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[摘 要]加强监控量测工作，能够有效地对隧道塌方进行预警，实时监测围岩动态变化，通过对监测数据的分析及时判断围岩变形发展趋势。结合狗街隧道工程实例，对隧道施工过程中如何依据监控量测数据来指导施工进行详细分析，并及时提出大变形预警，确保隧道正常施工，为类似工程提供借鉴和指导。
[关键词]隧道工程；监控量测；变形；预警
中图分类号：TU473 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）32-0335-01
1 研究背景
公路隧道的特点是断面大、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞身的不良地质条件以及施工措施不当极易引起隧道塌陷，工程实践中，公路隧道的动态施工和管理水平远不能满足要求，监测数据的反馈滞后于隧道施工，且技术人员对于监测数据所反应的信息也不敏感，隧道受力和变形已经出现异常却未及时采取处置措施。因此，本文在此对监控量测预警做一研究。
2 变形预警
隧道塌方具有随机性，从工程地质的一些特征可以判断围岩的变形稳定性，如岩块的坚硬程度、岩体的完整程度、结构面性质和空间组合、地下水及地应力等；设计施工的一些因素也可以判断围岩稳定性，如断面形状、尺寸及埋深、开挖方法、支护结构、施工工序、临近施工；还要预防围岩应力变形随时间恶化。
公路隧道围岩稳定性评价标准有围岩位移、围岩变形收敛比、通过施工过程现场量测可以得到隧道的围岩变形与施工时间的关系，与施工进度的关系。拱顶下沉和洞周收敛变形量测可直接反应围岩的变形情况，对隧道围岩的稳定性进行及时评价，为二次衬砌提供合理的施做时机。对变形较大的围岩段，可做到及时预测预警，因此拱顶下沉和洞周收敛变形成为隧道变形稳定性评价的关键指标。
在新奥法施工中，隧道塌方的监测预警工作主要是对隧道内空变位的最终变形量进行报警和预测。在报警方面主要是通过对隧道施工现场的监测变形曲线的观察，时时预报变形速度，利用量测结果指导施工、加强支护以确保工程质量。
国内外一些工程师根据现场量测隧道位移值的大小制定了不同的危险警戒标准，如下表所示：
弗郎克林警戒标准
调查试件的极限应变，作为开挖中隧道达到应变时的标准值，以下是拱顶下沉的管理标准值。
日本某公司提出的拱顶下沉的管理基准值
实际隧道施工中是时时动态地分析隧道变形速率及变形总量，判断围岩是否会出现失稳的状况，以便采取必要的措施保证隧道围岩和结构的稳定性。
本文结合工程实例，具体分析如何根据监控量测数据准确及时地提出隧道变形预警，并结合监测数据提出施工建议。
3 工程实例
3.1 工程概况
狗街隧道设计为双洞三车道分离式隧道，左线全长1270m，最大埋深约为107m；右线全长1175m，最大埋深约为118m；主洞净宽14.0m，净高5.0m，设计行车速度80Km/h。
狗街隧道穿越低中山构造剥蚀、溶蚀地形地貌区，地质作用以地表水侵蚀、构造剥蚀作用为主，地形起伏较大，该区地形切割较深，自然坡度20～40°，坡面植被较发育，多为松树、板栗果林等，基岩出露一般。隧道所穿越山脉呈近东～西向。隧道进出口均为冲沟，测绘时为雨季沟内都未见有地表水及地下水。
3.2 超前地质预报
狗街隧道左幅进口ZK68+630～ZK68+670 段设计围岩级别为Ⅴ级；该段隧道围岩以粉砂质泥岩为主，灰、浅灰色，粉砂质结构，钙质胶结，薄层状，强～中风化，呈碎石、碎块状；节理裂隙发育，夹薄层泥岩，风化差异明显。渗滴水现象明显。
3.3 监控量测
此段采用三台阶法开挖。量测采取洞内观察和周边位移量测。掌子面地质情况如下：围岩遇水软化后成土体状，在无支护条件下，无自稳能力。
