隧道洞口塌方冒頂變形監(jiān)測實(shí)例分析

陳中學(xué) 梁 鵬 李文廣

(重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，重慶 401121)

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·橋梁·隧道·

隧道洞口塌方冒頂變形監(jiān)測實(shí)例分析

陳中學(xué) 梁 鵬 李文廣

(重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，重慶 401121)

結(jié)合八臺山隧道塌方段的地質(zhì)情況，對該隧道進(jìn)行了變形監(jiān)測，介紹了監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)位置及監(jiān)測儀器，通過監(jiān)測結(jié)果，分析了隧道塌方的原因，為隧道的加固設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

隧道，塌方段，變形監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)

0 引言

隧道進(jìn)口施工遇淺埋段，通常會根據(jù)地質(zhì)情況采用單側(cè)壁施工、雙側(cè)壁施工、環(huán)形開挖預(yù)留核心土、臺階法等施工方法；洞頂采用注漿，洞口采用大管棚或小管棚等加固。但僅憑這些方法還不夠，為防止隧道進(jìn)口施工時(shí)隧道突然垮塌，監(jiān)控量測成為一種必要的手段[1-4]。

新奧法施工的三大要素為：噴混凝土、錨桿、監(jiān)控量測。對隧道洞口施工時(shí)監(jiān)測洞頂及洞內(nèi)變形，建立安全施工預(yù)警機(jī)制，從而達(dá)到保障施工人員及設(shè)備的安全。本文以重慶城(口)至萬(源)快速公路通道八臺山隧道出口塌方冒頂為例，重點(diǎn)監(jiān)測了洞頂變形，為隧道施工工藝及安全預(yù)警機(jī)制建立提供依據(jù)。

1 工程概況

1)塌方段地質(zhì)概況。

八臺山隧道出口位于四川萬源堰塘鄉(xiāng)布袋溪村。出口接八臺山至堰塘鄉(xiāng)公路，交通條件相對方便。

2)埋方段設(shè)計(jì)概況。

由于洞口為粘土夾石且淺埋(最淺僅2 m)，成洞性差，采用φ107 mm大管棚加固，洞頂花管注漿，施工工藝采用環(huán)形開挖留核心土+臺階法(見圖1)，洞內(nèi)支護(hù)按Ⅴ級淺埋施工。

2 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測結(jié)果

1)洞頂監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)。

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，施工速度控制在0.5 m/d，并在洞頂布設(shè)了兩排變形監(jiān)控點(diǎn)，如圖2所示。

2)洞內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)見圖3。

洞內(nèi)監(jiān)測分為拱頂下沉(拱頂、左拱肩、右拱肩各設(shè)一點(diǎn))和周邊收斂(左右邊墻各設(shè)一監(jiān)測點(diǎn)，量測二者之間的相對位移)。

3)監(jiān)測儀器。

a.地質(zhì)及支護(hù)狀況觀察：圍巖地質(zhì)描述，羅盤，初期支護(hù)觀察。

b.洞口淺埋段地表下沉：精密水準(zhǔn)儀、塔尺，如圖4，圖5所示。

c.洞內(nèi)拱頂下沉(如圖6所示)：精密水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼卷尺等。

d.周邊水平收斂位移：周邊收斂儀(見圖7)。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

經(jīng)過對地表監(jiān)測點(diǎn)20 d緊張觀測，累計(jì)沉降如下，地表出現(xiàn)寬度8 mm～35 mm，長約2 m～5 m的裂縫，如圖8所示。

由圖8，圖9可知，當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)下沉?xí)r，塌方區(qū)地表出現(xiàn)拉裂縫，每天認(rèn)識觀察，肉眼可識別。

表1 各監(jiān)測點(diǎn)水平位移值

從表1，圖10，圖11可知，地表布置的兩排監(jiān)測點(diǎn)，其中第二排監(jiān)測點(diǎn)的變形平均值大于第一排，說明第二排更靠近塌方區(qū)中心；從第16天開始，各監(jiān)測點(diǎn)變形急劇增大，這是塌方的前兆。洞內(nèi)拱頂沉降左、中、右觀測點(diǎn)的變形相差不大，一直在發(fā)展，累計(jì)下沉值為3 cm，周邊收斂數(shù)據(jù)顯示，累計(jì)收斂值為2 mm，但一直沒有停止趨勢。將洞內(nèi)外數(shù)據(jù)結(jié)合起來發(fā)現(xiàn)，洞外數(shù)據(jù)變形遠(yuǎn)

大于洞內(nèi)變形，所以僅僅只監(jiān)測洞內(nèi)變形是不夠的。

在第17天時(shí)，第三方監(jiān)測人員向施工方發(fā)出預(yù)警，但由于現(xiàn)場管理問題，未采取有效措施，導(dǎo)致第20天時(shí)，洞頂出現(xiàn)塌方冒頂，如圖12所示。萬幸的是未造成人員和機(jī)械設(shè)備損失，但其教訓(xùn)發(fā)人深醒。

4 結(jié)語

本文通過對重慶城(口)至萬(源)快速公路通道八臺山隧道出口塌方冒頂監(jiān)測變形觀測，得出如下結(jié)論：1)隧道施工中的第三方監(jiān)控量測必不可少，可以有效預(yù)測塌方事故，減少人員及機(jī)械設(shè)備損失。2)隧道洞口淺埋段洞內(nèi)外監(jiān)測數(shù)據(jù)宜結(jié)合起來分析，才能找準(zhǔn)塌方的真正原因。3)隧道塌方冒頂事故原因眾多，洞頂注漿加固范圍不夠、注漿效果不好、管棚長度不足等均有可能是直接原因。

[1] 靳曉光.山區(qū)公路隧道建設(shè)中的巖土工程監(jiān)測與信息化施工[D].成都：成都理工學(xué)院博士學(xué)位論文.2000.

[2] 韓瑞庚.地下工程新奧法[M].北京：科學(xué)出版社，1987.

[3] 徐林生.隧道圍巖穩(wěn)定位移與突發(fā)失穩(wěn)時(shí)間預(yù)報(bào)研究[A].2001年全國公路隧道學(xué)術(shù)會議論文集[C].中國公路學(xué)會隧道工程學(xué)會，人民交通出版社，2001：14-18.

[4] 李世輝.隧道支護(hù)設(shè)計(jì)新論[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

Analysis on deformation monitoring of tunnel portal collapsed

Chen Zhongxue Liang Peng Li Wenguang

(ChongqingCommunicationsPlanningSurvey&DesignInstitute,Chongqing401121,China)

Combining with Bataishan tunnel collapse section geology conditions, the paper carries out the tunnel deformation monitoring, and introduces the monitoring point setting location and monitoring instrument. Through monitoring results, it analyzes the tunnel collapse causes, which has provided some guidance for tunnel reinforcement design.

tunnel, collapse section, deformation monitoring, monitoring point

1009-6825(2016)11-0161-02

2016-02-01

陳中學(xué)(1978- )，男，高級工程師

U456.3

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