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工程测量方案范例(3篇)

来源:网络 时间:2024-08-26 手机浏览

工程测量方案范文篇1

在高速发展的社会经济影响下,建筑工程中施工单位越来越多依靠测量技术,测量技术的自动化、科学化及信息化程度也越来越高,这些对于保证测量结果的准确性和有效性都有非常重要的作用。文中首先对特殊地形测绘方案进行研究的必要性做了简单分析,阐述了当前形势下,一般测绘技术在测绘工程中的应用情况,结合实践及不断探索,总结并归纳出有关特殊地形的测绘技术方案,以供参考,希望通过本文的介绍和剖析能够使我国的地形测绘工作水平提升到新的高度。

关键词:

测绘工程;特殊地形;测绘技术;方案

做好测绘工作,不仅能够充分了解我国地形分布情况,同时也能为我国公路及铁路等基础设施建设提供保证。测绘技术的应用对于测绘工程的完善具有非常重要的作用,但从目前测绘现状来看,我国测绘技术虽然在很大程度上得到了提升,但是在应用过程中还存在一些问题,特殊地形的测绘技术应用属于其中一部分,对于不同特性而言,其测绘技术必须有所不同,这样才能使其测绘过程更加准确、有效,保障各项基础设施建设顺利进行。所以,探究、分析测绘工程殊地形的测绘技术方案意义重大。

1研究特殊地形测绘方案的意义

随着社会经济的快速发展,使得现代化建设开始朝着更加深入的方向发展,这种情况下,测绘工作的完善也起着巨大的作用,能够为现代化建设提供准确的测量数据。而测绘工程的完善与相应技术的应用二者有着非常密切的关系。是由于我国地理面积辽阔,特殊特性广泛分布,如果遇到特殊地形,必然会增加测绘功能的难度,所以说,做好对测绘技术方案的研究尤为重要。此外,在相应测绘技术的应用下,才能够顺利开展测绘工作。通常情况下,在开展测绘之前,相关技术人员需要对可能应用到的技术进行充分了解,去采集各项数据,从而确定科学、可行的测绘计划,保证整个测绘工程顺利进行。同时,正式测绘时,对任何一方技术的应用,都必须在国家规定标准下进行,以便提高技术应用效率,保证测绘结果。

2测绘工程中应用到的一般测绘技术

测绘工程进行中,测绘技术是重要内容,它是保证测绘工作顺利进行的基础,同时只有最大限度保证测绘工程的准确性,才能为我国现代化建设提供有效的数据信息。结合实践总结并归纳出一般测绘技术:(1)GPRS技术,通常情况下,由于部分数据在采集过程中,容易受到自然因素等方面的影响,而GPRS技术的应用,在不受天气和地形因素的影响,能有效提高测绘效率,保证测绘数据的准确性;(2)GIS技术,GIS技术的特点是:拥有极大的数据库存储能力和良好的图形输出能力。所以在进行测绘时,可以利用这一特点,根据工程测量中所得出的数据信息来进一步实现。此外,该技术还具有测量准确度高,测量效率高的特点;(3)遥感RS技术,一般情况下,在测绘工程中运用遥感RS技术,可获取较小比例尺的地形数据,提高测绘图的绘制效率;(4)数字化技术,现阶段使用数字化技术最多的是跟踪仪和矢量化仪。测量中在应用该技术时,必须要从实际出发,如果遇到大比例地形图分析,可采用扫描矢量化,这样可以从多方位对信息进行数字化处理,保证数据准确性和高效性;(5)摄影测量技术,当前由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术提供了新的技术支撑,促使该技术在城市大型工程测量及工程勘察中得到有效利用。

3特殊地形的测绘技术方案探讨

特殊地形具体包括:旧城镇以及村社的地形、林地、沼泽地等。结合上述分析可以发现,一般测绘技术的应用,还不足以完成测绘工作,不能确保测绘过程顺利进行,所以,在遇到这种情况时,必须要制定科学、可行的特殊测绘技术方案,以保证测绘过程顺利进行,从而为我国现代化建设提供重要保证。下文针对不同特殊地形提出了不同测绘方案,具体内容如下。

