短隧道监控量测及数据分析
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状况， 判 断是 否按原定 设计方 案继 续施 工 ； 对 掌子 面
地表 下沉测 量不仅 仅针对 进 、 出洞 附近地表 ， 结 合实际地 貌情况 ， 还要 外 加 到 浅埋 区段 。 由于 围岩
附近断面 裂纹进 行观察 ； 对浅 埋段 地表 进行 观察 ， 做 好 地表植 被 和地貌 图像采 集 。这 一 系列 的观察是 一
３ ９ ６ ３ ９ ０ ３ ８ ４
∞
戳 ３ ７ ８
褪 ３ ７ ２
３ ６ ６
１ ～５号 点 为地 表 下 沉 测 量 点 ； 两个三角形 角点为洞周 收敛测量点 ； 拱顶 顶 点 为 拱顶 下 沉 测 量 点 。
图 １ 凤 凰 县 长 坡 隧 道 洞 身 纵 断 面
１ ． ２ 洞 周 收 敛 和 拱 顶 下 沉
洞 周收 敛 和拱 顶下 沉 能 真实 、 直 接地 反 映隧 道 围岩及支 护整体 工作 状 态 ， 也 是 之后 分 析 最终 沉 降
量 的主要 数据 源 。该 隧道 洞 周 收敛 、 拱 顶 下沉 测 点 布设见 图 ２ 。
１ ） 。周 围地貌 为剥 蚀 型 陡坡 ， 经 过 地形 为一 北 东 向 山脊 。隧道含 Ⅳ 、 Ｖ级 围岩 ， 为强 风化 泥质 粉砂岩夹
图 ２ 洞周收敛 、 拱 顶 下沉 、 地 表 下 沉 测 点 布 设
１ 监 控 量 测 方 法
该隧 道为短 隧道 ， 其 施工 周期 比长 隧道短 得多 ， 但 隧道施 工安 全 、 稳 定 地 进行 与 长 隧道 有 着 同等要 求 。围岩稳定 性 的判 断 、 二次 支 护 时 间 的确 定 为监 控 重点 ， 需 根 据隧 道 位移 量 及 变 化趋 势 、 隧 道埋 深 、
个 长期 、 连续 的过程 ， 通过 对 比反映 隧道工 程 的实际
属于连续 介质 ， 其变 化是 一个连续 的过程 ， 做好地 表
下沉测 量 亦可 预 测 围 岩 变 化 趋 势 。测 点 布 设 见 图 ２ 。在 浅埋段 地表 布 设 测点 时 ， 根 据地 表 实 际情 况 ， 尽量按 照拱顶 下沉 和洞 周 收敛 断面 距离 布设 ， 以方 便 数据 的相互验 证 。应 注 意 保持 点 位不 动 ， 选 择 位
置应 少受 人 为破 坏 ， 后视 不 动 基 准 点 应选 在 图 ２所 示 地表 区域 之外 。
得监 控量 测数据 是整 个 监控过 程 的关键 。根据施 工 现 场 的实 际情 况 ， 选 取 相 关 系 数 平 方 Ｒ。值 最 大 的
２ 数 据 处 理 与 分 析
２ ． １ 围岩 应 力状态
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ５ ６
文献 标 志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ —０ ２ ２ ０ —０ ３
Fra Baidu bibliotek
公眦
路＆
Ａ
Ｇ ２ ０ ９国道凤 凰 绕城 线 工 程 长坡 隧道 位 于线 路
Ｋ ２ ＋８ ６ Ｏ — Ｋ３ ＋０ ２ ５段 ， 长 １ ６ ５ ｍ， 为短隧道 （ 见 图
函数作 为 回归 分 析模型 。 根 据 隧道 收 敛 实测 值 的 特性 ， 选 取 具有 一般 非 线性、 收敛且 单 调递 增 特 性 的 函数 为研 究 对象 。通
过查 阅规范及 相 关 资 料 ， 选 取 双 曲 函数 、 对 数 函数 、
在 分 析之前 ， 作 如下 假定 ： 围岩 初始应 力 场只有
工作状 态 。在该 隧道 浅埋 段施 工 过 程 中 ， 能 明显 看
到爆 破造成 的地 表微裂 纹 。
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ７期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ８ Ｌ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ ２ １
