變形監測技術在臥龍隧道施工中的應用

□ 潘志壽

（甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

0.引言

我國公路隧道越來越多采用復合式襯砌型，變形監測在施工中尤其重要，如果變形在一定的限度之內屬于正?，F象，一旦超過安全質量指標，就會危及建筑物甚至人員的安全。通過平涼—定西高速公路臥龍隧道施工變形監測，對變形監測數據進行觀測分析，及時調整施工方法及作業程序，避免不必要的經濟損失和人員的傷亡。

臥龍隧道位于臥龍村和陳家溝村之間，屬淺埋松軟黃土和弱膠結巖石型長隧道。該地區地下水化學類型為HCO3·SO4-Na型，PH值為7.93～8.64，不含侵蝕性CO2，地下水對混凝土具有結晶類弱腐蝕。該地區地震基本烈度為Ⅷ度，洞口淺埋段Ⅵ為一般黃土，局部泥巖強風化層，多呈飽和狀，呈易蠕動的松軟結構，圍巖極易坍塌變形，受降雨和黃土層孔隙水影響。圍巖采用上導坑、臺階式、留核心土的方法進行。因此，對于臥龍隧道施工期間進行變形監測至關重要，對凈空水平收斂和拱部下沉量的監測布設間距為10m，拱部沉降和凈空水平收斂布設在同一斷面上。

1.監測方案設計

1.1 監測儀器的選擇

為了保證測量成果準確、可靠，達到精度要求，采用球鉸彈簧式，最小讀數0.01mm,量測精度±0.06mm，北京申克試驗儀器機械廠JSS30型系列數據顯示收斂儀，蘇州光學儀器廠S3水準儀及雙面水準尺，調焦運行差≤1mm。

1.2 觀測點位布設

因臥龍隧道土石等級屬Ⅳ～Ⅵ級圍巖，洞身量測斷面間距為10～50m,但對洞口淺埋段Ⅵ級圍巖從密布點，間距為10m一個斷面布設，對凈空水平收斂和拱部下沉量的監測布設在同一斷面上。

1.3 監測方法

運用較高精度的水準儀對拱頂沉降觀測點進行監測，可測出隧道拱頂各測點的下沉量及其隨時間變化情況。水平收斂量測儀器為JSS30型系列數據顯示收斂儀，可量測每個斷面各個點之間數據（如表1、表2所示）。

2.監測數據處理與成果分析

2.1 監測數據處理

施工期間，由于長期下雨，隧道開挖時，黃土明顯水分呈飽和狀，在SK244+480處拱頂沉降觀測時，明顯觀測數據下沉量2cm，立即增加監測次數，沉降每次增加，一次襯砌明顯出現裂縫，立即停止隧道開挖，及時加固襯砌好的斷面。不到一天時間出現掌子面大塌方，并且隧道冒頂。但施工現場人員早就撤離，并沒有造成人員傷亡和財產損失。

表1 黃土隧道段施工期間四個月凈空位移測定觀測數據統計表

采用回歸分析法對凈空位移收斂數據處理，繪制位移—時間曲線，例如對臥龍隧道上行線進口SK244+450斷面凈空位移數據繪制（如圖1、圖2、圖3所示）。

表2 監測數據

圖1 SK244+450處收斂數據回歸分析(DE)

圖2 SK244+450處收斂數據回歸分析(DF)

圖3 SK244+450處收斂數據回歸分析(EF)

2.2 監測數據處理及分析

根據上述變形觀測數據統計表及回歸曲線分析，臥龍隧道進口施工期間，不論凈空還是拱頂其沉降量明顯逐步變化較大。經過對施工各工序期間監測數據分析：一是每一道工序施工都會引起拱頂下沉及凈空收斂量增加，而整體襯砌成環后，拱頂及凈空收斂逐漸趨于穩定；二是在一次襯砌施工期間，考慮沉降變形量，預留沉降變形量變化，開挖黃土隧道最好擴大10cm左右，以免二次襯砌厚度不夠，增加不必要經濟損失和工期延誤；三是進口比出口變形量大，原因是進口開工比較遲，剛好是雨季，洞口淺埋段黃土是飽和濕陷性黃土，從而造成開挖襯砌變形量大。

3.結束語

黃土隧道施工變形監測及時跟進，不論任何施工工序，要及早保證隧道一次襯砌成環，才是阻止變形的根本之策。二次襯砌不能間隔太長，要能滿足一次襯砌施工場地需要，當變形量變化趨于穩定時加快二次襯砌。