3.1以旧城镇和村社为代表特殊地形

测绘过程中,需要对村庄的整体进行规划设计后,才能绘制野外草图,保证测绘图数据信息的准确性和直观性。但是,如果没有对村庄及旧城镇的整体进行规划设计便绘制草图,容易出现由于测绘点的点图不符,导致图案混乱,甚至影响后期工程建设。要想改善这一现状,必须要制定科学的测绘技术方案,取消野外草图,并且在房屋各个脚点设置测站,随后将观测到的碎部点全部测定,并将测绘得到的数据输入电脑中,使其成为直观的比例尺地图,最后根据比例尺图绘制草图,保证测量数据的准确性和有效性。

3.2以林地为代表的特殊地形

在遇到林地比较茂盛的区域时,由于此类地形具有隐蔽性的特征,必然会增加测绘工作的难度。遇到这一情况,可以树林的断面测量为准,测量树林的同时,注重高度对测量工作产生的影响,保证测量信号的质量及准确性,保证测量中所要求的固定解。

3.3以泥泞、沼泽地位代表的特殊地形

在对此类特殊地形制定测绘方案时,由于地表坦露,使得作业人员无法利用相关的工具,要想缩小测量范围,要求技术人员在一定范围内进行绘制。因此,在测量过程中,要及时确定影响测定区域的高程,保证测量过程顺利进行,保证测量数据的精确性和真实性。除此之外,可以通过在测量的周边区域设置相应的测站,运用全站仪实施测量,使得测量水平和质量得到有效提升。

3.4以人口建筑密集为特征的特殊地形

在测绘过程中,测绘人员收集数据时全站测量仪作为最合适的辅助工具,其优点是:镜头灵活、测量速度高、适用范围广、不受时间和空间限制,所以,一般在要求数据比较精确的测量工程中,应用全站仪弥补其他测量仪不能收集到的数据信息,从而保证测量数据的完整性。同时,建议在人多建筑密集的特殊地形中,尽可能在附近找一处高地,用GPS设立测站,之后应用全站仪进行测量,这种测量方案不仅可提高测量效率,而且方便、可行性高,能够省去诸多不必要的资源消耗。

4结语

综上,现如今,快速发展的建筑工程项目为测绘技术提供了一个良好的发展前景,我们在积极倡导运用新测绘技术的同时,要立足于传统测绘技术之上,并将其作为一个基础性技术支撑,不断完善和改进,为满足特殊地形测量提供保证。由于发展特殊地形的测绘技术是影响我国现代化建设质量的直接因素,它对整个工程项目建设质量有着非常重要的作用,通过对特殊地形应用测试技术,从而更好地满足建筑工程测绘需求。除上述内容以外,在今后测绘技术发展中,还要不断创新测绘技术,使其随时应对地域地形的变化情况,以一套完整、可行性高的测绘方案,保证测绘过程顺利进行。此外,笔者希望更多人士参与到测绘工程殊地形的测绘技术方案探讨当中来,为使我国测绘技术提升到新的高度不断努力。

