一、概述

　　富水、偏壓、軟弱圍巖地段隧道處于千變萬(wàn)化的巖體中，所受外力不明確，至今國內外學(xué)術(shù)界和工程界對外荷體系的分布和量值仍處于研究階段，這決定了隧道與地下工程設計是建立在若干假定條件下進(jìn)行的，是預設計。通過(guò)將現場(chǎng)量測獲得的有關(guān)數據經(jīng)過(guò)數理和力學(xué)分析，來(lái)判斷圍巖和支護結構的穩定性及工作狀態(tài)，從而選擇和修正支護參數實(shí)現隧道動(dòng)態(tài)設計是確保隧道施工安全和結構安全的根本。本文結合參與浦南高速公路葫蘆丘隧道工程實(shí)踐的過(guò)程，對富水、偏壓、軟弱圍巖地段隧道動(dòng)態(tài)設計作一些探討。

　　浦南高速公路葫蘆丘隧道位于南平東北約10Km處，隧道里程YK228+458.O}YK231+547.0，全長(cháng)3084米。工程沿線(xiàn)地貌屬閩北低山丘陵地形，基本類(lèi)型為低山丘陵地貌、沖洪積溝谷，海拔最高458.0m，最低85.6m.地形起伏相對較大，沿線(xiàn)丘頂渾圓、條帶狀，斜坡坡度較緩。該隧道圍巖級別為m.W，V級，主要以N，V圍巖為主。隧道進(jìn)、出口段圍巖較差、上部覆蓋層薄，地質(zhì)為殘坡積土層及強風(fēng)化云母石英片巖，地下水豐富，圍巖自穩性差。易發(fā)生坍塌且有偏壓現象。

　　二、施工監測設計及方法

　　1.濫測項目

　　根據項目合同要求，葫蘆丘隧道施工監控量測的必測項目為：地質(zhì)和支護狀況觀(guān)察；拱頂下沉；周邊收斂；地表沉陷。

　�。�1）地質(zhì)和支護狀況觀(guān)察。觀(guān)測地質(zhì)和支護情況，看巖石是否松動(dòng)、噴層是否開(kāi)裂、錨桿是否松動(dòng)等，并做好觀(guān)察記錄。

　�。�2）拱頂沉降。每10-SOm設置一個(gè)監測斷面，并與地表沉降監測斷面重合。每一個(gè)監測斷面在隧道拱頂設置一個(gè)監測點(diǎn)，左線(xiàn)共149個(gè)量測斷面，149個(gè)監測點(diǎn)；右線(xiàn)共124個(gè)量測斷面，124個(gè)監測點(diǎn)。

　�。�3）周邊收斂。量測斷面布置同拱頂沉降量測，并與拱頂量測斷面重合。每一個(gè)量測斷面布置2對測線(xiàn)，分別布置在設計路面標高以上1.7m和3.2m處，左線(xiàn)共149個(gè)量測斷面，5%個(gè)收斂埋設點(diǎn)；右線(xiàn)共124個(gè)量測斷面，4%個(gè)收斂埋設點(diǎn)。

　�。�4）地表沉降。地表下沉監測點(diǎn)布置根據隧道埋深和距隧道中線(xiàn)間距而定，用水準儀測量，一般從工作面前方2B（B為隧道寬度）處開(kāi)始測量，若最大下沉量超過(guò)規定，馬上發(fā)出預警并采取措施。測量基點(diǎn)應布置在施工沉降影響之外，不應少于兩個(gè)且進(jìn)行聯(lián)測，通視良好的地方。每5-SOm設置一個(gè)監測斷面，每斷面至少7個(gè)測點(diǎn)。左右線(xiàn)共設24個(gè)斷面。

　　2.監控量測頻率

　　根據《公路隧道施工技術(shù)規范》（川042-94）的要求設計量測頻率，結合本隧道的特點(diǎn)，監控量測頻率將根據施工情況、變形速率等現場(chǎng)情況予以調整3.數據采集整理與收斂判斷根據上述制定的頻率采集各類(lèi)監測數據，及時(shí)繪制各類(lèi)數據的時(shí)態(tài)曲線(xiàn)和空間曲線(xiàn)，分析各種曲線(xiàn)所包含的意義，從中獲取圍巖穩定情況，確定開(kāi)挖進(jìn)度和二次襯砌的施工時(shí)間，并不斷調整支護參數、優(yōu)化設計，保證施工安全。

