监控量测技术在浅埋黄土隧道中的应用

孙原超 林 康 方 宇 向袁峰

(湖北省路桥集团有限公司，湖北 武汉 430056)

1 工程概况

桑科隧道自东向西穿越大夏河右岸山体，隧道右线起讫桩号K37+636～K38+206，总长570 m，左线起讫桩号ZK37+656～ZK38+242，总长586 m，属双洞岩质中隧道。隧道穿越大夏河右岸山体，最大埋深约100 m。王格尔塘端洞口岩性为坡洪积角砾，稍密，稍湿，粗颗粒多为状板岩碎屑，粉性土充填，夹粉砂层或透镜体，土含量高，土石等级为Ⅲ级硬土，无自稳能力，洞室开挖易坍塌；夏河端洞口岩性为冲积黄土，浅黄色，以砂质黄土为主，孔隙较发育，中密，土石等级为Ⅲ级硬土，围岩自稳能力较差，浅埋段易坍塌。

2 监控量测方案

为确保桑科隧道施工的顺利进行，现场使用TS09 plus全站仪与JSS30A型收敛仪(如图1,图2所示)对隧道进行周边收敛量测及拱顶下沉量测工作。

TS09 plus全站仪与JSS30A型收敛仪的主要技术指标与特点见表1。

表1 TS09 plus全站仪与JSS30A型收敛仪的技术性能与特点

2.1 周边收敛测量

1)不同围岩等级条件下测量断面间距与测点设置数不尽相同，应根据实际情况设置[3,4]。Ⅲ级围岩下断面间距一般设置为30 m～50 m，设置1条基线与1个测点；Ⅳ级围岩下断面间距一般设置为10 m～30 m，设置1条基线与1个测点；Ⅳ级以上围岩下断面间距一般设置为5 m～30 m，设置1条～2条基线与1个～3个测点，隧道收敛测线布置见图3。

2)量测频率根据位移速度可分为5个等级，量测频率的选取同时也应考虑测量面与掌子面的距离。

3)量测数据在初期具有较大波动，测点要及时埋设，应在爆破之后24 h内进行量测，并在下次爆破前获取量测数据。

2.2 拱顶下沉量测

拱顶下沉量测断面间距及测点数量、测量频率与测量点埋设时间设置均与周边收敛测量一致。

2.3 监测测点的埋设与保护

将反射膜面粘贴焊接在钢支撑上的钢板，安装测量测点埋设如图4，图5所示，喷射混凝土时应保护好反射膜片，防止预埋件受损。

3 监控量测结果

2019年7月23日～8月23日对桑科隧道ZK37+804，ZK37+830，YK37+735，YK37+760桩号断面位置的周边位移和拱顶下沉点进行监测，断面拱顶下沉与周边位移时态曲线见图6～图13，结果汇总见表2。

由图6～图13可知，不同测线测得的拱顶下沉与周边位移的时态曲线随时间的变化趋势基本一致，前期增长缓慢，中期增长速率变快，后期达到收敛值，趋于稳定。监测结果如表2所示，拱顶下沉、周边位移收敛值均小于规范规定的允许值，围岩处于基本稳定状态，可正常施工。

表2 桑科隧道拱顶下沉、周边位移数据汇总

4 结语

桑科隧道属典型的浅埋黄土砂质隧道，围岩自稳能力差，浅埋段易坍塌，给现场施工带来了极大的安全隐患，针对这一问题，制定了一套科学合理的监控量测方案，通过现场连续监测，可为后续施工提供指导。