作者:梁浩飞单位:罗定市国土资源局

参考文献

工程测量方案范文

[关键词]土壤流失量;《生产建设及项目土壤流失量测算导则》;类比法;水土保持方案;生产建设项目

水土流失预测是水土保持方案编制的难点之一[1],其难度在于编制人员需要在最不利的条件下估算土壤流失量,即在不采取任何水土保持措施、水土流失时间加长的情况下进行计算。在《生产建设项目土壤流失量测算导则》(SL773—2018)(以下简称《导则》)之前,土壤流失量预测往往采用类比法,即选定一个在自然条件、施工工艺上较为类似的工程,参照其水土保持监测数据进行修正,测算对应工程的土壤侵蚀模数,再根据换算的侵蚀时间预测土壤流失量。这种方法存在明显的缺点:①类比工程土壤侵蚀监测数据可信度存疑。部分监测单位责任心不强、编造数据,在水土保持设施验收中又往往重结果、轻过程,忽视对水保监测过程数据的合理性复核,使得土壤侵蚀数据难以追溯。②修正系数取值随意性大。对于数据可信度较高的类比工程,方案编制中需确定修正系数,而该系数的确定有较大的随意性。系数取值不同,则最终土壤流失量数据差异性大。③不同侵蚀时间侵蚀量相同。《生产建设项目水土保持技术标准》(GB50433—2018)(以下简称《标准》)要求达到或者超过一个雨季的按照一年进行预测,因此存在扰动时间超过一个雨季的年土壤流失量均为同一数值的情况,与实际情况差别较大。2019年1月,《导则》正式实施。《导则》基于大量现场试验,总结出了水力和风力作用下土壤侵蚀量的计算公式和相关参数取值办法,为生产建设项目水土流失预测提供了相对可靠的途径。《标准》规定扰动后的土壤侵蚀模数采用数学模型、试验观测等方法确定;《生产建设项目水土保持方案技术审查要点》(水保监〔2022〕63号)要求水土流失预测依照《导则》和《标准》相关内容进行计算。《导则》内容全面丰富,包括水力侵蚀和风力侵蚀,采用一般扰动地表、工程开挖面和工程堆积体等不同扰动条件分别测算,基本可以满足常规工程的预测需要。本研究以大唐溧水电厂工程为例,基于工程施工现场的实际情况,利用《导则》规定进行土壤侵蚀量的测算,与实测结果进行对比,分析论证《导则》在应用中的可行性,同时针对目前水土保持方案编制中《导则》应用存在的若干问题提出相应的解决办法。

1水土流失预测分区

大唐溧水电厂工程位于江苏省南京市溧水经济开发区,要在原秦源热电厂区内建设2×100MW级燃气轮机热电联产机组。工程水土保持方案编制于2016年6月,采用类比法进行土壤流失量预测,估算工程占地面积6.9hm2,挖填方总量5.75万m3,临时堆土方量300m3。实际工程于2019年10月开工,2022年3月完工,工程建设期间,先进行全场清表,随后基坑开挖,进行建构筑物施工,主体工程完建后进行场地平整绿化。该工程水土流失外营力以水力为主。一般地表扰动贯穿工程始终,兼有堆土场存在。本研究通过无人机对工程现场进行航拍,获取现场高清正射影像,同时结合现场踏勘,获取不同扰动模块的面积、坡长因子、坡度因子等参数。项目正射影像及预测单元分区见图1、2(图2中空白区域为厂区和施工区部分)。从工程现场实际情况看,在工程建设期间,各建构筑物、道路等在不同时间段形成对扰动面的硬化占压,因此在主要建构筑物投影占压面下不产生土壤侵蚀;由于在施工前对场地进行了清表,因此工程主要侵蚀方式为地表翻扰型一般扰动地表;工程建设期间存在5处临时堆土场,会产生堆积体土壤侵蚀。根据工程建设进度,将各预测单元划分见表1。

