一、工程概況
清刺溝隧道位于陜西省商南縣太吉河鎮(zhèn)朱家灣東溝河口與清刺溝口之間,穿越丹江左岸一山脊。隧道原設(shè)計起終點里程為:左線K200+490~K201+218,長度728m;右線SK200+486~SK201+225,長度739m,由于地形地質(zhì)限制,按小凈距隧道設(shè)計。隧道按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,單洞凈寬14.5m,凈高7.95m,建筑限界高度5.0m。
根據(jù)陜西交通建設(shè)集團委托,中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司科研試驗檢測中心于2009年8月20日~21日對清刺溝隧道(左洞)K200+854~K201+223段、(右洞)SK200+855.5~SK201+225段二次襯砌鋼筋網(wǎng)布置進行了質(zhì)量檢測,檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)的主要問題有,清刺溝隧道左右洞二次襯砌在局部區(qū)域鋼筋層數(shù)設(shè)置不夠,原設(shè)計兩層鋼筋,實際只有一層或局部未設(shè)置;鋼筋間距較設(shè)計值大。長安大學(xué)并對清刺溝隧道結(jié)構(gòu)進行了安全評估,給出了《丹鳳至陜豫界高速公路清刺溝隧道結(jié)構(gòu)安全評估報告》,報告根據(jù)計算分析認(rèn)為清刺溝隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)安全系數(shù)能夠滿足設(shè)計規(guī)范要求,在使用階段是基本安全的,同時提出以下兩點建議“第一,加強對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的長期監(jiān)測,特別是墻腳、拱頂表面裂縫的發(fā)生和發(fā)展情況及襯砌變形情況;第二,對于仰拱上部可能存在虛渣回填的質(zhì)疑,如有必要可進行鉆孔檢測,由于仰拱上部虛渣回填會影響路面結(jié)構(gòu)安全,因此可加強對路面裂縫的長期監(jiān)測”。
根據(jù)以上結(jié)論和建議,針對清刺溝隧道二次襯砌和隧道路面可能出現(xiàn)的問題,現(xiàn)提出對清刺溝隧道(左洞)K200+854~K201+223段、(右洞)SK200+855.5~SK201+225段二次襯砌的變形及裂縫和隧道路面的沉降及裂縫進行長期監(jiān)測。根據(jù)長期監(jiān)測結(jié)果,分析隧道二襯和隧道路面在隧道運營過程中是否存在問題。
二、清刺溝隧道監(jiān)測方案
1 隧道二次襯砌變形及裂縫監(jiān)測
(1)監(jiān)測方法
隧道二次襯砌變形監(jiān)測采用隧道激光全斷面儀,隧道激光全斷面儀是用現(xiàn)代激光測距和計算機技術(shù)開發(fā)出來的硬、軟件一體化的斷面量測工具。它是利用極坐標(biāo)法,以任一起算方向(如水平方向),按一定角度依次一一測定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際斷面之間的矢徑及該矢徑與水平方向的夾角,將這些矢徑端點依次相連即可獲得實際斷面的輪廓線。利用相應(yīng)計算軟件,可以以圖的形式輸出全隧道各個測量斷面的實際輪廓線。以第一次量測隧道各個斷面的輪廓線為基準(zhǔn),將以后每次量測的輪廓線和第一次基準(zhǔn)輪廓線相比較,即可直接準(zhǔn)確的得出隧道二次襯砌的變形情況。二次襯砌裂縫的監(jiān)測采用目測和尺量的方法,詳細(xì)記錄二次襯砌裂縫的長度和寬度,以及裂縫發(fā)展趨勢,加強對拱頂和拱腳部位監(jiān)測。
(2)斷面布置
對左洞K200+854~K201+218段、右洞SK200+855.5~SK201+225段每30米為一斷面進行二次襯砌變形和裂縫監(jiān)測,每個斷面對隧道激光全斷面儀的測量點做好標(biāo)記,確保以后每次量測儀器都在相同位置。
(3)監(jiān)測頻率
計劃對隧道二次襯砌變形和裂縫進行一年的監(jiān)測,前三個月每月監(jiān)測一次,以后每三個月監(jiān)測一次,詳細(xì)記錄每次的監(jiān)測結(jié)果。
2 隧道路面沉降及裂縫監(jiān)測
(1)監(jiān)測方法
清刺溝隧道現(xiàn)已建成通車,隧道仰拱疑似采用亂渣回填段左洞長364米,右洞長369米,為了對左右洞亂渣回填段進行全面的監(jiān)測,擬采用水準(zhǔn)儀對路面進行沉降監(jiān)測。水準(zhǔn)儀監(jiān)測路面沉降具體方法為,在隧道左右洞外各設(shè)一基準(zhǔn)高程點,以一定的周期對隧道路面布置的測點進行沉降監(jiān)測,通過對長期監(jiān)測結(jié)果的統(tǒng)計、分析,最終對路面沉降做出科學(xué)評價。對隧道路面裂縫的監(jiān)測,通過目測和尺量,記錄裂縫的長度、寬度、分布范圍以及發(fā)展趨勢。
(2)測點布置
對左洞K200+854~K201+218段、右洞SK200+855.5~SK201+225段每30米為一斷面進行沉降監(jiān)測,每一斷面設(shè)置6個測點,路面凈寬14.5米,路面布置4個測點,測點間隔為3米,具體測點布置見圖1。為了防止隧道整體沉降對路面沉降監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生的影響,在每個監(jiān)測斷面的左右人行通道上各布置一監(jiān)測點,通過對人行通道上測點監(jiān)測結(jié)果和路面測點監(jiān)測結(jié)果進行比較分析,以更準(zhǔn)確的評價亂渣回填對路面沉降的影響。
對左洞K200+854~K201+218、右洞SK200+855.5~SK201+225全段進行路面裂縫監(jiān)測。
(3)監(jiān)測頻率
計劃對隧道二次襯砌變形和裂縫進行一年的監(jiān)測,前三個月每月監(jiān)測一次,以后每三個月監(jiān)測一次,詳細(xì)記錄每次的監(jiān)測結(jié)果。
三、監(jiān)測結(jié)果整理分析
在監(jiān)測過程中,科學(xué)、客觀、細(xì)致、認(rèn)真的記錄監(jiān)測數(shù)據(jù),及時整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù),如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較大并可能會對隧道產(chǎn)生安全隱患時,應(yīng)及時上報相關(guān)部門,以采取應(yīng)對措施。
四、其他注意事項
該隧道所處商界高速現(xiàn)已通車,且車流量較大,建議在隧道監(jiān)測過程中相關(guān)部門應(yīng)相互配合,根據(jù)實際情況對隧道進行交通管制,確保監(jiān)測安全、順利進行。