1概况溪涌隧道(东段)工程地形起伏较大,相对高差达140余米。其洞门均为削竹式进洞,进洞段地表坡度较大,在30°~40°之间,山顶段埋深超过5倍洞径后地表起伏较为平缓,坡度变化较小。地表植被茂密,灌木丛生,区域为低山丘陵地貌,山体走向大致近南北向,隧道近东西向穿越山脊。隧道区间内主要地层为第四系残坡积土和燕山期花岗岩。洞口段约50米为第四系残坡积土主要是砾质粘性土(砾质粘性土),即花岗岩风化残积土,且洞口段30m内为浅埋段,地层稳定性较差,但由于地表坡度大排水畅,因此富水性较弱。随埋深的增大,隧道洞身主要为燕山期包括有强风化、弱风化和未风化之花岗岩,整体稳定性较好。隧道主体结构为双洞六车道公路隧道,单洞为三车道隧道,属大跨隧道,最大开挖宽度16.1m,本标段工程隧道长度左洞436m,右洞444m。2监测项目的设置与监测计划2.1监控量测的目的根据本标段的工程地质特点与施工方法,依据施工设计和有关规范,实施监控量测的主要目的为:(1)通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化,把握施工过程中结构所处的安全状态,判断围岩稳定性,支护、衬砌可靠性。(2)用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足,并把监测结果反馈设计、指导施工,为修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据。(3)通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。(4)通过监控量测进行大跨隧道日常的施工管理,确保施工安全和施工质量。(5)通过施工现场的监控量测,确定二次衬砌合理施作时间。(6)通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点,为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。2.2监测项目的计划根据隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等情况,并按设计的要求,工程范围内计划设置的监测项目主要有地表沉降,洞内拱顶下沉,周边收敛(表2-1)。具体如下:2.2.1地表沉降表2-1监控量测项目一览表序号监测项目监测仪器及设备监测目的布设原则与计划备注1地表沉降精密水准仪了解施工过程中地表下沉情况洞口浅埋段,计划2~3个断面在开挖前提前及时埋设测点2周边收敛坑道收敛计同上与拱顶下沉点对应于边墙上布设1~3对测线工作面开挖后及时埋测点3拱顶下沉精密水准仪了解施工过程中结构的变位情况据围岩不同沿隧道拱顶部每隔10~35米布设测点。工作面开挖后及时埋测点主要埋设在洞口浅埋段,以地表地形起伏情况,便于量测并能准确反映隧道开挖对地表沉降的影响为主要埋设依据。量测方法:采用精密水准仪量测。测点应在开挖形成的下沉之前埋设,一直测到下沉稳定。2.2.2周边收敛量测方法:采用坑道收敛计测试两测点之间的相对长度,计算其收敛值。量测断面计划:应保证沿隧道轴线每类围岩至少有一个量测断面。一般情况下,洞口段和埋深小于2D(D为隧道洞径)的地段,间隔5~10m一个断面,其图2-1图2-2余地段视地质情况,每隔15~40m设一个断面。测线布置:当采用短台阶半断面或全断面开法方法时采用三测线三角形布置形式如图2-1,当采用CRD工法时,采用六测线,上下三角形布置形式,采用三角形测线布置形式图2-2。2.2.3拱顶下沉量测监视隧道拱顶的绝对下沉量,掌握断面的变形动态,判断支护结构的稳定性。量测方法采用精密水准仪测试其绝对高程值以此计算其下沉值。断面计划与周边收敛同。2.3量测频率与结束标准2.3.1量测频率量测频率根据监测数据的变化情况而定,详见下表2-2。表2-2量测频率项目量测时间间隔地表沉降开挖面离量测面2B时,2次/天开挖面离量测面5B,1次/2天开挖面离量测面>5B时,1次/周拱顶下沉与收敛1~15天16~30天1~3月3月以上2次/天1次/2天1~2次/周2次/月2.3.2结束标准根据变形速率判别:变形速率<0.2mm/d时,且变形速率具有逐渐减少之趋势时,则认为围岩支护达到稳定。