2结果及分析

根据堆土场堆积形态,实测坡长、坡度,并现场分析土质,采用《导则》中推荐参数计算5处临时堆土场土壤侵蚀量,见表2。综合考虑工程各建构筑物施工时间(形成硬化面则不考虑土壤侵蚀),根据《导则》中推荐参数得出各个区块土壤流失量,形成工程土壤流失量估算汇总表,见表3。该工程水土保持方案(类比法)在水土流失预测单元有重大漏项(遗漏堆土场)的情况下得出结论为:建设期预测水土流失量284.8t,其中水土流失背景值41.4t,新增水土流失量243.4t,土壤侵蚀模数约4900t/(hm2·a)。利用《导则》预测土壤流失量182.240t,其中水土流失背景值0.485t,新增水土流失量181.755t,与类比法测算出的数据差距很大。其中,《导则》预测背景流失量几乎可以忽略不计,这与现场实测值较为吻合,即在植被覆盖良好、地势较为平坦的地表,一般不会出现动辄几十、上百吨的流失量。我们利用水文泥沙法对项目区土壤侵蚀量进行统计,在实施了临时苫盖、碎石压盖、截排水措施的情况下,2022年侵蚀模数仅约为400t/(km2·a);如果根据表3结果反推侵蚀模数,在不采取任何水土保持措施的前提下,2022年项目区侵蚀模数约800t/(km2·a)。两项结果均远低于原方案确定的侵蚀模数4900t/(km2·a)。上述结果表明,利用《导则》预测结果要远比类比法可信度高。

3讨论

3.1利用《导则》预测常见的错误

目前已经有部分单位尝试利用《导则》进行水土流失预测。笔者借助网络查阅了部分项目的水土保持方案,发现有以下几类常见错误。(1)换算土壤侵蚀模数和侵蚀时间有误。部分报告利用Myz=R×K×Ly×Sy×B×E×T×A(式中:Myz为土壤侵蚀量,t;E为工程措施因子,无量纲;T为耕作措施因子,无量纲;其他参数意义同上),简单地将A值去掉,认为剩余的部分即为土壤侵蚀模数,然后换算出侵蚀时间,带入W=∑3j=1∑ni=1(Fji×Mji×Tji)(式中:W为土壤流失量,t;j为预测时段,j=1,2,3,即施工准备期、施工期和自然恢复期3个时段;i为预测单元,i=1,2,…,n;Fji为第j预测时段第i预测单元的面积,km2;Mji为第j预测时段第i预测单元的土壤侵蚀模数,t/(km2·a);Tji为第j预测时段第i预测单元的预测时段长,a)中求解。这种方法实质是将《导则》简化为一个计算土壤侵蚀模数的数学公式,但该公式中R值本身是含有时间概念的。根据《标准》需按照最不利时段换算土壤侵蚀时间,因此部分方案编制单位在《导则》的基础上继续进行时间换算是不对的。例如,南京市溧水区某工程扰动时间为5—9月,横跨雨季,即水土流失预测时段换算为1年;而在《导则》的体系下,根据不同月份的R值,5—9月R值累加值为4407MJ·mm/(hm2·mm),可直接带入公式进行计算。换言之,在《导则》的体系下,已经不需要进行侵蚀模数的取值和侵蚀时间换算。(2)背景土壤侵蚀模数取值有误。目前运用《导则》编写的报告一般会确定项目的背景土壤侵蚀模数,根据W=∑3j=1∑ni=1(Fji×Mji×Tji)求解背景土壤侵蚀量。比如,南方红壤区的水土保持方案确定的背景侵蚀模数小则100t/(km2·a),大则400~500t/(km2·a)。而根据顾亚兰[2]的研究,即便在江西鹰潭坡度20°~30°的典型红壤样地上,植被覆盖良好的样地实测土壤侵蚀量几乎为零。方案编制实际与试验观测结果明显不符,表明背景土壤侵蚀模数的取值存在极大随意性。实际上,根据现场调查,可以确定扰动区域施工前的植被覆盖情况和耕作措施,根据《导则》推荐数据换算,再结合地形因子,可以确定B因子和T因子数值,最后带入《导则》给出的公式,即可以推算出背景土壤侵蚀量。在植被覆盖度较高、地形较缓的前提下,背景土壤侵蚀模数一般小于100t/(km2·a),极少会出现较大数值的情况。(3)不注意扰动方式问题。部分报告简单参照水土流失分区划分水土流失预测分区,如在预测章节将电厂工程划为厂区、施工生产生活区、进厂道路区等。而根据电厂各部分的施工工艺,以大唐溧水电厂工程为例,除了有一般扰动地表,还有临时堆土场,不同扰动形式应对应不同的计算方法。某些大型工程还有长时间的边坡开挖,甚至兼有风力侵蚀。应在水土保持分区基础上根据不同施工工艺继续划分水土流失单元,选取合理计算方法,不能以简单的一个分区笼统得出侵蚀总量。

