變形監(jiān)測技術(shù)在臥龍隧道施工中的應(yīng)用

□ 潘志壽

（甘肅省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

0.引言

我國公路隧道越來越多采用復(fù)合式襯砌型，變形監(jiān)測在施工中尤其重要，如果變形在一定的限度之內(nèi)屬于正?，F(xiàn)象，一旦超過安全質(zhì)量指標(biāo)，就會危及建筑物甚至人員的安全。通過平?jīng)觥ㄎ鞲咚俟放P龍隧道施工變形監(jiān)測，對變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測分析，及時調(diào)整施工方法及作業(yè)程序，避免不必要的經(jīng)濟(jì)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(jié)巖石型長隧道。該地區(qū)地下水化學(xué)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(jié)晶類弱腐蝕。該地區(qū)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(qiáng)風(fēng)化層，多呈飽和狀，呈易蠕動的松軟結(jié)構(gòu)，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(dǎo)坑、臺階式、留核心土的方法進(jìn)行。因此，對于臥龍隧道施工期間進(jìn)行變形監(jiān)測至關(guān)重要，對凈空水平收斂和拱部下沉量的監(jiān)測布設(shè)間距為10m，拱部沉降和凈空水平收斂布設(shè)在同一斷面上。

1.監(jiān)測方案設(shè)計

1.1 監(jiān)測儀器的選擇

為了保證測量成果準(zhǔn)確、可靠，達(dá)到精度要求，采用球鉸彈簧式，最小讀數(shù)0.01mm,量測精度±0.06mm，北京申克試驗儀器機(jī)械廠JSS30型系列數(shù)據(jù)顯示收斂儀，蘇州光學(xué)儀器廠S3水準(zhǔn)儀及雙面水準(zhǔn)尺，調(diào)焦運行差≤1mm。

1.2 觀測點位布設(shè)

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(shè)，對凈空水平收斂和拱部下沉量的監(jiān)測布設(shè)在同一斷面上。

1.3 監(jiān)測方法

運用較高精度的水準(zhǔn)儀對拱頂沉降觀測點進(jìn)行監(jiān)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(shù)據(jù)顯示收斂儀，可量測每個斷面各個點之間數(shù)據(jù)（如表1、表2所示）。

2.監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與成果分析

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)下沉量2cm，立即增加監(jiān)測次數(shù)，沉降每次增加，一次襯砌明顯出現(xiàn)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(xiàn)掌子面大塌方，并且隧道冒頂。但施工現(xiàn)場人員早就撤離，并沒有造成人員傷亡和財產(chǎn)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(shù)據(jù)統(tǒng)計表

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

表2 監(jiān)測數(shù)據(jù)

圖1 SK244+450處收斂數(shù)據(jù)回歸分析(DE)

圖2 SK244+450處收斂數(shù)據(jù)回歸分析(DF)

圖3 SK244+450處收斂數(shù)據(jù)回歸分析(EF)

2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理及分析

根據(jù)上述變形觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表及回歸曲線分析，臥龍隧道進(jìn)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(jīng)過對施工各工序期間監(jiān)測數(shù)據(jù)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(huán)后，拱頂及凈空收斂逐漸趨于穩(wěn)定；二是在一次襯砌施工期間，考慮沉降變形量，預(yù)留沉降變形量變化，開挖黃土隧道最好擴(kuò)大10cm左右，以免二次襯砌厚度不夠，增加不必要經(jīng)濟(jì)損失和工期延誤；三是進(jìn)口比出口變形量大，原因是進(jìn)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(jié)束語

黃土隧道施工變形監(jiān)測及時跟進(jìn)，不論任何施工工序，要及早保證隧道一次襯砌成環(huán)，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(dāng)變形量變化趨于穩(wěn)定時加快二次襯砌。