浅埋地段:加强初期支护强度和刚度,严格控制过大变形。洞内各量测项目持续到变形达到稳定后2周结束,软弱围岩大变形地段位移长时间不能稳定时,延长量测时间。地表沉降量测项目以变形达到稳定后2周后,且待洞口段二衬完成结束。3量测项目的布置3.1地表沉降监测由于洞口段地质较差,且为浅埋段,洞口开挖洞室变形可能影响洞顶以上边坡的稳定。为确保边坡的稳定,按设计和规范要求在洞口浅埋段设置了必要的地表沉降监点。根据洞顶坡度地形变化情况,左右洞地表沉降测点分开布设,其中左洞2个断面,右洞3个断面。详细测点布置见图3-1和图3-2(地表沉降测点布置图)。右洞地表沉降测点平面图17901213121110987654321YK11+344+334+32425m距中线洞门线YK11+349隧道中轴线测点号图3-1右洞地表隆陷观测点示意图左洞地表沉降测点平面图17901234567891011121314+34225m距中线洞门线ZK11+353隧道中轴线测点号图3-2左洞地表隆陷观测点示意图3.2洞内监测点的布置3.2.1监测断面的布置根据新奥法设计与施工要求,结合本工程特点、工程实际情况和设计与规范要求,左右洞洞内共设置拱顶下沉监测、周边收敛监测等量测断面22个,见图3-3、图3-4。其编号分别为左洞Z01~Z22,右洞Y01~Y22。右洞埋点平面展开图3382882602462292111841611511311108461316.8165149YK10+979951.5925.5911313322YK11+347Y22Y21Y20Y19Y18Y17Y16Y15Y14Y13Y12Y11Y01断面号Y02Y03Y04Y05Y10Y09Y08Y07Y06YK11+349围岩标志309YK10+905里程隧道中轴线测点4测点2测点1测点3测点5Ⅱ围岩Ⅳ围岩Ⅳ围岩Ⅱ围岩左洞埋点平面展开图3442862702422172001801501301088359.829.8296932.5944.5971ZK10+9969.3ZK11+353329319306Z01断面号Z02Z03Z04Z05Z10Z09Z08Z07Z06Z22Z21Z11Z12Z13Z14Z15Z16Z17Z18Z19Z20ZK11+361围岩标志ZK10+925里程隧道中轴线测点4测点2测点1测点3测点5Ⅱ围岩Ⅳ围岩图3-4图3-33.2.2各断面洞室埋深各断面洞室与覆土厚度关系分别见图3-5、图3-6,由图中可知埋深由外向内逐渐增大。由图中可知,左洞Z01、Z02和右洞Y01、Y02为超浅埋段,埋深小于11m,不足一倍开挖洞径。左洞Z03~Z05和右洞Y03、Y04为浅埋洞段,埋深小于30m,不足二倍开挖洞径。而自右洞Y05~Y07和右洞Z06、Z07开始埋深均大于38m,进入了深埋洞段。3.2.3断面测线布设方式根据围岩类别与开挖方法的不同,每个监测断面分别设置不同数量的拱顶下沉测线与周边收敛测线,拱顶下沉测点与周边收敛测点尽量设在同一断面,前后不得超过0.5m。为便于计算机数据处理,各断面的拱顶下沉测线以G标志,如G1表示各断面拱顶中间测点的拱顶下沉值,而G2、G3分别表示采取眼镜工法施工时右侧导洞与左侧导洞的拱顶下沉值;各断面的周边收敛测线以S标记,如S45为下断面水平收敛测线,而S23表示采取眼镜工法施工时上断面水平收敛测线,S14等则表示斜测线,各测线的意义可参见图2-1、图2-2。