略论隧道监控的方法与结果

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1量测项目与方法

根据观察结果分析围岩的破坏形态，利用观察结果修正设计、指导施工。针对隧道塌方段的特殊性，重点对掌子面的工程地质和水文地质条件进行观察。对初衬区域渗水情况，喷层表面裂缝状态、喷射混凝土与围岩接触状况，是否发生裂隙或剥落，钢拱架有无被压曲现象，二次衬砌表面裂缝状况、是否有底鼓等现象进行了详细的观察和记录，及时反馈信息，确保施工安全。隧道塌方段地表采取卸载施工方法，重点对塌方段地表土体进行卸载，使得卸载后的土体呈现台阶状堆放，同时对场地碾压密实，用50cm二八灰土进行表面封闭。针对塌方段地表土体松散、夏季雨水多极易渗入土体对施工产生安全隐患，在塌方区段纵向每隔5m布设一组地表下沉监测断面，共布设10组监测断面，横向测点适当加密，同时增大量测频率，实时对地表进行监测，及时掌握地表变化情况。位移量测周边收敛位移量测是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，根据变形速率判断围岩稳定程度和二衬施作的合理时机，指导现场施工。周边收敛位移量测与拱顶下沉监测断面布设间距为：Ⅱ级围岩不大于100m左右；Ⅲ级围岩不大于40m左右；Ⅳ级及以下围岩不大于20m；围岩变化处适当加密，在各级围岩的起始地段应设置断面，当发生较大涌水或围岩突变时，Ⅳ级及以下围岩量测断面的间距缩小至5～10m。在处理隧道塌方段施工过程中发现塌方段土体松散，量测位移变形较大，极易发生次生灾害，根据现场情况，对右线K15+082—K15+135区域的测点进行加密，测点间距为5m，常用的周边收敛测线布置所示。隧道周边收敛位移量测采用六测线法。

2监控结果

在施工过程中发现初衬混凝土开裂、剥落，钢拱架有被压屈现象发生，洞身两侧存在底鼓，喷射混凝土表面局部有少量裂隙水渗出，围岩变形较大。对异常情况进行汇总分析，后经调整支护参数，施作锁脚锚杆、施作套拱等措施，及时消除了安全隐患，避免安全事故的发生。隧道塌方段地表虽然采取卸载施工方法，同时对场地碾压密实，用50cm二八灰土进行表面封闭。但由于黄土松散，当时正处于雨季，雨水量大，冲刷严重，在塌方段K15+090—K15+110地表出现一条长约20m、宽约1cm的裂缝，针对这一情况，施工方对裂缝区域进行处治，碾压密实，表面封闭，地表用防水彩条布进行覆盖，同时施作地表排水系统。地表下沉隧道右线K15+082—K15+135区域共布设10组地表下沉监测断面，横向测点适当加密，同时增大量测频率，实时对地表进行监测，及时掌握地表变化情况。重点对开挖掌子面和已施工区域上方地表进行监测，从监测结果来看，在隧道中心线附近区域地表下沉量较大，地表下沉累计实测值达到58mm，沿着横断面两侧逐渐减小，随着隧道的开挖变形逐渐减小，分析原因塌方段上方土体松软，前期雨水量大，冲刷严重，在隧道开挖初期对掌子面附近围岩扰动大，随着开挖的进行这种扰动逐渐较小。图3为隧道右线K15+125地表下沉实测量值。周边收敛位移及拱顶下沉隧道周边收敛位移采用JSS30A型数显收敛计，最小读数0.01mm，此仪器具有可靠、方便、精度高等特点。右线K15+082—K15+135区域周边收敛位移及拱顶下沉测点间距为5m，在施工过程中发现K15+125区域周边收敛位移及拱顶下沉量测数据异常，变形值较大，初衬混凝土开裂、剥落，拱脚向内侧挤压，后经及时处治，及时消除了安全隐患。此处拱顶下沉累计实测值达到152.6mm，收敛位移累计实测值达到116.25mm，存在初衬侵界现象，及时反馈信息，对设计预留变形量进行调整，防止初衬侵界现象的发生，通过对周边收敛位移及拱顶下沉数据的分析汇总，判别围岩的稳定程度，及时调整设计预留变形量和二次衬砌施作的合理时机。通过对周边收敛位移及拱顶下沉量测数据的分析可以看出，在上导开挖、下导开挖、仰拱的开挖过程中对围岩扰动大，量测变形值急剧变化。同时拱顶处土体松散，早期即使进行了超前加固处理，变形值也较大，随着双层小导管、钢拱架、初衬混凝土的共同受力，围岩应力被平衡，变形值逐渐减小，最终趋于稳定。图4、图5分别为K15+125周边收敛位移及拱顶下沉实测量值曲线图。

作者：魏鑫单位：山西省交通科学研究院