3.2建议

(1)延后水土保持方案编制的介入时间。目前,水土保持方案编制在工程开工前完成即可。因此,建议委托单位在有条件的前提下,可在工程布置基本确定、施工组织基本明确等设计深化后再组织编制水土保持方案。例如,火力发电工程在初步设计之后、输变电工程在终勘定位阶段、风电工程在微观选址阶段开展水土保持方案的实质性工作。在此阶段,编制人员才有条件了解施工场地的布置、堆土场的位置和面积、塔位、风机点位的具体地形数据,并且有可能了解工程施工工艺,从而选择合理的预测方法,降低水土保持方案的重大变更风险。(2)界定生产建设项目土壤侵蚀量概念。长久以来,业界认为流出项目扰动区域的土壤数量为工程造成的土壤侵蚀量。这种定义面临一个逻辑上的难点,比如某工程在工程边界完全截留住流失的土壤,即使工程现场内部泥水横流,也可以认为侵蚀量为零。这与开展水土保持监测的初衷不相符,同时也与《导则》里明确的各类扰动模型土壤流失量测算方法不相适应。(3)加强水土流失预测章节的审查。水土流失预测是水土保持方案中重要的一个章节,是保障水土保持措施合理性的重要一环。长久以来,由于类比法的缺陷,方案评审中往往对预测章节做弱化处理。随着《导则》的,编制人员已经有条件相对精确地进行水土流失预测。从本研究工程实例可以看出,这种方法的难点在于如何根据施工工艺合理获取相关参数。以水土流失分区为单元进行的侵蚀模数确定及流失量估算已经不具备太多的参考价值,而根据施工工艺,更为精确地确定流失单元和相关参数应在未来方案评审中给予重点关注。(4)做好《标准》和《导则》的衔接。《标准》中要求利用侵蚀模数计算水土流失量,而《导则》则是直接根据各参数计算侵蚀量,两种计算方法存在矛盾,急需标准制定部门给出解释说明,做好两份文件的衔接工作。

4结语

相比类比法,利用《导则》进行预测较为复杂,应用难点在于需根据施工工艺确定扰动方式,需对现场进行更为细致的踏勘,但其结果相对更贴近实际。本研究利用《导则》以大唐溧水电厂为例进行了“无防护措施”下的水土流失预测计算。必须指出的是,虽然该项目扰动面积较小,侵蚀外营力和扰动方式较为单一,但计算中依然对项目情况进行了一定的概化,如:考虑到基坑边坡存在时间较短,未进行工程开挖面土壤侵蚀计算;坡长因子Ly取值时不考虑区块内建构筑物和道路的切割;R和K因子直接采用规范推荐值;坡度因子Sy取值时考虑将各个区块的坡度全部取2°等。以该工程为例,利用《导则》计算土壤侵蚀量虽然方法较为明确,但前提是方案编制人员需对工程施工工艺、施工进度具有相当的了解。因此,如按照以往可研阶段进行方案编制,则各建构筑物施工时间、施工方法、堆土方式无法确定,即便按照《导则》进行计算,仍不可避免地进行“拍脑袋”,导致预测结果依然不可靠。

[参考文献]

[1]高旭彪.浅探开发建设项目水土流失预测存在的问题及建议[J].水力发电,2008,34(1):9-10,41.