施 工控 制 的 可行 性 方 案 ； 通 过 对 围岩 力 学的 分 析 ， 分析 了围 岩 的 位 移 影 响 因 素 ， 采 用 ４种 不 同 经 验 公 式 对 监 测数 据 进 行 回 归分 析 ， 得 出 了其 变化 趋 势 。
Ｈ
关键词 ： 隧道 ； 监 控 量 测 ；围岩 应 力分 析 ；回 归 分析
与
．
粉砂 质泥 岩 ， 薄、 中层 厚状 ， 裂 隙发 育 ， 岩体 破 碎 ， 在
隧道 开挖形 成高边 坡时可 能产 生脱 落和坍 塌 。该 隧
道采 用新 奥法原 理支 护 设计 ， 由于 隧道 短 且部 分 浅
汽
Ａ
运 盘
Ｃ
．
埋， 施 工极 易造成 地表坍 塌 和裂缝 。
面 的施 工质量 ， 适 当控制 进洞速 率 。 拱 顶 下沉 采 用倒 钩 尺测 量 ， 期 间需 特别 注 意测 点 的保 护 。
１ ． ３ 地 表 下 沉
围岩等级 、 支 护工作 状态 等 因素综合 考虑 。
１ ． １ 洞 内外 观察
在 隧道爆 破 开挖 及 初期 支 护 完成 后 ， 及 时对 掌 子 面围岩进 行 目测 、 观察 ， 对 比设计 勘探 给 出的地质
自重 ， 隧道 为 圆形 断 面 ， 围岩 为 连续 介 质 ， 简 化 为一 定 深度 内的孔 洞 问题 ， 开 挖后 围岩 仍处 于稳定 状态 。
２ ２ ０
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ７月
短 隧 道 监 控 量 测 及 数 据 分 析
余钱 华 ， 青 磊
（ 长 沙 理 工 大 学 土木 与 建筑 学院 ，湖 南 长 沙 ４ １ ０ ０ ０ ４ ）
摘要 ： 基于 Ｇ ２ ０ ９国道 湖 南凤 凰 县 长坡 隧 道 工 程 现 场 监 控 过 程 ， 总 结 了短 隧 道 工 程 实施 现 场
洞 周 收敛 在 上 台 阶开 挖 时 用 上 面 的 三 角形 测 线， 下 台阶开 挖 时用 下 面 的 三角 形 测 线 。新 开 挖 断 面布设 的测 点应 该在下 一次爆 破前 取得第 一次测 量
数据 ， 这样 能确 定各 断 面 每 次爆 破对 该 断 面 的影 响
大小 ， 判 断在大 致相 同 围岩 和支 护 情况 下 新 开挖 断
地表 下沉测 量不仅 仅针对 进 、 出洞 附近地表 ， 结 合实际地 貌情况 ， 还要 外 加 到 浅埋 区段 。 由于 围岩
附近断面 裂纹进 行观察 ； 对浅 埋段 地表 进行 观察 ， 做 好 地表植 被 和地貌 图像采 集 。这 一 系列 的观察是 一
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１ ～５号 点 为地 表 下 沉 测 量 点 ； 两个三角形 角点为洞周 收敛测量点 ； 拱顶 顶 点 为 拱顶 下 沉 测 量 点 。
图 １ 凤 凰 县 长 坡 隧 道 洞 身 纵 断 面
１ ． ２ 洞 周 收 敛 和 拱 顶 下 沉
洞 周收 敛 和拱 顶下 沉 能 真实 、 直 接地 反 映隧 道 围岩及支 护整体 工作 状 态 ， 也 是 之后 分 析 最终 沉 降
量 的主要 数据 源 。该 隧道 洞 周 收敛 、 拱 顶 下沉 测 点 布设见 图 ２ 。
１ ） 。周 围地貌 为剥 蚀 型 陡坡 ， 经 过 地形 为一 北 东 向 山脊 。隧道含 Ⅳ 、 Ｖ级 围岩 ， 为强 风化 泥质 粉砂岩夹
图 ２ 洞周收敛 、 拱 顶 下沉 、 地 表 下 沉 测 点 布 设
１ 监 控 量 测 方 法
该隧 道为短 隧道 ， 其 施工 周期 比长 隧道短 得多 ， 但 隧道施 工安 全 、 稳 定 地 进行 与 长 隧道 有 着 同等要 求 。围岩稳定 性 的判 断 、 二次 支 护 时 间 的确 定 为监 控 重点 ， 需 根 据隧 道 位移 量 及 变 化趋 势 、 隧 道埋 深 、
个 长期 、 连续 的过程 ， 通过 对 比反映 隧道工 程 的实际
属于连续 介质 ， 其变 化是 一个连续 的过程 ， 做好地 表
下沉测 量 亦可 预 测 围 岩 变 化 趋 势 。测 点 布 设 见 图 ２ 。在 浅埋段 地表 布 设 测点 时 ， 根 据地 表 实 际情 况 ， 尽量按 照拱顶 下沉 和洞 周 收敛 断面 距离 布设 ， 以方 便 数据 的相互验 证 。应 注 意 保持 点 位不 动 ， 选 择 位
