大跨度隧道洞口施工大变形段监控预警分析_张银金.pdf

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1、公路隧道２０１３年第１期（总第８１期）大跨度隧道洞口施工大变形段监控预警分析张银金（招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆４０００６７）摘要文章介绍大（庆）广（州）高速公路单洞３车道隧道洞口施工大变形段的监控预警，根据监测数据选择预警时机，为今后类似大跨度隧道洞口段施工监控量测提供借鉴。关键词大跨度隧道监控量测监控预警高速公路单洞３车道隧道开挖断面大，设计毛情况观察、②周边位移量测、③拱顶下沉量测、④地洞开挖宽度约１７ｍ～１８ｍ、高度约１２ｍ左右。一般表下沉量测等４项监测项目，地表监测测点根据地情况下，洞口段埋深较浅，有时还会有偏压现象，

2、围表地形布置如图１、图２。岩风化程度一般较高，自稳能力差，施工难度大，这［１］就需要对隧道施工实施监控量测。监控过程中，监测数据出现异常时需要预警，如预警过早，影响施工进度；预警晚了，可能造成隧道坍塌事故，损失惨重，失去监控量测的意义；唯有预警及时，方可遏制隧道变形继续发展，避免隧道坍塌事故，真正发挥监控量测的指导（反馈）作用。因此，如何根据监测数据判断隧道的稳定状态，是否预警、何时预警对隧道施工意义重大。１工程概况大（庆）广（州）高速公路粤境段上坪隧道左线起讫桩号为ＺＫ１７＋４０３～ＺＫ２０＋８９０，长度为３４８７ｍ。上坪隧道穿过低山

3、地貌区。地表植被发育，最大相对高差约３８５．８ｍ。隧址所在的山体范围沟谷部分见常年有水的溪流，部分见季节性溪流。本隧址地层岩性主要为寒武纪高滩组变质砂岩，石炭系灰岩、炭质灰岩，晚三叠世红卫坑组灰白、灰紫、灰色薄—厚层状细粒长石石英砂岩，上白垩系～下第三系丹霞组紫红色砾岩、砂砾岩、含砾细砂岩、粉砂岩及第三系火山角砾岩等组成，地下水不发育。左洞出口端属浅埋偏压段，主要由全～强风化泥质粉砂岩、粉砂岩及微风化灰岩等组成，节理裂隙发育，完整性差，裂隙微张，有少量填充物，层理不２监控量测反馈清，岩面变化大，Ｖ级围岩。隧道出口段设计毛洞开２．１险情描

4、述挖宽度为１７．５５ｍ、高１１．９４ｍ的大跨度断面，洞口２０１３年３月１０日，上坪隧道出口左洞近期地浅埋段采用双侧壁导坑法进行开挖。表监测数据异常，隧道套拱出现开裂、临时支撑鼓为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结起、洞口边仰坡开裂、地表截水沟中部隆起开裂等异构的受力状态，提高施工效率，修正支护参数，对该常现象，十分危险。隧道进行了监控量测，监测项目包括：①地质与支护１）隧道围岩情况：围岩为全～强风化的泥质粉·４０·公路隧道２０１３年第１期（总第８１期）砂岩、粉砂岩，节理裂隙发育，围岩大部风化至砂土右侧导坑上台阶为ＺＫ２０＋８３８（进

5、尺３４ｍ），右侧导状，围岩自稳能力弱。坑下台阶及仰拱桩号为ＺＫ２０＋８６６（见图２）。２）该洞目前采用双侧壁导坑法施工，临时支撑（１）地表沉降大为斜向直支撑（见图１）。截止２０１３年３月１０日，ＺＫ２０＋８５５、ＺＫ２０＋８５０两个地表沉降监测断左侧导坑上台阶掌子面桩号为ＺＫ２０＋８４８（进尺面变化很大，监测数据见表１。２４ｍ），中间导坑上台阶为ＺＫ２０＋８５５（进尺１７ｍ），表１上坪隧道出口左洞地表监测数据累计沉降值（ｍｍ）监测断面桩号测点号平均沉降速率（ｍｍ／ｄ）３月５日３月６日３月７日３月８日３月９日３月１０日Ｚ３－１００．３４１

6、．３９－１．９３２．６２０．３５０．０７Ｚ３－２０－０．９２０．５９８．４０－１．０７１．１２０．２２Ｚ３－３０３．９７７．３７１．６９８．８９１２．８６２．５７Ｚ３－４０１０．５１２０．９０２７．８７３９．７５４６．９４９．３９ＺＫ２０＋８５５Ｚ３－５０１６．７４３０．１９４５．２６６５．６１７７．５２１５．５０Ｚ３－６０５．２６９．７７１４．５５４４．９１５６．８６１１．３７Ｚ３－７０－２．８２－０．４２－２．２７２５．２７３７．７６７．５５Ｚ３－８０－３．７２１．２１１．２８１４．０９２６．８０５．３６Ｚ３－９００．９３３．１０３

7、．９７２０．０３３１．１２６．２２Ｚ４－１０３．６６５．０９８．５０３６．７８４９．６８９．９４ＺＫ２０＋８５０Ｚ４－２００．３１０．９１９．９３２５．０２３６．９７７．３９Ｚ４－３０－２．７２３．９１７．７３１８．２７２８．８７５．７７注：断面埋设时间为２０１３年３月４日，初测时间为２０１３年３月５日。从表１可看出，从２０１３年３月５日至２０１３年３月１０日，各地表沉降监测断面在隧道拱顶上方及附近的测点，累计沉降量及沉降速率较其他点大，最大值出现在ＺＫ２０＋８５５断面（正好对应中导坑桩号），累计沉降量及平均沉降速率分别为７７．５２ｍｍ

8、及１５．５０ｍｍ／ｄ；（见图３、图４所示）右侧沉降较左侧大（面向洞口），产生不均匀沉降，从而导致截水沟中部隆起开裂。由于地表沉降速率快及隧道受偏压，管棚及套拱承受压力过大，从而导致洞口仰坡套拱开裂（见图５、