1、廣南高速公路天雄關隧道監控量測選測項目報告K4+975斷面報告編寫人：蔡文波報告復核人：張清永重慶公路設計研究院工程質量檢測中心2010年7月10日GN2合同段天雄關隧道監控量測選測項目報告一、隧道監控量測的目的和意義在隧道施工過程中，對圍巖及支護結構的荷載、位移量測，監測圍巖的自承能力和變形，以便最大限度地利用圍巖自承能力，并利用掌子面附近的量測資料和已施作初期支護隧道的量測資料，對圍巖及隧道支護結構當前的和最終的穩定性進行分析，并據之對設計和施工安全進行動態判斷。隧道施工期間進行的監控量測是在隧道開挖過程中，使用各種量測儀表和工具對圍巖變化情況和支護結構的工作狀態進行量測，及時提供圍巖的穩

2、定程度和結構可靠性的安全信息，預見事故和險情，作為調整和修改支護設計的依據，并在復合式襯砌中，依據量測結果確定二次襯砌的施作時間，進而實現隧道工程的信息化設計。可以避免由于缺乏隧道施工監控量測數據和結果分析而造成施工與支護等工作安排的盲目性，盡量降低工程造價，爭取時間，保證在計劃工期內圓滿但是完成隧道施工任務。據此，監控量測應達到以下目的：(1)客觀真實地全面把握隧道工程質量，掌握隧道工程各主體部分的關鍵性指標，確保項目能按照預定的要求完成； (2)通過監控量測，了解隧道各施工階段地層與支護結構的動態變化，明確工程施工對地層的影響程度以及可能產生失穩的薄弱環節，把握施工過程中結構所處的安全狀態

3、。(3)用現場實測的結果彌補理論分析的不足，并把監控量測結果反饋到設計和施工中，在施工過程中，及時掌握地層和支護結構的變位和受力信息，以便采取相應的施工技術措施，比如改變施工方法、確定臨時支護的拆除時機及二次襯砌施作時機、調整開挖步序、修正支護參數等，以避免出現施工事故。 (4)修改工程設計。監控量測除了表明工程的質量狀況外，研究監控量測工程狀況的累積記錄，有助于對工程設計進行修改，并通過觀測數據與數值分析及模型試驗中預測的工程特性指標的比較，了解設計的合理程度。總之，監控是量測的目的，而量測是監控的手段。對隧道施工進行監控量測使隧道的設計與施工運作納入科學的動態管理中，使工程始終處于良好的運

4、行狀態，確保隧道施工的安全和工程建設質量，使隧道工程達到經濟、合理和可靠的目的。二、隧道概況天雄關隧道進口端位于廣元市元壩區昭化鎮天雄關村五組，出口位于昭化鎮戰勝壩村二組，隧道交通條件較好，一鄉村公路可直接進洞口坡腳處，距寶輪昭化二級公路約1KM。左線起止樁號ZK4+910ZK6+551,設計長度1601m,其中級181m，級1420m；右線起止樁號K4+874K6+486,設計長度1612m，其中級185m，級1427m。本隧道為上下行雙車道分離式隧道，設計時速為80KM/H,凈空為10.25m×5m。以新奧法的施工原理進行設計，復合式襯砌類型。 隧道經過范圍內出露地層巖性主要有：

5、中生界侏羅系中統蓮花口組粉砂質泥巖、粉砂巖、細砂巖、礫巖不等厚互層組成，巖石受到地質風化作用和地質構造的影響，巖體破碎，節理發育，多以順層剪節理性質的構造裂隙出露,巖層軟硬不均，自穩性差，風化強烈，在局部固結程度較低的巖石在開挖過程中極易坍塌；中等富水區，地下水較發育，對隧道安全施工影響較大。 隧道最大埋深為155m，埋深不大，且場地地質構造簡單。隧道圍巖以粉砂質泥巖為主，富水性及透水性均較差，隧道開挖地下水活動主要為浸潤狀、滴水淋雨狀為主。三、監控量測實施方案1、鋼支撐及應力量測 、鋼支撐應力量測目的 了解鋼支撐應力的大小，為鋼支撐選型和設計提供依據； 根據鋼支撐的受力狀況，判斷圍巖和支護結