工程测量方案范文

关健词:隧道,监控量测,方案论证安全经济

浦南高速公路摇前隧道右线出口段位于低缓小山坡上,地形变化不大,地表上部植被茂盛。隧道围岩主要以亚粘土、全风化云母石英片岩为主,围岩类别为V级,稳定性较差,掘进施工时易产生坍塌,地下水为孔隙潜水和基岩裂隙水,易产生滴、渗水。

右线YK148+234~204段支护方式:采用大管棚超前支护,14#工字钢钢架,间距0.75m,φ22纵向连接钢筋连接。系统锚杆采用φ25中空锚杆,长3.5m,布置间距为0.75×1m,梅花形布置。C20喷射混凝土23cm厚。二次衬砌为拱墙45cm厚C25防水钢筋混凝土、仰拱为40cm厚C25钢筋混凝土,填充层为C15片石混凝土。

一、塌陷的经过:

2006年4月10日下午16时45分,隧道右洞出口上导坑掌子面(YK148+192.75)施工时,在上断面钢拱架安装过程中,发现隧道拱顶右侧出现少许掉渣,约17时安全员听到掌子面上方伴有嗵-嗵的响声,并发现拱顶拱架明显下沉,拱脚明显下陷,即刻立即通知洞内所有人员撤离现场。随后业主组织各方现场管理人员对事况调查,并对隧道洞内外情况进行勘查,发现洞内初期支护喷射砼表面形成多道纵向裂缝,最大裂缝宽度达15cm,(YK148+230~YK148+196段)地表随拱架整体下沉,其中掌子面附近下沉1.02m,洞口下沉0.32m,YK148+196~208处洞顶(最大埋深为9m)上方约有30m2地表出现凹陷,最深约50m,具体详见图1。

二、现场采取的应急处理

该隧道进洞施工正处于雨季,为防止雨水通过裂缝流塌陷体和洞内,险情进一步发展,现场立即采取以下临时措施进行应急处理:

1、在洞口山体上方重新挖一道临时排水沟,用砂浆对沟体进行抹面,用塑料防水布覆盖,防止雨水沿裂缝灌进岩体。对截水沟至洞口段地表采取杂草、覆盖植被进行清除,粘土填塞裂缝,在凹陷处采取粘土回填高出周围地表,并用塑料防水布覆盖,使其能够自然排水。

2、在上导洞内距拱角1.5米处挖浅沟汇集洞内渗流及残留在洞内的积水,集中排放洞外,防止进一步软化拱角及下台阶围岩。

3、对深陷段复喷砼,封闭裂缝,喷射砼封闭掌子面,对洞内沉陷较大地段进行竖向和水平向强支撑,确保洞身拱顶不大幅度变形,拱腰和拱脚不向洞内挤出。

4、在洞内对拱部、拱腰、拱脚部位进行采用间距1米、3.5米长注浆钢花管(Φ42mm,壁厚3.5mm)注浆,加固硬化围岩,注浆压力要求不小于2Mpa,注浆压力稳定后持续时间不小于15min。

5、加强洞内外的地表沉降、拱顶下沉和变形收敛量测工作。

6、对隧道口,洞顶设置安全警戒线,设专人进行安全巡查,以防安全事故的发生。

二、监控量测情况

首先在洞顶增设沿隧道纵向加密观测点,观察地表沉降情况,同时继续加强原设测点的量测监控,从4月10日晚21:10开始布设至4月11日观测数

据来看,沉陷基本趋于临时稳定。根据福建省公路工程试验检测中心站3月20~4月22日检测报告(编号为A2006Ⅻ-G-003)的数据表明,地表、拱顶和周边收敛变形一直变化不大,这说明沉陷段在经应急防护处理后其变形已经基本得到控制。值得说明的是,5月13日至23日加强注浆初起时,对应段落观测点变形略有增大(掌子面附近至5月18日拱顶累计变形1.40m,该处较危险,变形最大),随着浆液固结,各处变形趋于稳定(图2、3、4中未体现其变化)。

