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[摘 要]云南某高速公路隧道是在复杂地质条件下修建的，介绍隧道围岩沉降案例，根据沉降监测结果，对引起隧道沉降收敛的原因进行了分析，并针对导致沉降的原因提出了在软弱围岩地段预防下沉的技术措施。对于工程施工中控制隧道沉降具有一定的指导作用。
中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0338-01
引言
监控量测是一种常见的隧道监控方法。沉降是一种常见隧道威胁因素，凡属隧道施工都会出现的情况，软土地层中的隧道，由于施工扰动、大地下沉，隧道渗漏水等多种因素的影响，会导致隧道地基沉降，不同原因引起的隧道地基沉降规律不同。
1 工程概况
澄江隧道设计为双洞三车道分离式隧道，隧道左幅起止点桩号K92+310～K94+030，分界段全长1720m，隧道最大埋深约155m；隧道右幅起止点桩号K92+185～K92+030，分界段全长1845m，隧道最大埋深约150m。
2 隧道围岩地质条件
围岩为中细粒泥质砂岩和泥质粉细砂岩互层，中～薄层夹薄层泥岩，岩层产状330°∠24°，浅黄白色局部紫色，呈全～强风化状，属软岩，节理裂隙发育，岩体破碎呈碎石土状和粉砂土状，松散。遇水浸泡软化、泥化，物理性质差，力学强度低，无地下水分布。围岩易坍塌、冒顶、掉块，稳定性很差
3 测点布置及量测方法
3.1 洞内、外观察
（1）地质及支护状况观察
隧道掌子面每次爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘和地质锤检查，描述和记录围岩地质情况：岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。判断围岩级别是否与设计相符，必要时应拍照，测量地下水流量；观察支护效果。
3.2 隧道净空收敛、拱顶下沉量测、地表下沉
（1）拱顶下沉量测
拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2～3m共设3个带挂钩的锚桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。一般采用精密的水准仪、钢圈尺量测拱顶下沉。
（2）围岩周边位移量测
在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边的拱腰（或导洞拱腰）和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。测桩单洞每断面2组共4根（采用三导洞施工时为6根）。一般采用钢尺式水平收敛仪量测周边收敛变形。在选测项目量测断面位置应有测点布置。
（3）地表下沉量测
地表沉降观测设于隧道洞口浅埋地段，沿隧道轴线方向设1～2个量测断面，断面间距10m～15m。在选定的量测断面区域，首先应设一个通视条件较好、测量方便、牢固的基准点。地面测点布置在隧道轴线及其两侧，每个断面7～10个测点。测点应埋水泥桩，测量放线定位，用精密水准仪量测。
4 沉降监测结果分析
2014.11.4报告显示地表沉降呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测，拱顶下沉趋于不稳定，数据有波动，需继续监测。各监测断面的变形值在不断增加，曲线呈上升趋势，趋于不稳定，量测数据出现异常情况，期间地表开裂、仰坡喷射砼破裂，寻找原因为喷射砼厚度不够。2014.11.18报告显示下沉量持续增大，曲线，呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测。下沉量持续增大，呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测各监测断面的变形值在持续增大，曲线呈上升趋势，趋于不稳定，量测数据累计变形量较大。2015.3.14又发现累计下沉量及下沉速度较大需采取措施及加强监测，拱顶下沉累计变形值已达298.8mm，已超出设计预留变形量150mm，時态曲线呈上升趋势，趋于不稳定变化，建议采取临时处理措施，后停止掌子面施工，及时施做洞顶覆盖层的反压回填，消除因侧压所导致隧道开挖时的拱顶下沉。2015.4.16同样显示沉降速度无减小趋势，累计沉降值较大，曲线呈不稳定趋势。拱顶下沉累计值已达445.8mm，已超出设计预留变形量295.8mm。调整施工工艺工法，对未开挖段做10～50m的工法对比；如此看来隧道沉降还是个棘手的问题
5 隧道沉降研究
施工期间隧道纵向沉降的原因主要是开挖对周围土层的扰动所引起，其中包括：开挖对土体的扰动；开挖后压浆不及时、不充分；开挖过程中造成超挖。
