隧道變形拱頂下沉檢測運用思索

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1工程概況

該隧道隧址區為剝蝕丘陵地貌。進口段處于淺埋段，為泥質巖，巖體表面風化裂隙發育，巖體破碎，穩定性差，開挖易坍塌。出口段處于淺埋段，為泥質巖，巖體表面風化裂隙發育，巖體破碎，穩定性差。隧道洞身段穿越一單斜巖層，地層巖性簡單，地貌屬構造侵蝕低山地貌;地層巖性主要為侏羅系中流沙溪廟組泥巖，砂質泥巖;地質結構簡單，為泥質巖以及少量砂巖，巖體較破碎，呈中、薄層狀結構及鑲嵌碎裂結構。

2拱頂下沉監測

拱頂下沉斷面布置為與凈空收斂布置于一個斷面，國內常用的布置方法為在拱頂中心位置布置一個測點，中鐵西南科學研究院有限公司通過大量的隧道監測實踐證明，在拱頂中心及其左右各2.5m距離共布置三個測點能更全面地發揮其監測作用，測點布置如圖1所示。

3險情概況

監測合同規定監測方式為抽檢形式，隧道監測斷面間距約為1斷面/100m，本文中的大變形監測斷面于2011年5月22日，在發現該段初期支護裂縫后埋設測點開始監測的。2011年6月1日開始，右洞K92+533斷面拱頂數據變形較大，左拱腰位置累計沉降值由6月1日的－6mm增大至6月4日的－35mm;左拱腰位置速率值由6月1日的－2mm/d增大至6月4日的－6mm/d。左拱腰位置出現寬達10cm的裂縫。

4監測數據分析

在發現該處險情后，立即建議停工，并提出施工建議，并在鄰近的鋼架位置布置拱頂下沉測點，通過同時監測鋼架與初期支護混凝土變形情況共同分析初期支護穩定狀況。初支混凝土與鋼架拱頂下沉時態曲線圖參見圖2、圖3，其顯現的過程，反映了圍巖在經歷大變形后調整建立新平衡最終達到穩定的過程?；炷凉绊斚鲁?埋設初期，變形緩慢，6月2日，變形突變，以左側拱腰尤為顯著，當天變形達20mm/d，在對初期支護進行加固以后7d以約4mm/d速度勻速下沉，7d以后，下沉速度逐漸減小，慢慢趨于穩定，結束量測前累計下沉值達77mm;拱頂中心位置測點，從圖2可以發現，從6月2日至7月1日，變形曲線呈直線型，7月1日后下沉速度逐漸減小，慢慢趨于穩定，結束量測前累計下沉值為40mm;右側拱腰測點在整個監測過程中下沉速度值小，埋設后變形迅速穩定，結束量測前累計下沉值僅為5mm。鋼架拱頂下沉:如圖3所示，埋設后，拱頂中心測點位移變化顯著，6月5日至7月4日變形曲線呈直線型，之后下沉速度逐漸減小，慢慢趨于穩定，結束量測前累計下沉值達87mm;左、右側拱腰測點在整個監測過程中下沉速度值小，埋設后變形迅速穩定，結束量測前累計下沉值分別為17mm、6mm。由以上分析可知，雖然混凝土左拱腰拱頂下沉值或鋼架拱頂中心測點拱頂下沉值均超過規范允許值，然而右拱腰測點變形值均較小，分析認為該段存在應力集中現象，在該斷面處，左拱腰處應力集中點位于混凝土位置而拱頂中心處應力集中點位于鋼架位置，由于鋼架強度遠大于混凝土強度，故混凝土大變形對鋼架變形影響小而鋼架大變形對混凝土變形影響大，導致在左拱腰處，鋼架變形很小而混凝土變形值很大，在拱頂處，鋼架與混凝土均為大變形。

5監測結果的應用

在該隧道施工中，根據監測成果，結合現場實際情況，及時反饋信息，修改與完善設計，從而正確指導施工。通過對測試成果的深入分析，及時提出合理的二次支護時間。在6月2日監測單位及時反映變形突變情況后，相關單位迅速作出反應，及時采取加固措施，為有效控制隧道變形、順利處理險情提供有力保障。7月中旬，各變形逐漸趨于穩定后，監測單位根據變形數據及時進行回歸分析，預測最終變形，為二襯施工提供依據，三處大變形位置回歸分析圖參見圖4～圖6所示。

6結束語

從香山觀隧道險情段監測實例分析可以得知:(1)拱頂下沉測點布置為三點能更全面發揮監測作用，特別在出現應力集中的情況下。(2)同時開展混凝土拱頂下沉與鋼架拱頂下沉能更好地掌握初期支護的協同作用，全面地了解圍巖變形情況。(3)及時反映變形情況，及時調整施工方案，在處理險情時至關重要。