摘 要：本文介紹了半坡隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測的項目和方法，分析了典型斷面施工中的圍巖穩(wěn)定性，判斷圍巖穩(wěn)定程度和支護結構的狀態(tài)，對圍巖變形和應力的分布特征進行了探討。
關鍵詞：監(jiān)控量測 圍巖 穩(wěn)定
一、工程概況
半坡隧道位于貴州省黔南州，為一座上、下行分離的四車道高速公路中隧道，左線長950m，右線長960m，最大埋深約150m。隧道地處貴州高原南部中低山峰叢，穿越泥盆系石英砂巖夾泥巖和白云巖、灰?guī)r互層；節(jié)理裂隙發(fā)育，有多條斷裂線，地下水豐富，軟質巖遇水后易軟化，因而圍巖穩(wěn)定性差。其巖性主要為：亞粘土、碎石土、強風化白云巖、弱風化頁巖、砂巖及泥質粉砂巖、灰?guī)r；弱風化白云巖、泥灰?guī)r，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎～極破碎，圍巖自身穩(wěn)定性差。
二、量測項目
監(jiān)控量測可以及時提供地下結構的變形和受力情況等信息，判斷施工工藝的可行性、設計參數(shù)的合理性，提出更加恰當?shù)氖┕し椒ê秃侠淼闹ёo措施，實現(xiàn)隧道信息化動態(tài)施工控制，達到既能安全快速施工，又能節(jié)省工程造價的目的。根據(jù)規(guī)范要求，結合半坡隧道施工的實際工程情況，開展了以下的現(xiàn)場監(jiān)控量測工作：
必測項目：（1）地質和支護觀察、（2）周邊收斂量測、（3）拱頂下沉量測、（4）錨桿內力量測。必測項目量測方法簡單，量測密度大，量測信息直觀可靠，貫穿在整個施工過程中。
選測項目：（1）地表下沉量測、（2）圍巖內部位移量測、（3）圍巖與噴射混凝土間接觸壓力量測、（4）噴射混凝土與二次襯砌間接觸壓力量測、（5）噴射混凝土內應力量測、（6）二次襯砌內應力量測、（7）鋼支撐內力量測。埋設選測項目斷面遵循的原則是①地質惡劣，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎；②圍巖類別漸變；③隧道埋深較淺；④偏壓嚴重；⑤斷層破碎帶；⑥施工方案變更時所處斷面。以便更深入地掌握圍巖穩(wěn)定狀態(tài)與支護效果，對支護措施有效監(jiān)控，作出安全性評價，指導施工。
三、數(shù)據(jù)采集和分析
現(xiàn)場監(jiān)控量測人員按規(guī)范和監(jiān)控量測大綱規(guī)定的頻率堅持每天到洞內采集數(shù)據(jù)和進行地質跟蹤調查，如發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化或圍巖地質情況變差，則及時分析引起變化的原因并通知有關各方，使問題得到及時處理，同時量測頻率在規(guī)范規(guī)定的基礎上增加。
隧道圍巖監(jiān)控量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所生成的時間空間效應曲線和深孔量測項目圍巖內部分布圖，在一張圖紙上綜合反映了量測斷面樁號、量測斷面隧道埋深、施工方法、工程進度、測點位置等信息，能夠全面地分析隨著時間的推移和掌子面的向前推進，量測斷面的圍巖變形和支護結構受力的大小和發(fā)展趨勢，準確判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性，圍巖內部的松動范圍，對每一個斷面的各量測項目分別進行分析，判斷變形和應力是已趨于穩(wěn)定或是有繼續(xù)發(fā)展的趨勢，給出一個明確的判斷，對隧道施工起到了積極的指導作用。
四、斷面圍巖穩(wěn)定性分析
ZK234+365斷面位于半坡隧道貴陽端涌水處治地段，該段裂隙水很大，呈股狀、線狀的涌水點達十多處，采用局部注漿堵水、排堵結合。斷面巖性為灰色、褐黃色薄~中層狀含砂泥質板巖，巖石板理發(fā)育，巖石質軟，破碎，局部為褐灰色粘土層，粘土固結差、松散，斷面巖石自穩(wěn)能力極差，易掉塊或坍塌。
