徐燦然

中鐵二十局六公司，陜西西安 710032

1 概述

隧道施工監(jiān)控量測的目的是為了完善隧道施工設(shè)計與正確指導(dǎo)施工，從而保證隧道工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。連拱隧道就是將兩座隧道之間的巖體用混凝土取代，或者將兩座隧道相鄰的邊墻連成整體，形成雙洞相連的結(jié)構(gòu)形式。由于這種結(jié)構(gòu)跨度大，設(shè)計施工技術(shù)較復(fù)雜，所以在施工過程中必須進(jìn)行監(jiān)控量測。

博羅至深圳高速公路楊崗1#隧道為雙洞六車道連拱隧道，起訖樁號為K56+340～K56+603，全長263m，位于直線上，隧道最大埋深約53m，坡度1.968%。隧道穿過丘陵地貌區(qū)，地面標(biāo)高71m～140.0m，相對高差約65m，設(shè)計隧道底標(biāo)高71.52m～76.31m，山體植被茂密。隧址區(qū)主要為侏羅系下統(tǒng)金雞組泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖及其風(fēng)化層。兩隧址區(qū)地下水類型同為基巖裂隙水，含水層主要為中風(fēng)化～微風(fēng)化巖，其余地層為透水層或弱透水層，地下水均無腐蝕性。該區(qū)屬低緩丘陵地貌，第四紀(jì)以來的新構(gòu)造運動主要為地殼間歇性抬升，水平方向運動微弱，無區(qū)域性斷裂通過，震基本烈度為Ⅵ度（地震動峰值加速度0.05g，地震動反映譜特征周期0.35s），預(yù)測未來一段時期內(nèi)該區(qū)地震活動仍較微弱。

2 監(jiān)控量測的內(nèi)容及方法

監(jiān)控量測內(nèi)容包括地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察、洞內(nèi)周邊收斂、拱頂下沉、錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力、地表沉降5項。

2.1 地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察

洞外應(yīng)重點觀察兩端洞口邊坡、仰坡及整個外側(cè)山體的穩(wěn)定性及變形情況，洞內(nèi)觀察是在每次爆破后，通過人工觀察、地質(zhì)羅盤和錘擊檢查等手段對隧道掌子面進(jìn)行觀察，描述和記錄隧道內(nèi)地質(zhì)條件的變化情況，裂隙的發(fā)育和擴(kuò)展情況，滲漏水情況，觀察兩側(cè)和頂部有無松動巖石，有無裂縫，同時對噴層支護(hù)狀態(tài)和錨桿工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，看噴層是否有脫落、開裂情況以及脫落、開裂程度等，錨桿工作是否正常等，每次觀測進(jìn)行書面觀測記錄，同時進(jìn)行拍照、錄像留存。

2.2 洞內(nèi)周邊收斂

連拱隧道的洞內(nèi)收斂量測與其具體施工方法有著密切的關(guān)系，不同的施工方法有不同的測點布置方式。楊崗1#隧道采用三導(dǎo)洞施工法，先中導(dǎo)洞以及中隔墻、后左右側(cè)壁導(dǎo)坑及大洞的施工工序，所以應(yīng)該先對中導(dǎo)洞布置測點，然后對左右側(cè)壁導(dǎo)坑及大洞布置測點，本隧道測點布置見圖1及圖2。每天用收斂儀量測測點間的位移，計算測點間的相對位移值和絕對位移值，并繪制對時間的變化曲線，即可直觀得出反映出隧道的穩(wěn)定情況。

圖1

圖2

2.3 拱頂下沉量測

連拱隧道拱頂下沉量測的測點布置也與其具體施工方法有關(guān)。根據(jù)本隧道的具體施工方法，隧道拱頂下沉位移量測測點布置如圖1及圖2所示，然后每天用精密水準(zhǔn)儀量測拱頂相對于基點的高程，計算出測點的相對變化量和絕對變化量，同時繪制出隨時間的變化曲線，即可反映出隧道的穩(wěn)定狀況，并能為二次襯砌提供合理的支護(hù)時機(jī)。