6、構的穩定性； 了解鋼支撐的實際狀況，保證隧道的施工安全。 圖3-1 鋼支撐布置圖、量測斷面的布置與元件埋設量測斷面的選取與其他測試布置在同一斷面。每一橫斷面布設5個點，須5對測力計（表面應變計為5對或鋼筋應力計5對）。分別在拱頂1對、拱腰2對、拱腳2對。布置詳圖3-1，現場安裝見圖3-2。圖3-2 鋼支撐現場安裝圖2、圍巖壓力量測 、量測的目的 壓力量測，通常情況下是指圍巖與支護或噴層與二次襯砌混凝土間的接觸壓力的測試。其目的是：了解圍巖壓力的量值及分布狀態；判斷圍巖和支護的穩定性，分析二次襯砌的穩定性和安全度。、壓力盒的布置量測斷面的選與其他測試布置在同一斷面。每個橫斷面上安設5個壓力盒，分

7、別在拱頂1個、拱腰2個、邊墻2個，根據圍巖及支護情況，選擇圍巖壓力量測，或支護層間量測。布置詳見圖3-3，現場安裝見圖3-4。圖3-3 圍巖壓力量測斷面示意圖圖3-4 圍巖壓力現場安裝圖 3、量測頻率根據公路隧道施工技術規范（JTJ04294）要求，按表3-1頻率進行監測。表3-1 監控量測頻率一覽表 編號項目量測頻率115天16d月13月3月以上1鋼支撐應力量測12次/d1次/2d12次/周13次/月2圍巖壓力12次/d1次/2d12次/周13次/月4、初期支護內力量測管理基準及信息反饋初期支護內力量測主要是鋼支撐和格柵拱架量測，其管理基準一般按鋼材強度控制，具體見表3-2。表3-2 初期支

8、護內力量測管理基準表鋼筋種類屈服強度（MPa）抗拉極限強度（MPa）抗拉或抗壓設計強度（MPa）Q23524038026020MnSi340520360施工采取技術措施施工監測初期支護內力資料分析與基準值比較調整施工參數是否安全是否初期支護內力量測主要是鋼支撐和格柵拱架應力量測，一般對內緣和外緣應力進行量測，在獲得了鋼支撐和格柵拱架內緣和外緣的應力后，可以按鋼材的容許應力對已施工區段鋼支撐支護的安全性進行評判。具體流程見圖3-5。圖3-5 初期支護內力信息反饋四、監控量測實施及數據分析1、量測時態曲線圖及數據數據分析K4+975量測斷面圍巖壓力說明：1、圍巖壓力隨時間的增長，變化曲線呈“上升平緩”的特征，即在開挖完成及支護初期，圍巖應力釋放較快，壓力變化快速增加，該階段主要是形變應力的釋放；此后隨著初期支護的約束作用的加強及圍巖內部應力的調整和重分布，圍巖與初期支護共同發揮承載能力并逐漸達到應力平衡，反映在應力-時間曲線上就是：曲線緩慢上升，后逐漸穩定。、鋼支撐內（內）應力鋼支撐內（外）應力說明：1、從上圖可以看出，鋼支撐受力在前期發展較快，說明鋼支撐的存在及時約束了圍巖的松弛與塑性區的擴大；2、在后期鋼支撐的受力逐漸趨勢平衡，表明鋼支撐設計荷載能滿足要求。其值在鋼支撐設計允許范圍內。該結構是偏于安全的。、二次襯砌混凝土內（內測）內力二次襯砌混凝土內（外測）內力說明：該斷面二襯混