中铁十二局武广客运专线第六项目部 李宝康
一、概述
山天尾隧道为双线铁路隧道，是我管段较大的控制性工程，起讫里程DIK2069+516～DIK2073+367，全长3851米。位于清远市英德连江口与黎溪交界段北江水库回水区内小山丘，属浅丘河谷地貌，隧道线路跨越连江口及飞来峡附近的北江峡谷地貌，地势陡峻，V型谷发育，地面横坡一般大于30°，植被茂盛，大部分地区为封山育林区，水土保持较好。地形起伏较大，相对高差80～100m。山天尾隧道工程的地质条件较为复杂，地下水系较发育，浅埋段、断层带多，原设计为六座小隧道。本隧道Ⅲ级围岩1300m，Ⅳ级围岩770m，Ⅴ级围岩1738m。
二、监控量测目的
现场监控量测，是在隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的。围岩量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
通过现场监控量测了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定模筑混凝土衬砌施作时间；依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下加快施工进度；积累量测数据资料，提高施工技术水平。
三、监控量测项目
根据山天尾隧道的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点，选择本隧道监控量测项目。监控量测项目见下表。
表3 监控量测项目
序监测项目 号 必测/选测 测试方法和仪表 测试精度 备注
1 洞内、外观察 必测 现场观察、地质罗盘 水准测量法，水准仪、铟瓦钢尺； 2 拱顶下沉 必测 或全站仪采用非接触观测法； 1mm 3 周边收敛位移 必测 全站仪采用非接触观测法 1mm 浅埋段必测 4 地表下沉 必测 水准测量法，水准仪、塔尺 1mm （H0≤2） 5 二衬后净空变化 沉降缝两侧底板必测 隧道净空变化测定仪 0.01mm 沉降缝两侧底6 不均匀沉降 必测 三等水准测量 1mm 板沉降 洞口底板（或洞口段与路基过仰拱填充层7 渡段不均匀沉降观测 渡段沉降 注：H0--隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。 必测 三等水准测量 1mm 面）与洞口过四、量测断面间距、测点布置
施工中按设计文件设置量测断面并布点。必测项目量测断面间距与每断面测点数量要符合设计要求，为掌握各级围岩位移变化规律，在各级围岩变化起始段增设量测断面。
隧道每个量测断面，各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线（台阶法开挖时，在拱脚以上0.5m处加设一条）。特别注意，采用全站仪量测时可以把测点布置在围岩变化处，可任意布置量测点。布置见下表。
表4 必测项目量测断面间距和每断面测点数量
每断面测点数量 围岩级别 断面间距（m） 净空变化 Ⅴ～Ⅳ 5～10 1～2条基线 拱顶下沉 1～3点
Ⅳ Ⅲ 10～30 30～50 1条基线 1条基线 1点 1点 注：1、洞口及浅埋地段断面间距取小值。 2、各选测项目量测断面的数量，宜在各级围岩内选有代表性的1-2个。 3、软岩隧道的观测断面适当加密。 五、量测频率
洞内观测分为开挖工作面观测和支护表面状况观测两部分。开挖工作面观测应在每次开挖后进行，地质情况基本无变化时，可每天进行一次。对支护观测应每天至少进行一次，观测内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的表面外观状况等。洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透等。
净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率如下表。
表5-1 量测频率表（按位移速度）
位移速度（mm/d） ≥5 1～5 0.5～1 0.2～0.5 ＜0.2 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/3d 1次/7d 表5-2 量测频率表（按距开挖面距离）
量测断面距开挖面距离（m） （0～1）b （1～2）b （2～5）b ＞5b 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2～3d 1次/7d 注：b—隧道开挖宽度。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束。位移长期没有减
缓趋势时，应适当延长量测时间。
六、现场施工量测 1、拱顶下沉量测
测点埋设：拱顶下沉量测的测点，在初期支护施工完2h后埋设。用风枪打眼埋设好固定杆，固定杆一定要深入围岩，并在外露杆头设挂钩。并挂围岩量测牌子做标识，著明里程桩号及编号。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。
量测方法：采用鉴定合格的精密水准仪配合铟瓦钢尺观测，首先在每次开挖后12h内，取得初始读数，最迟不得超过24h，且在下循环开挖前必须完成。量测时按操作规程安装好仪器，每个测点测读三次，三次读数相差在0.2mm内时，取算术平均值作为此次观测值，如果读数相差较大则检查仪器安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再重新复测。然后根据量测频率进行以后的观测。每次量测都要认真作好原始数据的记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录数据的准确性。采用精密水准仪测量拱顶下沉，精度可达0.01mm。
图6-1量测示意图
2、周边水平位移量测
测点埋设：喷锚支护施作后，用风钻凿40mm、深200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，一定要埋入围岩，并挂围岩量测牌子做标识，著明里程桩号及编号。等砂浆凝固后，即可进行量测工作。我们现在对周边收敛量测点采取，在围岩比较破碎段、围岩不稳定段进行布置，不同于以往非在同一个断面上两点水平布置。
量测方法：采用激光全站仪对周边量测点进行三维坐标测量， 也是在每次开挖后12h内，取得初始读数。按操作规程安置好仪器，用全站仪激光测量每个测点测读三次，三次读数相差在0.3mm内时取算术平均值作为此次观测值。
同收敛计量测方法比较：1、使用收敛计量测同一水平面上的两个点，可以反应出两点间的收敛读数，但不能确定边墙两个量测点哪个点在位移。可能性有两种，第一种：在收敛量测读数没有变化时，两个点同时向左或向右进行平移，这样就根本反映不出点的水平位移；第二种：在收敛量测读数有变化时，不能确定左侧点在位移还是右侧点在位移。2、全站仪进行量测时，采用红外线免棱镜测设，置镜点、后视点每次观测时都采用固定点，量测结果直接测出该量测点的三维坐标，每次进行比较，直接明了的反应出点的位移情况。
3、地表下沉量测
测点布置：与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，(H为隧道埋深，h1为上半断面净高)，直到开挖面后方约3～5m处。
测量方法：采用精密水准仪配合测量，方法同拱顶量测。精度可达0.01mm。 七、量测数据整理、分析及反馈
在取的量测数据后，及时进行整理分析。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，及时向项目总工及监理工程师汇报。
八、现场量测要求
1、布设量测点应在每次开挖后12h～24h内，下循环开挖前完成，并及时测得初始读数。
2、量测点进行挂牌标识，做到现场施工人员能认识到围岩量测的重要性，从而起到保护点位作用。
3、每次量测时保证观测仪器的完好性，完全按仪器操作规程量测。采用专人操作仪器，固定置镜点和后视点，固定观测线路和观测方式。
4、每次量测过程中必须严格遵守相应的实施细则，量测数据均要在现场检查、室内两级复核后凡可上报。
5、现场量测与隧道施工易发生干扰，必须紧密配合、相互支持，施工要为量测工作提供方便。
以上是我在隧道围岩量测施工中的一点操作体会，仅供大家参考，并希望大家提出更好的方法，为武广客运专线在隧道施工方面贡献自己的一份力量。
2007-12-10
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