洞内观察记录为初 期 支 护 出 现 开 裂 、 脱 落，喷砼渗水严重，地表出现开裂。拱顶下沉及周边位移监测数据分析：各断面显示监测数据异常，变形较大，建议加强观测和支护。
3.4 预警标准
施工过程中，当围岩变形量和支护结构受力达到一定值时，支护结构发生破坏，隧道发生塌方。围岩发生破坏的过程基本分为3个阶段，分为基本稳定区、过渡区及破坏区。在基本稳定区，围岩变形及支护结构所受力的变化速率不断减小；在过渡区，监测数据呈直线变化，变化速度保持不变；在破坏区，监测数据加速变化，数据变化速度逐渐增大 ，硐室朝失稳方向发展。当变形速度大于或等于零时围岩变形都在继续增加，朝破坏方向发展，应及时预警，确保人员及设备的安全，然而当围岩变化速度小于零时，围岩变形趋于稳定，硐室处于稳定狀态。
在实际施工过程中，围岩变形受施工工艺、支护方式、支护及时性等方面影响较重。应结合对隧道内支护结构巡视情况以及支护结构内力监测数据及硐室变化数据具体进行隧道稳定性分析。在监测过程中要时刻注意突变现象的发生，实际工程中很多塌方具有突然性，并不是通过连续变形而逐渐破坏的。
3.5 监测结果分析
3.5.1 四个监控断面拱顶下沉速率连续三次大于5mm/d，表明K68+630～K68+670段围岩及初支处于异常变形阶段，特对此情况进行预警。
3.5.2 结论
狗街隧道左幅进口的监测数据显示，K68+635、K68+645、K68+655、K68+665四个监控断面拱顶下沉速率连续三次大于5mm/d，表明K68+630～K68+670段围岩及初支处于异常变形阶段，特对此情况进行预警。
4 结语
在隧道塌方风险较大地段，对监控量测数据进行分析，在围岩变形加速阶段，及时提出变形预警，能够有效地控制围岩变形趋势，确保隧道安全稳定状态可控。
参考文献
[1] 刘学增，俞文生.隧道稳定性评价与塌方预警[M].上海：同济大学出版社，2010.
[2]高文工，王洪兴.基于监控量测的山岭隧道塌方大变形预警研究.公路.2015，2.
[3]国家高速公路网昆明绕城高速公路东南段隧道两阶段施工图设计》文件.
[4]昆明绕城高速公路东南段隧道量测报告.
[关键词]隧道工程；监控量测；变形；预警
中图分类号：TU473 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）32-0335-01
1 研究背景
公路隧道的特点是断面大、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞身的不良地质条件以及施工措施不当极易引起隧道塌陷，工程实践中，公路隧道的动态施工和管理水平远不能满足要求，监测数据的反馈滞后于隧道施工，且技术人员对于监测数据所反应的信息也不敏感，隧道受力和变形已经出现异常却未及时采取处置措施。因此，本文在此对监控量测预警做一研究。
2 变形预警
隧道塌方具有随机性，从工程地质的一些特征可以判断围岩的变形稳定性，如岩块的坚硬程度、岩体的完整程度、结构面性质和空间组合、地下水及地应力等；设计施工的一些因素也可以判断围岩稳定性，如断面形状、尺寸及埋深、开挖方法、支护结构、施工工序、临近施工；还要预防围岩应力变形随时间恶化。
公路隧道围岩稳定性评价标准有围岩位移、围岩变形收敛比、通过施工过程现场量测可以得到隧道的围岩变形与施工时间的关系，与施工进度的关系。拱顶下沉和洞周收敛变形量测可直接反应围岩的变形情况，对隧道围岩的稳定性进行及时评价，为二次衬砌提供合理的施做时机。对变形较大的围岩段，可做到及时预测预警，因此拱顶下沉和洞周收敛变形成为隧道变形稳定性评价的关键指标。
在新奥法施工中，隧道塌方的监测预警工作主要是对隧道内空变位的最终变形量进行报警和预测。在报警方面主要是通过对隧道施工现场的监测变形曲线的观察，时时预报变形速度，利用量测结果指导施工、加强支护以确保工程质量。
