工情況刷新調(diào)整，施工單位根據(jù)施工情況和量測結(jié)果及時進(jìn)行施工工藝的調(diào)整。東-西高速公路項目中更加強調(diào)動態(tài)設(shè)計和動態(tài)施工，量測結(jié)果能更好的指導(dǎo)設(shè)計和施工。（2）國內(nèi)工程量測項目分為必測項目和選測項目，而東-西高速公路項目是現(xiàn)場技術(shù)人員（設(shè)計單位和施工單位人員）根據(jù)量測計劃和實際施工情況確定是否施做某項量測項目，所有量測項目更注重現(xiàn)場的實際情況，更加靈活、切合實際。（3）東-西高速公路項目對施工期間地質(zhì)追蹤和驗證非常重視，要求隧道全長進(jìn)行超前水平地質(zhì)鉆探，包括取芯和破壞性