置应 少受 人 为破 坏 ， 后视 不 动 基 准 点 应选 在 图 ２所 示 地表 区域 之外 。
得监 控量 测数据 是整 个 监控过 程 的关键 。根据施 工 现 场 的实 际情 况 ， 选 取 相 关 系 数 平 方 Ｒ。值 最 大 的
２ 数 据 处 理 与 分 析
２ ． １ 围岩 应 力状态
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ５ ６
文献 标 志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ —０ ２ ２ ０ —０ ３
Fra Baidu bibliotek
公眦
路＆
Ａ
Ｇ ２ ０ ９国道凤 凰 绕城 线 工 程 长坡 隧道 位 于线 路
Ｋ ２ ＋８ ６ Ｏ — Ｋ３ ＋０ ２ ５段 ， 长 １ ６ ５ ｍ， 为短隧道 （ 见 图
函数作 为 回归 分 析模型 。 根 据 隧道 收 敛 实测 值 的 特性 ， 选 取 具有 一般 非 线性、 收敛且 单 调递 增 特 性 的 函数 为研 究 对象 。通
过查 阅规范及 相 关 资 料 ， 选 取 双 曲 函数 、 对 数 函数 、
在 分 析之前 ， 作 如下 假定 ： 围岩 初始应 力 场只有
工作状 态 。在该 隧道 浅埋 段施 工 过 程 中 ， 能 明显 看
到爆 破造成 的地 表微裂 纹 。
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ７期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ８ Ｌ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ ２ １
施 工控 制 的 可行 性 方 案 ； 通 过 对 围岩 力 学的 分 析 ， 分析 了围 岩 的 位 移 影 响 因 素 ， 采 用 ４种 不 同 经 验 公 式 对 监 测数 据 进 行 回 归分 析 ， 得 出 了其 变化 趋 势 。
Ｈ
关键词 ： 隧道 ； 监 控 量 测 ；围岩 应 力分 析 ；回 归 分析
与
．
粉砂 质泥 岩 ， 薄、 中层 厚状 ， 裂 隙发 育 ， 岩体 破 碎 ， 在
隧道 开挖形 成高边 坡时可 能产 生脱 落和坍 塌 。该 隧
道采 用新 奥法原 理支 护 设计 ， 由于 隧道 短 且部 分 浅
汽
Ａ
运 盘
Ｃ
．
埋， 施 工极 易造成 地表坍 塌 和裂缝 。
面 的施 工质量 ， 适 当控制 进洞速 率 。 拱 顶 下沉 采 用倒 钩 尺测 量 ， 期 间需 特别 注 意测 点 的保 护 。
１ ． ３ 地 表 下 沉
围岩等级 、 支 护工作 状态 等 因素综合 考虑 。
１ ． １ 洞 内外 观察
在 隧道爆 破 开挖 及 初期 支 护 完成 后 ， 及 时对 掌 子 面围岩进 行 目测 、 观察 ， 对 比设计 勘探 给 出的地质
自重 ， 隧道 为 圆形 断 面 ， 围岩 为 连续 介 质 ， 简 化 为一 定 深度 内的孔 洞 问题 ， 开 挖后 围岩 仍处 于稳定 状态 。
２ ２ ０
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ７月
短 隧 道 监 控 量 测 及 数 据 分 析
余钱 华 ， 青 磊
（ 长 沙 理 工 大 学 土木 与 建筑 学院 ，湖 南 长 沙 ４ １ ０ ０ ０ ４ ）
摘要 ： 基于 Ｇ ２ ０ ９国道 湖 南凤 凰 县 长坡 隧 道 工 程 现 场 监 控 过 程 ， 总 结 了短 隧 道 工 程 实施 现 场
洞 周 收敛 在 上 台 阶开 挖 时 用 上 面 的 三 角形 测 线， 下 台阶开 挖 时用 下 面 的 三角 形 测 线 。新 开 挖 断 面布设 的测 点应 该在下 一次爆 破前 取得第 一次测 量
数据 ， 这样 能确 定各 断 面 每 次爆 破对 该 断 面 的影 响
大小 ， 判 断在大 致相 同 围岩 和支 护 情况 下 新 开挖 断