辛純濤

【摘 要】隧道的穩(wěn)定性是隧道設(shè)計(jì)與施工中重點(diǎn)考慮的部分，直接影響隧道在施工過(guò)程和后期使用的安全問(wèn)題，而圍巖松動(dòng)圈是評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性的重要參數(shù)之一，針對(duì)公路隧道施工過(guò)程中出現(xiàn)的圍巖變形，采用多點(diǎn)位移計(jì)法對(duì)隧道圍巖松動(dòng)圈進(jìn)行了監(jiān)測(cè)分析，獲得多個(gè)深度的圍巖相對(duì)松動(dòng)位移量，及其隨深度的變化規(guī)律和隨時(shí)問(wèn)的變化規(guī)律等重要信息。從而保證能有效的對(duì)隧道圍巖的預(yù)警工作能正常進(jìn)行。本文通過(guò)查閱大量的資料，對(duì)結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)、松動(dòng)圈的監(jiān)測(cè)技術(shù)等相關(guān)斷層破碎帶隧道圍巖監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，以保證預(yù)警工作能起到良好的效益。

【關(guān)鍵詞】斷層破碎帶;隧道圍巖;監(jiān)測(cè)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： U452.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）11-0193-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.091

【Abstract】The stability of tunnels is a key part of tunnel design and construction， which directly affects the safety of tunnels during construction and later use. The surrounding rock loose circle is one of the important parameters to evaluate the stability of surrounding rock. For the surrounding rock deformation during the construction of highway tunnel， the multi-point displacement meter method is used to monitor the surrounding rock loose circle. Obtain the relative loose displacement of surrounding rock with multiple depths. And important information such as the law of change with depth and the law of change at any time. Therefore， it can ensure that the early warning work of the surrounding rock of the tunnel can be carried out normally. Through consulting a large amount of data， this paper analyzes the surrounding tunnel rock monitoring technology of multi-point displacement meter monitoring technology and loose circle monitoring technology in combination with engineering practice to ensure that the early warning work can achieve good benefits.

【Key words】Tunnel surrounding rock; Monitoring technology

0 前言

從我國(guó)的整個(gè)國(guó)土面積上來(lái)看，山脈占據(jù)著很大的比例，尤其是在一些多山的地區(qū)，鐵路、公路的建設(shè)必須要進(jìn)行隧道的開(kāi)挖。而在隧道工程中，圍巖的具體變形情況對(duì)整個(gè)隧道工程的建設(shè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在隧道工程施工過(guò)程中，圍巖的開(kāi)挖需要考慮到很多因素。并且為了保證隧道圍巖的穩(wěn)定性，需要從宏觀上分析可能影響隧道圍巖的物理量，采取有效的措施來(lái)避免圍巖出現(xiàn)形變，局部破壞等情況。對(duì)于隧道圍巖的開(kāi)挖工作特別是一些特大斷面山嶺隧道圍巖等施工環(huán)境特殊的地區(qū)施工來(lái)說(shuō)，需要用到一些先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備來(lái)減少出現(xiàn)少挖、超挖等情況。比如，有新奧法進(jìn)行開(kāi)挖，不僅可以有效的解決這一問(wèn)題，還能避免由于無(wú)法與圍巖良好耦合而失去作用等情況的出現(xiàn)。特別是斷層破碎帶的隧道圍巖的開(kāi)挖，難度更大?；诖耍旅娼Y(jié)合工程實(shí)例，對(duì)斷層破碎帶隧道圍巖的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和分析。

1 工程概況

在某隧道工程中，由于左幅隧道、右幅隧道全長(zhǎng)分別為1070m、1180m，入口段山體坡面比較陡，與水平地面成45角，按照相關(guān)施工要求，高速公路按雙向4車(chē)道設(shè)計(jì)，這樣可以有效保證車(chē)輛能順利通行。從整體上看，整個(gè)隧道的地貌大部分分布在山區(qū)，所以大多數(shù)隧道的開(kāi)挖工作量較大，施工情況也較為復(fù)雜。通過(guò)實(shí)地勘察，了解到隧道的出口段的地層巖性為礫巖，從顏色上看主要成深紫色，查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，這種巖性屬于侏羅紀(jì)中系統(tǒng)后城組礫巖，礫巖中成分種類(lèi)較多，不同礫巖之間的直徑差異較大。此外，由于礫石與充填物為鐵質(zhì)及碳酸鹽膠結(jié)物，所以其具有許多良好的特性。洞區(qū)出口段地層巖性分布第四系覆蓋層，槽探揭露厚度約0.6～5.6m，震探揭露最大深度為11m，表層為黃褐色，含植物腐殖質(zhì)，下部為坡積土層。

從整體上看，整個(gè)隧道工程中的圍巖的施工情況基本正常，但個(gè)別的位置存在斷層破碎帶。礫石與充填物間為鐵質(zhì)及碳酸鹽膠結(jié)物膠結(jié)。其中微風(fēng)化礫巖的物理力學(xué)參數(shù)為：比重為2820Kg/m3。飽和抗壓強(qiáng)度為75.5MPa?？估瓘?qiáng)度為3MPa，軟化系數(shù)0，75。內(nèi)摩擦角為75。泊松比0.20。容許應(yīng)力4.0MPa。