2.4 錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力

錨桿內(nèi)力及抗拔力量測是根據(jù)錨桿所承受的拉力，判斷錨桿布置是否合理，在具有地質(zhì)代表性地段選取1個～2個斷面，每斷面3根～7根錨桿，每根錨桿2個～4個測點，設(shè)計中的V級圍巖的中空注漿錨桿，抗拔力應(yīng)不小于8t/根；Ⅳ級圍巖錨桿抗拔力應(yīng)不小于10t/根；隧道洞外采用砂漿錨桿，抗拔力應(yīng)不小于8t/根，施工中應(yīng)按隧道施工規(guī)范要求進(jìn)行拉拔試驗，不合格的錨桿應(yīng)重打。洞內(nèi)外露的錨桿鋼筋頭必須以噴砼覆蓋，以免刺破防水板。

2.5 地表沉降觀測

通常情況下，淺埋隧道的拱頂下沉及地表下沉是判斷圍巖是否穩(wěn)定的重要標(biāo)志。拱頂下沉?xí)蛏蟼髦恋乇?，地表測點的下沉值一般比拱頂點的下沉值要小，而且滯后于拱頂下沉一段時間。但當(dāng)隧道埋深很淺、圍巖又破碎時，地表下沉值接近于拱頂下沉值而形成整體下沉。該項監(jiān)測的目的是為了掌握隧道進(jìn)出口及沖溝淺埋地段因隧道開挖引起的地表下沉情況。楊崗1#隧道兩端洞口地表尤其是博羅端洞口地表為淺埋偏壓段，在進(jìn)洞初期應(yīng)加強(qiáng)加密觀測地表沉降，密切注意地表變化情況。

3 監(jiān)控量測的頻率

表1 隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測頻率

4 數(shù)據(jù)分析及施工管理

4.1 根據(jù)位移速率進(jìn)行施工管理

1）當(dāng)位移速率大于1mm/d時，圍巖處于急劇變形階段，應(yīng)密切關(guān)注圍巖動態(tài)；

2）當(dāng)位移速率在1mm/d～0.2mm/d之間時，圍巖處于緩慢變形階段，應(yīng)加強(qiáng)觀測；

3）當(dāng)位移速率小于0.2mm/d時，圍巖已達(dá)到基本穩(wěn)定，可進(jìn)行二次襯砌作業(yè)。

4.2 根據(jù)位移時態(tài)曲線進(jìn)行施工管理

1）每次量測后應(yīng)及時整理數(shù)據(jù)，繪制時態(tài)曲線；

2）當(dāng)位移速率很快變小，時態(tài)曲線很快平緩，如圖（a），表明圍巖穩(wěn)定性好，可適當(dāng)減弱支護(hù)；

3）當(dāng)位移速率逐漸變小，即d2u/dt2＜0，時態(tài)曲線趨于平緩，如圖（b），表明圍巖變形趨于穩(wěn)定，可正常施工；

4）當(dāng)位移速率不變，即d2u/dt2=0，時態(tài)曲線直線上升，如圖（c），表明圍巖變形急劇增長，無穩(wěn)定趨勢，應(yīng)及時加強(qiáng)支護(hù)，必要時暫停掘進(jìn)；

5）當(dāng)位移速率逐步增大，即d2u/dt2＞0，時態(tài)曲線出現(xiàn)反彎點，如圖（d），表明圍巖已處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)停止掘進(jìn)，及時采取加固措施。

5 結(jié)論

根據(jù)楊崗1#隧道跨度大、埋深淺、地質(zhì)條件復(fù)雜且洞口段淺埋偏壓的實際情況，結(jié)合設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范確定了楊崗1#隧道監(jiān)控量測的內(nèi)容及相應(yīng)的量測要求。通過實際應(yīng)用，取得了良好的效果，達(dá)到了科學(xué)指導(dǎo)施工和完善設(shè)計的目的。

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTG F60-2009《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》.