国内外一些工程师根据现场量测隧道位移值的大小制定了不同的危险警戒标准，如下表所示：
弗郎克林警戒标准
调查试件的极限应变，作为开挖中隧道达到应变时的标准值，以下是拱顶下沉的管理标准值。
日本某公司提出的拱顶下沉的管理基准值
实际隧道施工中是时时动态地分析隧道变形速率及变形总量，判断围岩是否会出现失稳的状况，以便采取必要的措施保证隧道围岩和结构的稳定性。
本文结合工程实例，具体分析如何根据监控量测数据准确及时地提出隧道变形预警，并结合监测数据提出施工建议。
3 工程实例
3.1 工程概况
狗街隧道设计为双洞三车道分离式隧道，左线全长1270m，最大埋深约为107m；右线全长1175m，最大埋深约为118m；主洞净宽14.0m，净高5.0m，设计行车速度80Km/h。
狗街隧道穿越低中山构造剥蚀、溶蚀地形地貌区，地质作用以地表水侵蚀、构造剥蚀作用为主，地形起伏较大，该区地形切割较深，自然坡度20～40°，坡面植被较发育，多为松树、板栗果林等，基岩出露一般。隧道所穿越山脉呈近东～西向。隧道进出口均为冲沟，测绘时为雨季沟内都未见有地表水及地下水。
3.2 超前地质预报
狗街隧道左幅进口ZK68+630～ZK68+670 段设计围岩级别为Ⅴ级；该段隧道围岩以粉砂质泥岩为主，灰、浅灰色，粉砂质结构，钙质胶结，薄层状，强～中风化，呈碎石、碎块状；节理裂隙发育，夹薄层泥岩，风化差异明显。渗滴水现象明显。
3.3 监控量测
此段采用三台阶法开挖。量测采取洞内观察和周边位移量测。掌子面地质情况如下：围岩遇水软化后成土体状，在无支护条件下，无自稳能力。
洞内观察记录为初 期 支 护 出 现 开 裂 、 脱 落，喷砼渗水严重，地表出现开裂。拱顶下沉及周边位移监测数据分析：各断面显示监测数据异常，变形较大，建议加强观测和支护。
3.4 预警标准
施工过程中，当围岩变形量和支护结构受力达到一定值时，支护结构发生破坏，隧道发生塌方。围岩发生破坏的过程基本分为3个阶段，分为基本稳定区、过渡区及破坏区。在基本稳定区，围岩变形及支护结构所受力的变化速率不断减小；在过渡区，监测数据呈直线变化，变化速度保持不变；在破坏区，监测数据加速变化，数据变化速度逐渐增大 ，硐室朝失稳方向发展。当变形速度大于或等于零时围岩变形都在继续增加，朝破坏方向发展，应及时预警，确保人员及设备的安全，然而当围岩变化速度小于零时，围岩变形趋于稳定，硐室处于稳定狀态。
在实际施工过程中，围岩变形受施工工艺、支护方式、支护及时性等方面影响较重。应结合对隧道内支护结构巡视情况以及支护结构内力监测数据及硐室变化数据具体进行隧道稳定性分析。在监测过程中要时刻注意突变现象的发生，实际工程中很多塌方具有突然性，并不是通过连续变形而逐渐破坏的。
3.5 监测结果分析
3.5.1 四个监控断面拱顶下沉速率连续三次大于5mm/d，表明K68+630～K68+670段围岩及初支处于异常变形阶段，特对此情况进行预警。
3.5.2 结论
狗街隧道左幅进口的监测数据显示，K68+635、K68+645、K68+655、K68+665四个监控断面拱顶下沉速率连续三次大于5mm/d，表明K68+630～K68+670段围岩及初支处于异常变形阶段，特对此情况进行预警。
4 结语
在隧道塌方风险较大地段，对监控量测数据进行分析，在围岩变形加速阶段，及时提出变形预警，能够有效地控制围岩变形趋势，确保隧道安全稳定状态可控。
参考文献
[1] 刘学增，俞文生.隧道稳定性评价与塌方预警[M].上海：同济大学出版社，2010.
[2]高文工，王洪兴.基于监控量测的山岭隧道塌方大变形预警研究.公路.2015，2.
[3]国家高速公路网昆明绕城高速公路东南段隧道两阶段施工图设计》文件.
[4]昆明绕城高速公路东南段隧道量测报告.