2 多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)

根據(jù)實(shí)際情況，在保證隧道為巖開(kāi)挖的質(zhì)量的情況下，使用多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行施工，可以大大提高施工的進(jìn)度。根據(jù)相關(guān)資料顯示，圍巖彈塑性變形是隧道圍巖開(kāi)挖的常見(jiàn)現(xiàn)象，而多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的監(jiān)測(cè)到斷層破碎帶隧道圍巖中的松動(dòng)圈與掌子面尺寸的變化情況。比如，在開(kāi)挖時(shí)采用預(yù)埋式多點(diǎn)位移計(jì)對(duì)斷層破碎帶隧道圍巖進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，能夠有效的確定斷層破碎帶隧道圍巖的變形與一些因素之間的關(guān)系，確保斷層破碎帶隧道圍巖的施工質(zhì)量。

在斷層破碎帶隧道開(kāi)挖過(guò)程中，需要注意觀察多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)量出的各個(gè)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)位移，這樣能夠準(zhǔn)確的把握好掌子面與多點(diǎn)位移計(jì)的變化情況，對(duì)不同深度的位移變形量進(jìn)行記錄，隨著時(shí)間的變化，開(kāi)挖深度的不同也會(huì)對(duì)變形情況產(chǎn)生影響，并且各個(gè)區(qū)域的斷層破碎帶圍巖的變形情況始終存在差異，通過(guò)各個(gè)區(qū)域的多點(diǎn)位移計(jì)各埋設(shè)點(diǎn)可以逐步推測(cè)出松動(dòng)圈的位置。選取合適的斷面，對(duì)斷面進(jìn)行打孔，再將多點(diǎn)位移探頭安裝在相應(yīng)部位，在進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，以便有效的對(duì)斷層破碎帶圍巖情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且布設(shè)的間距需要根據(jù)實(shí)際要求來(lái)進(jìn)行。

預(yù)埋式多點(diǎn)位移計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在各項(xiàng)隧道工程中，采用預(yù)埋式多點(diǎn)位移計(jì)對(duì)斷層破碎帶圍巖的松動(dòng)圈進(jìn)行監(jiān)測(cè)能夠取得良好的效益。如地表埋入法，這種監(jiān)測(cè)方法的特點(diǎn)是測(cè)量的數(shù)據(jù)具有簡(jiǎn)潔、直觀等特性，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)用曲線圖表示出來(lái)，可以發(fā)現(xiàn)總體的位移隨時(shí)間的變化大體上趨于穩(wěn)定，偶爾有些變化。此外，對(duì)于松動(dòng)圈來(lái)說(shuō)，需要確定圍巖內(nèi)松動(dòng)圈的范圍，了解其與掌子面移動(dòng)的變化關(guān)系。

3 松動(dòng)圈的監(jiān)測(cè)技術(shù)

在對(duì)該隧道左洞多點(diǎn)位移計(jì)埋設(shè)斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要對(duì)圍巖內(nèi)各點(diǎn)位移計(jì)讀數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系進(jìn)行了分析。由于各點(diǎn)隨時(shí)間變化幅度不同，且最終穩(wěn)定后的變化值也不同，通過(guò)位移計(jì)讀數(shù)的變化規(guī)律，可以利用位移計(jì)各埋設(shè)點(diǎn)的徑向距離判定圍巖松動(dòng)圈范圍。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以看到圍巖內(nèi)各點(diǎn)位移計(jì)讀數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系，從而得出斷面位移的變化趨勢(shì)。從3個(gè)斷面中選取M1斷面數(shù)據(jù)作為代表進(jìn)行分析。由上圖以及已監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可得：隨著時(shí)間的推移，各點(diǎn)位移都有不同程度的增加。其中3徉測(cè)點(diǎn)距離洞頂最近，累積位移量最大，分別達(dá)到了7mm、6，5mm和4mm，2撐測(cè)點(diǎn)累積位移量分別為3，5mm、4mm和4，5mm，1撐測(cè)點(diǎn)累積位移分別量為4mm、2，5mm、2，5mm。針對(duì)M2和M3斷面，1#測(cè)點(diǎn)距離洞頂最遠(yuǎn)，該點(diǎn)位移量很小，可看作是基本不動(dòng)。而對(duì)于M1斷面，2撐測(cè)點(diǎn)可看做基本不動(dòng)。

當(dāng)隧道開(kāi)挖距測(cè)量斷面15～25d時(shí)，各點(diǎn)位移量有較大的增加，而且在此范圍內(nèi)，圍巖發(fā)生較大的松動(dòng)。根據(jù)圍巖內(nèi)各點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化曲線，可以看出圍巖內(nèi)各點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但最終趨于穩(wěn)定。且距離洞壁越遠(yuǎn)，其累積位移量越小。從各點(diǎn)總的變形量來(lái)看，開(kāi)挖的影響范圍達(dá)到了測(cè)點(diǎn)1所在的位置，在3m左右。

4 結(jié)論

斷層破碎帶隧道圍巖監(jiān)測(cè)技術(shù)的方法有很多，上文對(duì)比較常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了總結(jié)和分析，實(shí)際證明，上述監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，有效確保了斷層破碎帶隧道圍巖的施工質(zhì)量。

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