施工采用上下導坑法開挖，其中上導坑預留核心土開挖。主要支護參數(shù)如為：1、初期支護：（1）C20噴射混凝土厚26cm。（2）20b工字鋼鋼拱架，間距60cm。（3）D25中空注漿錨桿，L=300cm，間距60cm（縱）x100cm（環(huán)），按梅花形布置。（4）φ8雙層鋼筋網(wǎng)，間距20cmx20cm。2、二次襯砌：C25鋼筋混凝土砼厚團50cm。地表采用水泥¬-水玻璃注漿加固，洞內輔助施工措施采用超前小導管。
地表下沉：其變化曲線呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，從時間空間變化曲線進行分析，總體上分三個階段（1）緩慢增長階段，從洞內開挖逐步靠近本量測斷面開始，直到開挖面距離本量測斷面為5m，平均變形速率在0.061~0.194mm/d之間；（2）快速增長階段，從開挖面距離本量測斷面5m開始，直到開挖面離開本量測斷面10m，平均變形速率在0.925~4.93mm/d之間，該階段下沉完成總下沉量的85%以上；（3）緩慢增長---逐漸趨穩(wěn)階段，為開挖面離開本量測斷面10m以后，平均變形速率在0.15~0.35mm/d之間之間。5個測點的地表下沉穩(wěn)定值分別為：44mm、60mm、64mm、37mm、16mm，呈現(xiàn)出明顯的左側下沉大、右側下沉小的狀態(tài)，與本地段偏壓的狀態(tài)吻合。
拱頂下沉：本斷面的拱頂下沉波動較大，三個測點的變化趨勢基本一致，測點埋設初期，在左側偏壓的作用下，拱頂下沉測點先向上移動，三個測點的最大量測值分別為-2mm、-7mm、-9mm，上臺階開挖面逐漸遠離本斷面后，測點逐漸向下移動，穩(wěn)定下沉值分別為6mm、2mm、-2mm，圍巖變形較小，處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
周邊收斂：拱腰的周邊收斂逐漸增大，總體上分兩個階段，上臺階開挖初期，拱腰的周邊收斂增加速度較快，后逐漸減緩，下臺階開挖時，拱腰的周邊收斂又短暫地有所增加，其穩(wěn)定收斂值為12.4mm，邊墻的的周邊收斂量測值很小。
接觸壓力：圍巖與噴射混凝土接觸壓力呈中間大兩側小地狀態(tài)，拱頂測點的接觸壓力最大，接觸壓力達到0.433Mpa，30天后則趨于穩(wěn)定，噴砼與二次襯砌接觸壓力很小，處于穩(wěn)定狀態(tài)。
內部應力：噴射混凝土內部應力呈現(xiàn)出左側受拉右側受壓的狀態(tài)，與本斷面左側埋深大右側埋深小，呈偏壓狀態(tài)吻合，真實地反映了的結構的真實受力狀態(tài)。其中右側拱腰的噴射混凝土內部應力較大，測點埋設初期增加較快，量測20天后受力趨于穩(wěn)定，其穩(wěn)定量測值為1.9Mpa，二次襯砌內部應力較小，量測值小于0.4Mpa。
鋼支撐內力：拱頂測點的鋼支撐內力最大，測點埋設后的變化很快，30天后拱頂測點的鋼支撐內力已逐漸趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定量測值為21KN，其余測點的量測值很小。
圍巖內部位移：本斷面的圍巖內部位移較大，表明隧道施工開挖對圍巖有所擾動，其中左側拱腰圍巖壁面和圍巖內部0.7m處的位移最大，量測值分別為10mm、8.5mm，均為向隧道內空移動，右側拱腰圍巖內部2.1m處的位移最大，量測值為6mm，為向隧道外移動，分析表明在偏壓的作用下，圍巖和隧道結構有向右移動的現(xiàn)象。
錨桿軸力：本斷面的錨桿軸力以受壓為主，基本上都呈現(xiàn)出往圍巖內部軸力逐漸減小的狀態(tài)，穩(wěn)定量測值均小于8KN，分析表明錨桿的作用尚未充分發(fā)揮出來，因此，可適當增加錨桿的長度。
五、結論
通過對半坡隧道圍巖類型典型斷面的穩(wěn)定性分析，得出以下結論：
（1）半坡隧道出口淺埋偏壓段的支護措施和施工方法是恰當?shù)�，支護結構形成了比較穩(wěn)定的承載拱，洞內變形較小，圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。
�。�2）通過對現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析，得到圍巖變形的初步發(fā)展規(guī)律和分布特征。
�。�3）通過現(xiàn)場監(jiān)控量測可以準確地判斷施工中圍巖和支護結構的穩(wěn)定性，避免塌方事故的發(fā)生，實現(xiàn)了隧道信息化動態(tài)施工控制，達到了安全快速施工、節(jié)省工程造價的目的。
