隧道拱顶沉降累计值数据分析

胡惠林

0 引言

目前国内高速公路及高铁的修建处于高峰期，山区高速交通通道的修建必将使隧道在工程中占有较大的比例。隧道设计施工基本理念采用新奥法，而新奥法的核心内容之一便是采用监控量测的手段及时反馈隧道施工是否合理且为优化设计参数提供依据。

国内关于隧道监控量测的文章较多，多为对隧道稳定性判断标准做出分析，提出量变和质变两种概念，即从变化量上和变化趋势判断隧道稳定性。当前量变标准尚难定论。本文通过实际工程拱顶下沉监测数据统计分析拱顶下沉和围岩级别基本关系［1，2］。

1 隧道概况

本文所论述的隧道是厦漳高速公路漳州段扩建工程丹坑隧道，为小净距过渡到分离式隧道，隧道洞身位于平曲线上，左洞位于R=1 590 m，P=2 020 m曲线上，右洞位于R=1 735 m，P= 2 000 m曲线上。左洞进口桩号为 ZK499+709，设计标高为22.48 m，出口桩号为ZK500+580，设计标高为15.99 m，长871 m，纵坡采用-0.745%;右洞进口桩号为YK499+720，设计标高22.40 m，出口桩号为YK500+578，设计标高为16.00 m，长858 m，纵坡采用-0.745%。属于单向三车道，隧道开挖方式主要为爆破开挖，不同围岩级别的进尺及支护参数不同。

表1 围岩描述及主要支护参数

表1给出了隧道围岩的基本情况、开挖方式及初期支护参数主要数据，从表1可以看出隧道设计原则基于TTG D70-2004公路隧道设计规范。

2 数据采集及分析

2.1 采集方法

在距离掌子面2 m～3 m隧道初期支护布设三个测点及距离掌子面一定距离不发生位移的后视点，通过比较测点与后视点的竖直方向相对变化量得到测点的沉降量。鉴于水准仪在隧道内可视距离较短及倒站产生误差较大，本次监测主要采用高精度全站仪(Leica2003)结合反光片进行量测。Ⅴ级围岩断面布置示意图见图1，其他级别围岩测点位置相同。

2.2 采集数据

本次监测在左线1 661 m共布设了124个断面，右线1 696 m共布设了118个断面，共242个断面698个有效测点数据。最终数据采集截止时间满足测点日变化量小于0.2 mm/d，认为此时累计变化量为可观测的最终累计变化量，见图2，图3。

2.3 数据分析

隧道拱顶沉降受多方面因素考虑，本文只针对围岩级别进行统计分析，从监测得到的拱顶沉降与里程及围岩级别关系曲线图可以分析出如下结果:

1)左右线沉降量累计值最大值都在Ⅴ级围岩段，位于双侧壁开挖阶段，且大于40 mm;2)整条隧道左右线都表现出洞口段沉降量累计值较大，而隧道中间段沉降量累计值较小;3)整条隧道Ⅴ级围岩测点平均沉降量为16.6 mm，Ⅳ级围岩测点平均沉降量为7.5 mm，Ⅲ级围岩测点平均沉降量为5.6 mm，Ⅱ级围岩测点平均沉降量为3.8 mm。

3 结语

通过分析不同级别混合岩(花岗岩)围岩情况下的拱顶沉降累计变化量得出:进洞初期拱顶下沉较大，一方面围岩较差，另外双侧壁导坑开挖方式支护步骤较多，围岩松动时间较长，其最大值可达到50 mm;从测点沉降变化量累计平均值可知Ⅴ级围岩沉降变化量较其他级别围岩明显偏大，可达到16 mm，Ⅱ级围岩数值沉降变化量累计平均值只有3.8 mm。Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级沉降变化量累计平均值较接近，并近似线性依次增大趋势。

［1］ 刘学增，俞文生.隧道稳定性评价与塌方预警［M］.上海:同济大学出版社，2010.

［2］ 朱汉华，孙红月，杨建辉.公路隧道围岩稳定与支护技术［M］.北京:科学出版社，2007.