1、地表沉降

2、拱顶下沉

3、周边收敛

四、原因分析

通过对初期支护的详细检查,进口段按照设计进行超前大管棚施工支护,钢架采用工14型钢钢架,间距0.75m,φ22纵向连接钢筋连接。系统锚杆采用φ25中空锚杆,长3.5m,布置间距为0.75×1m,梅花形布置。并增设锁脚锚杆4根/榀,锁脚锚杆为φ22螺纹钢,长3.5m。C20喷射混凝土,喷层厚度达到设计23cm。并对喷射混凝土进行切割制作试件,混凝土试件抗压试验表明强度均达到设计要求。通过分析发生塌陷原因有以下几个方面:

1、在施工过程中掌子面一直未出现渗水,2006年3、4月份连续暴雨,特别是4月8日一场暴雨过后,在YK148+219~217段发现已初支完成的喷射混凝土面上有少量渗水,出现险情后发现局部拱脚处有明显沉降和渗水,表明由于连续降雨,地表下土体含水量饱和,其自重增加;

2、由于仰拱未及时跟进施做,隧道洞身受力主要由大管棚注浆加固的围岩拱来承受,初期支护(含钢支撑)因未能封闭成环,初期支护的承载能力有限。

3、雨季山体土体隧道洞口上方有一地质勘探孔未封闭,雨水顺勘探孔流入使隧道口范围内的围岩软化,特别是拱脚位置最低易聚水,对钢支撑不能形成有效支撑力;

4、地质情况:YK148+213~YK148+202主要为褐红色亚粘土,含水量较高,有一定的粘结力,上台阶底部见少量红褐色全风化云母石英片岩。该段围岩整体性差,自稳时间短,易产生坍塌;

综上所述,造成洞口段呈整体下沉是由于该段围岩自稳能力差,加上雨水渗入围岩自重增加,拱脚处承载能力降低所造成。

五、方案论证

根据以上原因分和监控量测数据分析,该隧道洞身围岩原始结构已遭到严重破坏,大管棚注浆作用大部分也已失效,初支(含钢支撑)未封闭成环承载作用有限,隧道正处于一种临时稳定的状态。为安全加固处理好该项隧道深陷段,在初步临时支撑和围岩注浆的基础上,我们拟定了三种施工处理方案,通过分析探讨不断论证,在综合考虑安全、环保、造价和各方案的施工利弊后,确定采用调整路线纵坡结合注浆加固、掏槽换拱方案。方案Ⅰ、大开挖、暗洞明做方案

该方案简单明了,但考虑隧道洞顶覆土厚已9米多,采用明挖方案,存在诸多弊病:①环保破坏严重;②开挖困难,施工安全需高度关注;③将形成侧边坡17米多高、明暗交界仰坡24米多高的临时边坡,临时加固费用大;④该隧道左右洞净距仅20米,右洞的大开挖开会影响左洞,使其产生偏压,可能导致左洞破坏;⑤应急处理的复喷砼及围岩注浆加固将白白损失。故此,该方案被否决。

方案Ⅱ、注浆加固、掏槽换拱方案

该项方案为处理隧道沉陷塌方的常用方案,工艺成熟,讨论作为主要方案倍受关注,但该项方案换拱工作量大,进度慢,造价也不菲,同时考虑第三方案有明显的优势,最终未采用该方案。

方案Ⅲ、调整路线纵坡结合注浆加固、掏槽换拱方案

考虑该隧道另一端进口尚未施工,为尽量利用已有大管棚注浆加固、工字钢支撑和初支喷砼部分发挥作用,减少其开挖破坏,该方案对隧道右线线路进行降坡处理,即将纵断面YK148+100处变坡点移至YK148+050处,再将YK147+630~YK148+050段原设计纵坡由1.1%变为1.0%,YK148+050~YK148+510段纵坡由-1.4902%变为-1.1174%,K148+510的凹形竖曲线半径(1000米)应加大,该竖曲线起点与K148+050凸形竖曲线的终点相接,调整后隧道路面设计标高最大降低约0.95m,已有初支少量处理后就能满足二次衬砌的尺寸要求。

