回龙隧道围岩变形特点分析

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1、回龙隧道围岩变形特点分析　　摘要：通过对十白高速公路回龙隧道监控量测，着重介绍地表沉降、仰拱隆起、拱顶沉降和水平收敛以及围岩内位移等各项变形特点，做了初步分析、总结，并根据在片岩地区，隧道地表沉降量较大，洞内变形累计曲线均表现出较一致的三阶多项式回归特性，提出了将警戒值适当放宽的建议。　　关键词：隧道；围岩变形；特点分析　　中图分类号：U456.3文献标识码：A文章编号：1673-8500（2013）02-0047-02　　一、前言　　隧道施工监控量测警戒值的大小，直接影响到预警机制的有效性。警戒值设置太小，则可能夸大危险程度，对施工

2、造成干扰；警戒值设置太大，则可能忽视危险程度，贻误加固时机造成坍方。为了准确把握警戒值的宽严程度，在整理并正确分析实际监控量测数据和总结预警经验的基础上，建立根据不同围岩条件设置不同的警戒值，就显得非常必要。　　二、回龙隧道概况　　回龙隧道是十（堰至）白（河）高速公路上的一座分离式长隧道，进口位于十堰市张湾区黄龙镇小沟西侧，出口位于十堰市张湾区黄龙镇姚家湾村东北侧，轴线方向约260°，呈近东西向展布。左幅里程桩号ZK30+922～ZK32+294，全长1372m，最大埋深约181m；右幅里程桩号YK30+920～YK32+290，全长

3、1370m，最大埋深约183m。隧址区属构造剥蚀丘陵-低山地貌区，地形起伏较大，隧道轴线经过地段地面高程约270m～476m。　　回龙隧道位于秦岭褶皱系之东段，南秦岭印支冒地槽褶皱带（南秦岭构造带）二级构造单元之金鸡岭复向斜范围内。姚家湾断裂（F9）穿越隧址区，与隧道轴向呈较大角度相交，该断裂走向320°，长约2km，倾角60°，对隧道施工有一定影响。隧址区主要出露基岩为中元古界武当山群（Pt2wd）片岩，片理产状多变，节理裂隙较发育。　　隧道左右幅围岩级别较低，其中Ⅲ级围岩共1220m，占44.5%，为中～微风化片岩，变晶结构，片状

4、构造，节理裂隙不发育，岩体较完整～完整，Vp≈2.9～3.5km/s，BQ=400，稳定性较好，地下水主要为基岩裂隙水，水量受季节性影响，洞室基本干燥，雨季偶有滴水；Ⅳ级围岩共1360m，占49.6%，为中风化片岩，变晶结构，片状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎，Vp≈2.1～2.6km/s，BQ=280，稳定性较差。地下水主要为基岩裂隙水，水量受季节性影响，雨季洞室滴水；Ⅴ级围岩共162m，分布在洞口浅埋段，占5.9%，为强风化片岩，埋深浅，节理裂隙发育，岩体破碎～极破碎，BQ=180，稳定性差，地下水主要为基岩裂隙水，水量受季节性

5、影响。　　三、回龙隧道现场监控量测情况　　在Ⅴ级围岩区段以地表沉降和仰拱隆起监测为主；Ⅳ级围岩区段以洞内拱顶沉降、水平收敛和仰拱隆起监测为主；Ⅲ级围岩区段以洞内拱顶沉降、水平收敛为主；另选测围岩深部位移。所有测点均按《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）要求布设。见示意图1、2、　　四、回龙隧道围岩变形特点　　1.地表沉降　　（1）总沉降量较大，一般约40mm，超规范规定的警报值，先后发出了Ⅱ级和Ⅰ级警报。　　（2）总沉降量明显分两个阶段，前一阶段地表沉降为掌子面开挖引起，占总沉降量约三分之二；后一阶段地表沉降为仰拱开挖引

6、起，占总沉降量约三分之一。　　（3）沉降累计曲线与三阶多项式回归曲线符合得较好，总体回归系数均超0.95，实测数据如代表性的监测断面YK32+265隧道轴线上的测点（3#点）所示，见图4。　　2.仰拱隆起　　各仰拱监测断面实测数据一般在±1mm的范围内波动，无明显隆起趋势，如断面ZK32+220中点数据，见图5。　　3.拱顶下沉与水平收敛　　（1）拱顶下沉与水平收敛累计量在Ⅳ级围岩区段比在Ⅲ级围岩区段稍大，但都未超规范规定之警戒值。　　（2）拱顶下沉与水平收敛累计曲线与三阶多项式回归曲线符合得较好，总体相关系数可达0.95以上。　　（

7、3）当监控面距开挖面的距离小于1B（B为隧道开挖宽度）时，围岩变形量随开挖面的推进而近似呈直线增长关系，故可将此范称为端面支撑效应的显著作用区；随着开挖空间的不断扩大而表现出的围岩变形增长现象称为空间效应，由图6可知，一般当监控面距开挖面的距离大于2B以后，空间效应迅速减小而趋于消失。　　4.围岩内位移　　图7为YK31+480断面右侧离上台阶1.2m处深部位移实测数据，图中三条线分别代表隧道围岩2m、3m和4m范围内变形量，由图可知围岩深部位移一般有如下特点：　　（1）总位移量由掌子面开挖和下台阶开挖两部分组成，其中由掌子面开挖所引

8、起的位移量占总位移量约75%。　　（2）在掌子面开挖期间，三条线没有明显分开，说明此期间围岩表现为表层位移；之后，三条线逐渐分开，说明随着应力的逐渐释放，深部开始变形。　　（3）在总位移量约8.2mm中，围岩表层2m范围