其中Y01、Z01断面由于采用眼镜工法,同时上台阶开挖时间长,因此采用图2-2的6测线布设右洞各断面埋深与里程关系图67.9959.0040.6823.2316.686.192.03246260288313322338347Y07Y06Y05Y04Y03Y02Y01020406080里程YK11+埋深图3-4右洞各断面与覆土厚度关系展开图3382882602462292111841611511311108461316.8YK11+347322313911925.5951.5YK10+979Y06Y07Y08Y09Y10Y05Y04Y03Y02Y01断面号Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y18Y19Y20Y21Y22020406080100120里程覆土地厚度m里程覆土厚度左洞各断面与覆土厚度关系展开图3443062862702422172001801501301088359.829.89.3YK10+979951.5925.5911319329YK11+347Z22Z21Z20Z19Z18Z17Z16Z15Z14Z13Z12Z11Z01断面号Z02Z03Z04Z05Z10Z09Z08Z07Z06020406080100120里程覆土地厚度m里程覆土厚度图3-5图3-6形式。其它断面因上台阶过短,或采用大断面开挖,因此采用图2-1的3测线设方式。3.3监测项目控制基准根据设计及规范要求,依据不同断面埋深与围岩情况,分别计算出相应的控制基准值(见表3-1)。表3-1各断面分布与管理基准值对应表右洞左洞断面号里程YK11+围岩类别控制基准U0断面号里程ZK11+围岩类别控制基准U0Y1347Ⅱ47.4Z1353Ⅱ47.4Y2338Ⅱ47.4Z2344Ⅱ47.4Y3322Ⅱ47.4Z3329Ⅱ47.4Y4313Ⅱ47.4Z4319Ⅱ47.4Y5288Ⅳ43.8Z5306Ⅱ47.4Y6260Ⅳ43.8Z6286Ⅳ43.8Y7246Ⅳ43.8Z7270Ⅳ43.8Y8229Ⅳ43.8Z8242Ⅳ43.8Y9211Ⅳ43.8Z9217Ⅳ43.8Y10184Ⅳ43.8Z10200Ⅳ43.8Y11161Ⅱ39.5Z11180Ⅳ43.8Y12151Ⅱ39.5Z12150Ⅳ43.8Y13131Ⅳ43.8Z13130Ⅳ43.8Y14110Ⅳ43.8Z14108Ⅳ43.8Y1584Ⅳ43.8Z1583Ⅳ43.8Y1661Ⅳ43.8Z1659.8Ⅳ43.8Y1731Ⅳ43.8Z1729.8Ⅳ43.8Y186.8Ⅳ43.8Z189.3Ⅳ43.8Y19YK10+979Ⅳ43.8Z19ZK10+996Ⅳ'加强51.1Y20951.5Ⅳ43.8Z20971Ⅳ43.8Y21925.5Ⅳ43.8Z21944.5Ⅳ43.8Y22911Ⅳ43.8Z22932.5Ⅳ43.83.4监测数据管理等级该工程洞口段为超浅埋段,地质条件差,地层反应非常灵敏,开挖断面大(近16米),施工影响很快波及地表。由于受山坡陡变的影响,隧道开挖由外至内埋深变化快,空间效应明显。因此,必须建立一个快速、畅通的信息反馈渠道,及时将每一个施工阶段的结构变形量测结果反馈给施工单位及相关管理智能部门,为施工决策与管理提供科学、可靠的依据。针对本工程的特点和以往施工经验,按照设计文件与本工程技术规范要求,本工程的地层荷载及支护结构内力均不会对隧道安全构成严重威胁,关健在于过大的地层变位能否得到有效的控制。因此,对于整个监测工作的重点,主要以拱顶下拱与周边收敛变形作为安全判断定标准,在此基础上我们制定了表3-1所列的拱顶沉降与周边收敛监测数据控制基准值Un,并制定了相应的监测数据管理等级标准(见表3-2)。表3-2监测数据管理等级标准管理等级判定标准1变形值判定标准2:变形速率(mm/d)施工状态ⅢU0<Un/3V0<2可正常施工ⅡUn/3≤U0≤2Un/32≤V0≤5可继续施工,但应引起注意ⅠU0>2Un/3V0>5应加强支护或采取特殊措施注:U0——实测位移Un——允许位移变形值判定标准主要侧重点是确保洞室结构变形控制在一定的范围内,防止过大的变形超过允许变形值而使结构侵限,变形速率判定标准的侧重点则是确保支护系统与洞室结构的稳定性,由于两种判定标准的侧重点不同在监测数据处理与管理中要综合判断,同时要考虑施工干扰的影响,必要时要通过变形时空曲线图参照变形有无稳定趋趋势,或通过变形速率有无减小来进行综合判断。4主要量测数据地表监测工作自2001年11月上旬开始,至2002年4月上旬完成洞口段衬砌结束,共历时5个月。洞室监测工作随着隧道的开挖进度自2001年