　　判斷隧道圍巖和初期支護變形基本穩定的條件為：①隧道周邊位移速度明顯下降；②水平收斂（拱腳邊墻中部）速度（0.2mm/d；③拱頂或底板垂直位移速率）0.lmm/d；④施作二次襯砌前的位移值已達總位移的90%以上；⑤初期支護表面裂縫不再繼續發(fā)展。

　　三、量測數據的應用及動(dòng)態(tài)設計

　　隧道進(jìn)洞時(shí)恰逢雨季，滲水嚴重。右洞上臺階掘進(jìn)施工至YK231+470，監控組在所埋設監控斷面YK231+500處測得收斂值增大，且有繼續發(fā)展擴大趨勢。2006年3月24日，YK231+500處圍巖變化出現異常情況；25日，在隧道右洞觀(guān)察發(fā)現，在右側壁YK231 +503.S，YK231 +502.1，YK231 +499，左側壁YK231+504.54，YK231+503.97出現裂縫。隨著(zhù)時(shí)間的推移，圍巖支護仍多處出現裂縫，其中最為突出的裂縫在YK231+474處最大，為15mm.根據監控量測人員采集的數據進(jìn)行分析，對設計進(jìn)行如下修改：停止上臺階掘進(jìn)，在YK231+485-YK231+470段先采用U型鋼進(jìn)行橫向支撐加固并用。25的鋼筋（間距lm）縱向連接形成整體，在上半斷面形成閉合并增加U型鋼拱架的剛度，防止因側壓力過(guò)大導致初支U型鋼變形而遭到破壞，增強初支抵抗變形的能力；然后在每棍鋼拱架的拱腳處打人兩根X48的鋼管（Ir4m），向下與水平呈300.-45.夾角，注漿作鎖腳錨桿，并與原有鋼拱架焊接牢固，以加強原有鋼拱架的受力，尤其加強仰拱閉合施工時(shí)上部初支的受力，阻止上部初支變形的進(jìn)一步變化；待加固處理結束后，立即轉人對下臺階及仰拱的施工直至距已開(kāi)挖掌子面約5-10米處，采取的方法是在左右兩側落底，在時(shí)間上先后錯開(kāi)進(jìn)行，每次落底不超過(guò)3棍拱架；在兩側落底完成后，開(kāi)挖施做仰拱初支，形成初支閉合環(huán)，并及時(shí)進(jìn)行仰拱和回填的施工，進(jìn)一步增強初支的穩定；在以上加固措施到位的前提下，完成落底，形成閉合環(huán)。待仰拱閉合后進(jìn)行環(huán)向小導管注漿加固，小導管采用X48的鋼管，長(cháng)L=4m，間距lm，壓注水泥凈漿，水灰比0.5:1，注漿壓力0.5-1.OMpa，達到注漿壓力并持續巧分鐘后停止注漿；第一批小導管間隔打人、注漿，然后按間距lm補打剩余小導管注漿。

　　按上述處理后繼續對所監控斷面進(jìn)行量測，結果表明：至5月3日左右，洞至開(kāi)挖掌子面段圍巖變形已基本趨于穩定，收斂及下沉緩慢下來(lái)。說(shuō)明措施及時(shí)、加固方案得當，變形得到有效的控制。

　　四、結束語(yǔ)

　　通過(guò)對開(kāi)挖掌子面的地質(zhì)觀(guān)察，以及對已經(jīng)施工的隧道初期支護的穩定性能判別，是隧道動(dòng)態(tài)設計的基本參照。選擇合理的監控量測方法和進(jìn)行監控設計，取得較為全面的數據，通過(guò)對數據科學(xué)分析，是動(dòng)態(tài)設計選擇較為合理參數的依據。進(jìn)行連續的監控量測和動(dòng)態(tài)設計，是確保隧道施工安全和結構安全的有效手段。