高海東

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院　甘肅天水　741020）

1　工程概況及施工方法

寶蘭客專某隧道先后下穿藉河河谷區(qū)及兩岸黃土覆蓋的低山區(qū)，該隧道洞身及淺埋段地層主要為第四系全新沖洪積黏質(zhì)黃土、粉質(zhì)黏土等，所處區(qū)內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為活躍，表現(xiàn)為藉河兩岸山坡侵蝕強(qiáng)烈，高差達(dá)100～300m，第三系地層整體抬升并微向北傾。該隧道水文地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道通過區(qū)域地層巖性變化較大，涌水量較大，此外隧道大部分位于城區(qū)地下，具有下穿渭河、城市建筑物、通過液化氣站及液化氣管道等多種高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，所以該隧道被業(yè)內(nèi)專家譽(yù)為“大斷面城市地鐵”。

隧道在施工過程中采用三臺(tái)階七步開挖法。這種方法在較軟地層開挖過程中施工空間相對(duì)較大，可以多作業(yè)面平行施工；部分軟巖或土質(zhì)地段可以采用挖掘機(jī)直接開挖，工效較高；在臺(tái)階法開挖的基礎(chǔ)上，通過預(yù)留的核心土，左右錯(cuò)開開挖，有利于開挖面的穩(wěn)定；在地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，便于靈活、及時(shí)地轉(zhuǎn)換施工工序，調(diào)整施工方法，適用范圍較廣。

2　監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容和目的

監(jiān)控量測(cè)是為了了解正在施工或已運(yùn)營(yíng)的隧道圍巖的力學(xué)性質(zhì)和襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，保證施工安全，采用各種量測(cè)儀器對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的量測(cè)工作[1]。監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目的選擇要充分考慮各個(gè)量測(cè)項(xiàng)目的作用，按照《鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)范》（Q/CR9218-2015）的有關(guān)要求將量測(cè)項(xiàng)目分為兩大類，即日常施工管理所必須進(jìn)行的量測(cè)項(xiàng)目（必測(cè)項(xiàng)目）和考慮圍巖條件而需要增補(bǔ)的項(xiàng)目（選測(cè)項(xiàng)目），根據(jù)圍巖的種類和周邊地質(zhì)條件，合理選擇量測(cè)項(xiàng)目[2]。在隧道施工中，必須通過可靠的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)圍巖的力學(xué)行為進(jìn)行分析，得出圍巖的變化規(guī)律，指導(dǎo)施工，保證安全，進(jìn)而得到合理的變形量，降低工程造價(jià)。

隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目根據(jù)設(shè)計(jì)要求、工程特點(diǎn)和規(guī)模綜合選定[3]，本隧道必測(cè)項(xiàng)目包括：洞內(nèi)外觀察、隧道內(nèi)水平凈空量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)，選測(cè)項(xiàng)目主要為地表下沉量測(cè)。

3　量測(cè)方法與頻率

3.1　洞內(nèi)外觀察

隧道每次開挖后及初噴混凝土后通過肉眼觀察、地質(zhì)羅盤測(cè)量和檢查，通過描述和記錄圍巖地質(zhì)和支護(hù)結(jié)構(gòu)狀況、巖性、巖層產(chǎn)狀、裂隙、地下水情況、圍巖完整性與穩(wěn)定性。檢查初期支護(hù)表面是否存在剝落或裂隙，地表是否有底鼓現(xiàn)象，判斷圍巖類型是否與設(shè)計(jì)相否。

洞內(nèi)觀察包括觀察開挖面和初期支護(hù)。開挖工作面觀察應(yīng)在開挖作業(yè)后及時(shí)進(jìn)行，目測(cè)圍巖破壞形態(tài)，分析地質(zhì)變化情況，如無變化每天進(jìn)行一次，若變化明顯，則每施工循環(huán)一次。洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定、地表水滲透、地表沉陷等現(xiàn)象。

3.2　拱頂下沉及水平收斂量測(cè)