对发生纵向不均匀沉降的地段实施以保持隧道线型为主的双液微扰动注浆是一种有效的控制手段。治理方法：沿隧道纵向治理段以合理间距布设注浆孔，根据控制标准和线型调整目标，对每个注浆孔通过分阶段、少量多次地由隧道底部向下分层叠加注浆。每次注浆量要定量地控制，并采取减少注浆对地层扰动的措施，以使每次注浆引起的隧道上抬量始终大于或等于在两次注浆时间间隔内隧道自然沉降加上注浆扰动和超孔隙水压力部分消散而产生的固结沉降量之和，直至达到线型调整目标。
通过对工程实践的总结，有工程技术人员总结出来适应于埋深浅、围岩软弱、容易出现较大沉降的浅埋暗挖施工方法。浅埋暗挖法的精髓之一在于对隧道沉降的控制。但是，如若控制不当就会导致隧道及地表沉降过大，甚至会有塌方的风险。以澄江隧道为例，其中的一段初期支护，施工中拱顶最大累计沉降445.8mm，初期支护混凝土剥落，混凝土纵向裂缝宽，出现了塌方的前兆。所以，控制隧道的沉降无论是对于防止塌方还是减小对环境影响都有着至关重要的作用。
引起隧道沉降的原因很多，最常见的有以下几方面的原因：
5.1 分部开挖各部之间距离太长
隧道施工中在一倍洞径区段内周围的围岩起到横向和纵向承载拱的作用，这对开挖是有利的，但台阶长度超过一倍洞径就失去了纵向承载拱的作用，仅剩下横向承载拱的单向支承结构，对围岩的松动提供了充分的条件。
5.2 初期支护封闭成环时间长，这是初期支护结构早期下沉和水平收敛偏大的关键原因。
5.3管超前严注浆不到位
5.4初期支护背后注浆不及时
5.5洞内积水抽排不力
5.6锁脚锚杆施工不认真
5.7初期支护结构没有落在坚实的基础上
5.8初期支护结构连接点工艺和质量及连接形式有问题
6、预防和控制隧道沉降可采用的措施有：
6.1 技术措施
（1）超前治水，减小水对围岩的侵蚀作用。
（2）施工必须遵循浅埋暗挖法“管超前、严注浆、短进尺、强支护，勤量测、早封闭”的十八字施工原则。
（3）按照围岩实际情况动态调整施工方法非常关键。
（4）格栅或钢架的施做、锁定要重视，要加设锁脚锚杆（或钢管），榀与榀之间纵向连接要牢靠，要及时喷砼覆盖。
（5）加强超前支护、超前预注浆和初支背后回填注浆。
（6）全过程监控。
（7）增大钢支架刚度。
（8）缩小施工进尺。
（9）缩短开挖各部之间的距离。
（10）初期支护结构及早封闭成环。
（11）采用长管棚超前支护。
7 结语
工程实践虽然千差万别，有各种意想不到的情况，但只要我们对每一项工作认真重视，按措施认真组织施工，还是有办法可解决的。
参考文献
[1]公路隧道施工技术规范. JTG F60-2009.
[2]公路隧道设计规范.JTG D70-2004.
[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.
[5]晏群，陈淑芬，梁宇.云南某高速公路隧道围岩变形监测及防治措施.交通环保.
[6]菅磊，软弱围岩隧道沉降和收敛的原因分析与控制措施.铁道勘测与设计.2012（5）
中图分类号：U456.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0338-01
引言
监控量测是一种常见的隧道监控方法。沉降是一种常见隧道威胁因素，凡属隧道施工都会出现的情况，软土地层中的隧道，由于施工扰动、大地下沉，隧道渗漏水等多种因素的影响，会导致隧道地基沉降，不同原因引起的隧道地基沉降规律不同。
1 工程概况
澄江隧道设计为双洞三车道分离式隧道，隧道左幅起止点桩号K92+310～K94+030，分界段全长1720m，隧道最大埋深约155m；隧道右幅起止点桩号K92+185～K92+030，分界段全长1845m，隧道最大埋深约150m。
2 隧道围岩地质条件
围岩为中细粒泥质砂岩和泥质粉细砂岩互层，中～薄层夹薄层泥岩，岩层产状330°∠24°，浅黄白色局部紫色，呈全～强风化状，属软岩，节理裂隙发育，岩体破碎呈碎石土状和粉砂土状，松散。遇水浸泡软化、泥化，物理性质差，力学强度低，无地下水分布。围岩易坍塌、冒顶、掉块，稳定性很差
3 测点布置及量测方法
3.1 洞内、外观察
（1）地质及支护状况观察
隧道掌子面每次爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘和地质锤检查，描述和记录围岩地质情况：岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。判断围岩级别是否与设计相符，必要时应拍照，测量地下水流量；观察支护效果。
3.2 隧道净空收敛、拱顶下沉量测、地表下沉
（1）拱顶下沉量测
拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2～3m共设3个带挂钩的锚桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。一般采用精密的水准仪、钢圈尺量测拱顶下沉。
（2）围岩周边位移量测
在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边的拱腰（或导洞拱腰）和边墙部位分别埋设测桩。测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。测桩单洞每断面2组共4根（采用三导洞施工时为6根）。一般采用钢尺式水平收敛仪量测周边收敛变形。在选测项目量测断面位置应有测点布置。