在调坡的基础上,采用方案Ⅱ的措施,对隧道深陷段进行注浆加固和掏槽换拱处理。该方案克服了方案Ⅰ和方案Ⅲ的缺点,解决了方案Ⅱ换拱时间长、造价高的缺点,使施工损失降到最低。

六、方案处理要点

加固处理设计本着“安全、环保、经济”的理念进行,方案要点如下:

1.对隧道右线线路进行降坡处理,尽量利用已有支护,减少对其开挖破坏,已有初支少量处理后就能满足二次衬砌的尺寸要求。

2.二次衬砌结构设计按明洞设计计算,确保结构的安全性。

3.在隧道注浆加固的基础上,首先从YK148+207处开始向YK148+234(洞口方向)27米进行分段跳槽开挖下导坑,使拱脚落底,及时施作仰拱,使初期支护封闭成环,同时调平层(调平层施工滞后仰拱5米),加强拱脚支撑。开挖过程中,根据需要采用强支撑水平顶紧拱脚,防止开挖后拱脚向内收敛变形;

4.接着对因沉陷初期支护侵入二次衬砌范围的地段进行换拱处理,每次1~2榀,掏槽后应及时喷砼封闭,然后再进行换拱处理,初支喷砼总厚度23cm,为保证工程质量和施工安全,采用超前小导管注浆、拱脚采用注浆小导管做锁脚锚杆、钢梁支撑钢架拱脚等辅助措施,新设工字钢改为工18,间距调为0.5m,超前注浆小导管间距在原设计基础上适当加密,注浆压力要求不小于2Mpa,确保安全穿过沉陷段。

5.施工开挖应预留沉降量,预留沉降量不小于10cm,保证初期支护不侵入二次衬砌范围内。

6.加固施工期间洞内必须设置逃生管(Φ600~800mm钢管),以防出现塌方时人员的安全撤离。

7.洞内施工前应做好洞顶截水、排水及拱脚排水的措施工作,继续加强监控量测工作,及时为抢险施工提供数据。

8.洞内处理完后,对洞顶深陷处粘土进行夯填处理,具体用人工或小型机械夯实,并检查地表,封填裂缝,地表用草灌结合植被防护。

七、整治效果及体会

按照以上处理方案和具体要求,施工单位顺利地完成了隧道深陷的整治施工,取得了满意的效果,该整治方案通过路线调坡,减小了洞身初支的二次加固,节约了整治时间,节省了治理费用,监控量测收到了良好的效果,也是成功处理隧道事故的典型案例,通过该工程的加固处理,有以下体会:

1、重视临时应急处理的重要性,及时合理的临时处理,可防止事态进一步扩大,可使工程施工损失最小化,同时能保障工程治理的顺利实施

2、加强监控量测,测定隧道洞身和地面变形,为整治处理方案论证提供凭据。

3、整治处理方案要多方案、多方面的充分论证,应结合具体工程的特点,在考虑安全和可操作的前提下,采取针对性强的治理方案,确保工程整治顺利进行,并合理利用已有施工成果,使整治方案达到安全、经济、环保、节约的目的。

施工应做好的几项工作

①在施工前首先要对隧道上方地质勘探孔进行清查,及时封堵孔洞填补凹坑,对地表水系采用明沟排流。

②雨季施工,应特别强调和保证:初期支护紧跟掌子面,仰拱及填充层及时跟进,使支护结构早闭合;二次衬砌紧跟初期支护,发挥二次衬砌承载能力,增大支护刚度。

③聘请专业队伍,加强监控量测,及时处理分析量测数据,随时掌握围岩及支护的变形情况,及时修正支护参数,并做好较为准确的超前地质预报。

参考资料:

1.公路隧道设计规范(JTGD70-2004)北京:人民出版社2004

2.公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)北京:人民出版社1995

3.浅埋隧道暗挖法设计施工问题新探北京:隧道建设,1992.2