摘 要 详细介绍丁东门关公路隧道出口软弱围岩段新奥法施工的现场监控量测工作。通过对各施工阶段的监测与分析，配合和指导其新奥法施工实践。
关键词 东门关公路隧道 新奥法 监控量测 分析
1 概述
东门关隧道位于209国道湖北省恩施州宣恩县境内，为单洞双向行驶的二车道公路隧道，全长1335m。该隧道位于板寮背斜西北翼，主体构造线方向为NNE向，隧道轴向与地质构造线和地层走向基本一致．隧道围岩主要为志留系中统岩层，岩性以钙质泥页岩、粉砂质页岩和泥岩等为主．东门关隧道行车建筑限界为8.5m(宽)×5.0m(高)，开挖断面积约83m2；隧道按新奥法原理设计与施工．采用复合式衬砌。该隧道出口有长达60m的：类加强型支护衬砌软弱围岩段，为本隧道开挖施工的难点，地质条件较差，施工中采用了上下短台阶法：其初期支护主要由喷混凝土，锚杆和格栅钢拱架等组成(表1)。
表1 东门关隧道出口II类加强型围岩段支护衬砌参数表
为了配合东门关隧道出口II类加强型支护衬砌软弱围岩段上下短台阶法的安全、顺利施工，课题组在该洞段典型断面K1+320处按照“公路隧道施工技术规范”(JTJ042—94)的要求，分别埋设了必测、选测断面，以开展新奥法施工现场监控量测工作。
2 必测项目分析
2.1 周边收敛
东门关隧道出口段K1+320典型断面上下短台阶新奥法施工的周边收敛位移一时间变化曲线如图1所示。其中拱腰处的上测线周边收敛变化曲线总体上呈似“S”型：上台阶开挖初期，上调线的周边收敛位移增速相对较快，但开挖一周后其增速有所减慢：上台阶开挖l0天后该断面再进行下台阶开挖，上测线周边收敛增速短期内则又明显加快，其最大增速曾达到3.192mm／d：下台阶开挖5天后，上测线的周边收敛位移增速又逐渐减慢，历时28天后其变形则趋于基本稳定，稳定收敛值约为10.87mm．
埋设在边墙部位的下测线周边收敛历时变化曲线呈“抛物线”型，总体上经历了快速增长一缓慢增长一趋稳的过程，其中前10天的增长速率较快(平均速率约为0.6mm／d)，随后的10天增速则较慢(平均速率仅为0.1mm／d)；20天后，其基本趋于稳定，稳定收敛值约为6.81mm。
综上所述，东门关隧道出口段K1+320典型断面上下短台阶新奥法施工过程中，围岩周边收敛位移量都不大，总体上均处于可控状态。
2.2 拱顶下沉
东门关隧道出口段K1+320典型断面上下短台阶新奥法施工中，拱顶下沉随时间变化曲线分别如图2所示。拱顶三个测点的下沉变化规律基本一致，只是右顶测点量测值略小些。上台阶开挖后，拱顶各个测点初期增速较快，一周后增速则有所减慢。下台阶开挖初期，拱顶各测点的下沉量又都有快速的增长，增速大多为1.2mm／d,下台阶开挖一周后，拱顶下沉变化速率则逐渐减慢，历时20天后各测点都趋于稳定，其左顶测点、中间测点和右顶测点的稳定位移值分别为16.4mm、15.81mm和12.98mm，总体上也都处于可控状态内。
3 选测项目分析
3.1 围岩与喷混凝土层接触压力
本典型断面各埋设点的接触压力变化曲线均呈抛物线型，自拱顶--拱腰--边墙，对应部位的接触压力依次减小(图3)．其中拱顶位置的接触压力量测值最大，自埋设33天后趋于的稳定值为0.175MPa；左、右侧拱腰部位的接触压力变化曲线基本一致，说明该断面上下短台阶新奥法开挖施工过程中无偏压现象发生，它们自埋设37天后所趋于的稳定值约为0.0845MPa；下台阶开挖后埋设在边墙部位的接触压力值则较小，如左侧边墙部位自埋设37天后所趋于的稳定值就仅为0.0242MPa．
3.2 喷混凝土层内部应力
本典型断面拱顶部位的喷混凝土层内部应力值最大(图4)，自埋设37天后所趋于的稳定值为6.83MPa,左、右侧拱腰部位的喷混凝土层内部应力变化曲线也基本一致，自埋设37天后均趋于的稳定值约为1．74MPa；边墙部位的喷混凝土层内部应力值也较小，例如左侧边墙处自埋设42天后所趋于的稳定值就仅为0.98MPa，说明设计与施作的喷混凝土层是很安全的。
3.3 格栅拱架钢支撑内力
本典型断面各部位初期支护中的格栅拱架钢支撑内力变化曲线均呈抛物线型，且自上而下，对应部位的钢支撑内力也依次减小(图5)。其中拱顶处钢支撑内力量测值最大，自埋设37天后所趋于的稳定值为22.876KN；左、右侧拱腰部位的钢支撑内力变化曲线也颇为相似，自埋设27天后都趋于8.23KN正负的稳定值；下台阶开挖后埋设在边墙部位的钢支撑内力值较小，如左侧边墙部位自埋设42天后所趋于的稳定值仅为5KN．故其具有较高的支护结构安全富裕度。
3.4 锚杆轴力
本典型断面左侧拱腰处理设的锚杆不同深度测点之轴力差异较大，总体上呈“中间大、两端小”的态势(图6)。埋设42天后，测点2(2.2m深处)、测点3(1.3m深处)、测点l(3m深处)、测点4(0.5m深处)所测轴力趋于的稳定值依次分别为26.4KN、18.18KN、7.09KN、1.96KN，故施作的锚杆也较为安全。
3.5 围岩内部位移
本典型断面右侧拱腰位置埋设的多点位移计之围岩内部各测点均向隧道内移动．经换算后求得的围岩内0.7m深处测点的稳定位移量相对较大，达到2.89mm；其次为围岩内1.4m深处测点，其稳定位移量为1.83mm；围岩内2.0m深处测点的稳定位移量则较小，仅为0.8mm围岩内2.7m深处测点的位移量最初曾达到0.24mm．但埋设20天后，其位移量则逐渐趋于零，表明其开挖后围岩的松动圈深度不超过3m，故设计与施作的单报锚杆长度取为3.5m是较为合理的。
4 结论
通过上述新奥法施工的现场监控量测，可以得到如下结论：
b东门关隧道出口，类加强型支护衬砌软弱围岩段采用上下短台阶法施工是适宜的，它能合理、有效地抑制软弱围岩的变形，充分发挥围岩与支护结构的耦合作用，从而保证该隧道出口段能够安全、顺利地施工。
b．东门关隧道出口II类加强型支护衬砌软弱围岩下台阶开挖20天后的洞段，隧道围岩变形一般就趋于基本稳定，故施工单位应及时跟进施作二次衬砌模筑混凝土层。
参考文献
1 中华人民共和国交通部 公路隧道施工技术规范[M]．北京：人民交通出版杜，1995，188—202
2 重庆交通学院．鄂西山区公路隧道田岩稳定与信息化施工监测技术研究[R]. 重庆；重庆交通学院，2003
(徐林生)
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删除 Guest (2007-10-12 17:56:35, 评分: 5 )