马鞍山高速公路隧道监控量测及应用

摘要：本文以广西某隧道施工的监控量测实施情况，系统介绍隧道围岩现场监控量测方法、实施及对量测数据分析及其应用。

关键词：隧道 监控量测 数据

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0158-02

引言

隧道工程是一种特殊的工程结构体系，它所遇到的地质条件非常复杂，围岩和支护结构相互作用难以预测，所以监控量测在隧道工程中起着非常重要的作用。一方面在围岩动态变化与维护结构的工作状态中，采用对围岩监测结果进行修改设计、分析、指导施工，并预见沉降事故险情，有利于采取及时措施；另一方面是收集重要围岩资料，在类似情况下的设计中提供可靠依据，尤其对软岩变形较大隧道围岩更是如此。因此，利用对围岩的监控量测数据进行有效的处理，并分析监测结果，从而了解到隧道围岩的情况，这样就能对隧道施工进行有效指导。

1 工程概况

广西某隧道进口位于桂平市石龙镇三陀村北西向约950m 处，出口位于桂平市石龙镇那生村南西向约500m 处。其山体岩性主要为泥盆系粉砂岩、泥岩、砂岩及寒武系泥质粉砂岩、泥岩、砂岩。隧道分左、右线，左线里程桩号为ZK157+150～ZK160+023，长度为2873 米；右线里程桩号K157+140～K160+029，长度为2889 米。左、右隧道均属长隧道。设计隧道为双向分离式+小净距隧道，洞高8.07米，洞宽15.36米；隧道断面采用拱部三心圆曲墙式断面，半径R1=8.5米，R2=5.7米。隧道建筑界限14.50米，净高5.0米。

2隧道监控量测方案

2.1测点布置

为了能够对隧道围岩和支护结构的性态进行有效系统的分析，并能够取得完整的数据，同时又可以使得这些数据进行比较、验证，因此，应该在同一断面上尽量布置必测项目和选测项目。隧道断面间距布置如表1。

2.2量测周期

现场量测项目的周期确定：按《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）规定，开挖后的1～15d，1～2次/d；第16～30d， 1次/2d；第1～3个月， 1～2次/周；大于3个月， 1～3次/月。量测位移逐渐达到标准稳之后，则应该停止量测；然而，隧道围岩的观测频率主要是依据围岩动态和支护结构以及观测的数据进行分析而定的，且灵活性较强，对于隧道的量测频率可以参考下表2进行编制。因此，隧道的量测频率的确定可以参考下表2进行编制。

2.3变形管理

隧道监控量测数据结果，要时刻进行处理，如果隧道内空变形位移大于允许值时，要立即通知施工单位进行有效的支护措施，防止事故发生，变形管理等级如表3。

2.4量测方法

用收敛计对周边收敛与拱顶下沉进行一次量测，量测方法如图1。

3 监控量测数据处理及分析

3.1 监控量测结果

此隧道左线ZK159+375断面围岩为Ⅳ级浅埋，地质条件很差，埋设时间为2012-12-17，采用台阶法施工，图2，图3该断面的内空收敛位移～时间、图4，图5收敛速率～时间。

从图2，图3可以看出ZK159+375断面收敛变化有三个阶段，分别为快速增长、缓慢变化、趋于稳定，掌子面开挖是在12月17日，从12月17日到12月23日隧道收敛位移有很大变化，从12月23日到1月1日，隧道位移收敛变化逐渐缓慢，从1月1日到1月10日，隧道位移收敛进入稳定状态，每日收敛值均在0.2mm以内，则可通知施工单位施作二衬。

隧道刚开挖过后，围岩变化很大，围岩变形在1.0mm/d内浮动，进而逐渐缓慢增长，一般在1—0.2mm/d内变化，然后经过几天后，围岩变化与支护结构变形几乎进入稳定状态，变形在0.2mm/d以内。

根据位移-时间曲线进行施工管理。

（3），位移速率逐渐增大，说明围岩已处于不稳定状态，应停止掘进，立即采取加固措施。产生这种原因，一方面是围岩和支护结构受到破坏，不能承受侧面、上部荷载，进入极不稳定状态。另一方面刚开始开挖隧道，围岩动态不能无法进行描述，如果出现这种情形，是量测不到的。

3.2坍塌断面分析

此隧道右线YK159+170断面围岩为Ⅳ级浅埋，在12月31日对隧道进行了常规监控量测，没有发现反常现象图6监控数据分析曲线，从曲线上分析，内空收敛位移在规范范围内，和其他的几个断面相比，收敛值相差不大，但是在开挖大约两周后，隧道突然坍塌。导致这种坍塌的原因，一方面是此段地质条件很差，隧道围岩结构松散，且胶结级差。另一方面支护结构效果不好，没有对围岩加强支护。

4 结语

在隧道的施工过程中，隧道工程具有一定的特殊性、复杂性，围岩动态的不确定性，因此对隧道进行监控量测是极其重要的，对隧道围岩及支护结构进行指导作用，保证隧道工程的质量。因此，对隧道的监控量测应做好以下几点：

（1）监测的内容，断面位置和量测测点的布置

（2）监控量测要分析数据的变化与施工状态变化的关系，有效的指导隧道工程施工要；

（3）通过对隧道的监控量测，确保隧道工程安全，防止坍塌事故；

参考文献：

[1]徐林生，孙钧，蒋树屏.洋碰隧道进口右线施工中的现场监控量测州.岩石力学与工程学报，2002.

[2]于书翰，杜谟远. 隧道施工[M]. 北京：人民交通出版社，1999.