（3）地表下沉量测
地表沉降观测设于隧道洞口浅埋地段，沿隧道轴线方向设1～2个量测断面，断面间距10m～15m。在选定的量测断面区域，首先应设一个通视条件较好、测量方便、牢固的基准点。地面测点布置在隧道轴线及其两侧，每个断面7～10个测点。测点应埋水泥桩，测量放线定位，用精密水准仪量测。
4 沉降监测结果分析
2014.11.4报告显示地表沉降呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测，拱顶下沉趋于不稳定，数据有波动，需继续监测。各监测断面的变形值在不断增加，曲线呈上升趋势，趋于不稳定，量测数据出现异常情况，期间地表开裂、仰坡喷射砼破裂，寻找原因为喷射砼厚度不够。2014.11.18报告显示下沉量持续增大，曲线，呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测。下沉量持续增大，呈上升趋势，趋于不稳定，需加强监测各监测断面的变形值在持续增大，曲线呈上升趋势，趋于不稳定，量测数据累计变形量较大。2015.3.14又发现累计下沉量及下沉速度较大需采取措施及加强监测，拱顶下沉累计变形值已达298.8mm，已超出设计预留变形量150mm，時态曲线呈上升趋势，趋于不稳定变化，建议采取临时处理措施，后停止掌子面施工，及时施做洞顶覆盖层的反压回填，消除因侧压所导致隧道开挖时的拱顶下沉。2015.4.16同样显示沉降速度无减小趋势，累计沉降值较大，曲线呈不稳定趋势。拱顶下沉累计值已达445.8mm，已超出设计预留变形量295.8mm。调整施工工艺工法，对未开挖段做10～50m的工法对比；如此看来隧道沉降还是个棘手的问题
5 隧道沉降研究
施工期间隧道纵向沉降的原因主要是开挖对周围土层的扰动所引起，其中包括：开挖对土体的扰动；开挖后压浆不及时、不充分；开挖过程中造成超挖。
对发生纵向不均匀沉降的地段实施以保持隧道线型为主的双液微扰动注浆是一种有效的控制手段。治理方法：沿隧道纵向治理段以合理间距布设注浆孔，根据控制标准和线型调整目标，对每个注浆孔通过分阶段、少量多次地由隧道底部向下分层叠加注浆。每次注浆量要定量地控制，并采取减少注浆对地层扰动的措施，以使每次注浆引起的隧道上抬量始终大于或等于在两次注浆时间间隔内隧道自然沉降加上注浆扰动和超孔隙水压力部分消散而产生的固结沉降量之和，直至达到线型调整目标。
通过对工程实践的总结，有工程技术人员总结出来适应于埋深浅、围岩软弱、容易出现较大沉降的浅埋暗挖施工方法。浅埋暗挖法的精髓之一在于对隧道沉降的控制。但是，如若控制不当就会导致隧道及地表沉降过大，甚至会有塌方的风险。以澄江隧道为例，其中的一段初期支护，施工中拱顶最大累计沉降445.8mm，初期支护混凝土剥落，混凝土纵向裂缝宽，出现了塌方的前兆。所以，控制隧道的沉降无论是对于防止塌方还是减小对环境影响都有着至关重要的作用。
引起隧道沉降的原因很多，最常见的有以下几方面的原因：
5.1 分部开挖各部之间距离太长
隧道施工中在一倍洞径区段内周围的围岩起到横向和纵向承载拱的作用，这对开挖是有利的，但台阶长度超过一倍洞径就失去了纵向承载拱的作用，仅剩下横向承载拱的单向支承结构，对围岩的松动提供了充分的条件。
5.2 初期支护封闭成环时间长，这是初期支护结构早期下沉和水平收敛偏大的关键原因。
5.3管超前严注浆不到位
5.4初期支护背后注浆不及时
5.5洞内积水抽排不力
5.6锁脚锚杆施工不认真
5.7初期支护结构没有落在坚实的基础上
5.8初期支护结构连接点工艺和质量及连接形式有问题
6、预防和控制隧道沉降可采用的措施有：
6.1 技术措施
（1）超前治水，减小水对围岩的侵蚀作用。
（2）施工必须遵循浅埋暗挖法“管超前、严注浆、短进尺、强支护，勤量测、早封闭”的十八字施工原则。
（3）按照围岩实际情况动态调整施工方法非常关键。
（4）格栅或钢架的施做、锁定要重视，要加设锁脚锚杆（或钢管），榀与榀之间纵向连接要牢靠，要及时喷砼覆盖。
（5）加强超前支护、超前预注浆和初支背后回填注浆。
（6）全过程监控。
（7）增大钢支架刚度。
（8）缩小施工进尺。
（9）缩短开挖各部之间的距离。
（10）初期支护结构及早封闭成环。
（11）采用长管棚超前支护。
7 结语
工程实践虽然千差万别，有各种意想不到的情况，但只要我们对每一项工作认真重视，按措施认真组织施工，还是有办法可解决的。
参考文献
[1]公路隧道施工技术规范. JTG F60-2009.
[2]公路隧道设计规范.JTG D70-2004.
[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.
[5]晏群，陈淑芬，梁宇.云南某高速公路隧道围岩变形监测及防治措施.交通环保.
[6]菅磊，软弱围岩隧道沉降和收敛的原因分析与控制措施.铁道勘测与设计.2012（5）