拱頂下沉測(cè)點(diǎn)和水平變化測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上。拱頂下沉測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在拱頂軸線附近，當(dāng)隧道跨度較大時(shí)，應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的施工方法在拱部增設(shè)測(cè)點(diǎn)。

拱頂下沉量測(cè)和水平收斂量測(cè)采用相同的量測(cè)頻率。量測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)測(cè)點(diǎn)距開挖面的距離及位移速度確定。在測(cè)點(diǎn)距開挖面的距離決定的監(jiān)控量測(cè)頻率和由位移速度決定的監(jiān)控量測(cè)頻率之中，原則上采用較高的頻率值。出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時(shí)，應(yīng)增大量測(cè)頻率[3]。

實(shí)際量測(cè)頻率應(yīng)由位移速度決定的監(jiān)控量測(cè)頻率和由開挖面的距離決定的監(jiān)控量測(cè)頻率之中選較高的一個(gè)量測(cè)頻率。

3.3　地表下沉量測(cè)

當(dāng)渭河隧道在下穿建筑物及淺埋段時(shí)，在開挖前布設(shè)地表沉降觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)和隧道內(nèi)其它測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面上，在隧道中線處應(yīng)加密。

地表下沉量測(cè)應(yīng)從開挖工作面前方處開始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時(shí)為止。量測(cè)頻率與拱頂下沉和凈空收斂位移量測(cè)頻率相同。

4　監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

4.1　監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的處理

主要包括數(shù)據(jù)校核和數(shù)據(jù)整理。將同一量測(cè)斷面的各種量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，相互印證，以確認(rèn)量測(cè)結(jié)果的可靠性，如有異常應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)。每次觀測(cè)后及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算、填表、誤差處理，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)整理。

4.2　根據(jù)量測(cè)值繪制時(shí)態(tài)曲線

根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制時(shí)間-位移曲線散點(diǎn)圖，可以較直觀的看出圍巖位移變化的情況，并初步判定圍巖的穩(wěn)定性（以某斷面為例），并推算出圍巖最終位移和掌握位移變化的規(guī)律[4]。

4.3　采用統(tǒng)計(jì)分析法對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行回歸分析

建立一種較好反映監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)變化規(guī)律的函數(shù)關(guān)系式，對(duì)類似圍巖段的監(jiān)測(cè)物理量進(jìn)行預(yù)測(cè)，防患于未然。如預(yù)測(cè)最終位移[5]，據(jù)此確定隧道施工預(yù)留沉降量等。

4.4　數(shù)值模擬

結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況建立數(shù)值分析模型，選取合理的計(jì)算參數(shù)，對(duì)施工過程進(jìn)行控制，得出隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和應(yīng)力特征[6]。數(shù)值計(jì)算值與實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比分析，得到一個(gè)合理變形量，指導(dǎo)施工設(shè)計(jì)。

5　結(jié)束語

在隧道施工中，從隧道開挖到第一次支護(hù)的穩(wěn)定，必然存在著變形，變形量的大小直接影響工程的設(shè)計(jì)，如隧道開挖斷面和鋼架預(yù)留變形量。預(yù)留變形量太小，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)可能侵入隧道限界，影響隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，預(yù)留變形量太大，后期施作二次襯砌厚度增加，導(dǎo)致工程費(fèi)用增加。所以，施工中要加強(qiáng)布點(diǎn)及數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性。監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析應(yīng)及時(shí)有效，監(jiān)測(cè)值出現(xiàn)異常時(shí)，迅速報(bào)告相關(guān)工程師和現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人，并加密觀測(cè)次數(shù)，必要時(shí)進(jìn)行24h不間斷監(jiān)測(cè)，直至穩(wěn)定為止。量測(cè)工作要注意儀器測(cè)量與圍巖、初期支護(hù)與洞內(nèi)外觀察相結(jié)合，通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)不同形式的分析，結(jié)果相互驗(yàn)證、補(bǔ)充，進(jìn)而提高量測(cè)工作對(duì)施工、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)、反饋?zhàn)饔谩?/p>