隧道洞口塌方冒顶变形监测实例分析

陈中学 梁 鹏 李文广

(重庆市交通规划勘察设计院，重庆 401121)



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隧道洞口塌方冒顶变形监测实例分析

陈中学 梁 鹏 李文广

(重庆市交通规划勘察设计院，重庆 401121)

结合八台山隧道塌方段的地质情况，对该隧道进行了变形监测，介绍了监测点的布设位置及监测仪器，通过监测结果，分析了隧道塌方的原因，为隧道的加固设计提供了依据。

隧道，塌方段，变形监测，监测点

0 引言

隧道进口施工遇浅埋段，通常会根据地质情况采用单侧壁施工、双侧壁施工、环形开挖预留核心土、台阶法等施工方法；洞顶采用注浆，洞口采用大管棚或小管棚等加固。但仅凭这些方法还不够，为防止隧道进口施工时隧道突然垮塌，监控量测成为一种必要的手段[1-4]。

新奥法施工的三大要素为：喷混凝土、锚杆、监控量测。对隧道洞口施工时监测洞顶及洞内变形，建立安全施工预警机制，从而达到保障施工人员及设备的安全。本文以重庆城(口)至万(源)快速公路通道八台山隧道出口塌方冒顶为例，重点监测了洞顶变形，为隧道施工工艺及安全预警机制建立提供依据。

1 工程概况

1)塌方段地质概况。

八台山隧道出口位于四川万源堰塘乡布袋溪村。出口接八台山至堰塘乡公路，交通条件相对方便。

2)埋方段设计概况。

由于洞口为粘土夹石且浅埋(最浅仅2 m)，成洞性差，采用φ107 mm大管棚加固，洞顶花管注浆，施工工艺采用环形开挖留核心土+台阶法(见图1)，洞内支护按Ⅴ级浅埋施工。

2 监测点布设及监测结果

1)洞顶监测点布设。

根据现场地质情况，施工速度控制在0.5 m/d，并在洞顶布设了两排变形监控点，如图2所示。

2)洞内监测点布设见图3。

洞内监测分为拱顶下沉(拱顶、左拱肩、右拱肩各设一点)和周边收敛(左右边墙各设一监测点，量测二者之间的相对位移)。

3)监测仪器。

a.地质及支护状况观察：围岩地质描述，罗盘，初期支护观察。

b.洞口浅埋段地表下沉：精密水准仪、塔尺，如图4，图5所示。

c.洞内拱顶下沉(如图6所示)：精密水准仪、塔尺、钢卷尺等。

d.周边水平收敛位移：周边收敛仪(见图7)。

3 监测结果分析

经过对地表监测点20 d紧张观测，累计沉降如下，地表出现宽度8 mm～35 mm，长约2 m～5 m的裂缝，如图8所示。

由图8，图9可知，当地表出现下沉时，塌方区地表出现拉裂缝，每天认识观察，肉眼可识别。

表1 各监测点水平位移值

从表1，图10，图11可知，地表布置的两排监测点，其中第二排监测点的变形平均值大于第一排，说明第二排更靠近塌方区中心；从第16天开始，各监测点变形急剧增大，这是塌方的前兆。洞内拱顶沉降左、中、右观测点的变形相差不大，一直在发展，累计下沉值为3 cm，周边收敛数据显示，累计收敛值为2 mm，但一直没有停止趋势。将洞内外数据结合起来发现，洞外数据变形远

大于洞内变形，所以仅仅只监测洞内变形是不够的。

在第17天时，第三方监测人员向施工方发出预警，但由于现场管理问题，未采取有效措施，导致第20天时，洞顶出现塌方冒顶，如图12所示。万幸的是未造成人员和机械设备损失，但其教训发人深醒。

4 结语

本文通过对重庆城(口)至万(源)快速公路通道八台山隧道出口塌方冒顶监测变形观测，得出如下结论：1)隧道施工中的第三方监控量测必不可少，可以有效预测塌方事故，减少人员及机械设备损失。2)隧道洞口浅埋段洞内外监测数据宜结合起来分析，才能找准塌方的真正原因。3)隧道塌方冒顶事故原因众多，洞顶注浆加固范围不够、注浆效果不好、管棚长度不足等均有可能是直接原因。

[1] 靳晓光.山区公路隧道建设中的岩土工程监测与信息化施工[D].成都：成都理工学院博士学位论文.2000.

[2] 韩瑞庚.地下工程新奥法[M].北京：科学出版社，1987.

[3] 徐林生.隧道围岩稳定位移与突发失稳时间预报研究[A].2001年全国公路隧道学术会议论文集[C].中国公路学会隧道工程学会，人民交通出版社，2001：14-18.

[4] 李世辉.隧道支护设计新论[M].北京：科学出版社，1999.

Analysis on deformation monitoring of tunnel portal collapsed

Chen Zhongxue Liang Peng Li Wenguang

(ChongqingCommunicationsPlanningSurvey&DesignInstitute,Chongqing401121,China)

Combining with Bataishan tunnel collapse section geology conditions, the paper carries out the tunnel deformation monitoring, and introduces the monitoring point setting location and monitoring instrument. Through monitoring results, it analyzes the tunnel collapse causes, which has provided some guidance for tunnel reinforcement design.

tunnel, collapse section, deformation monitoring, monitoring point

1009-6825(2016)11-0161-02

2016-02-01

陈中学(1978- )，男，高级工程师

U456.3

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