收敛量测对隧道施工的指导意义

　　摘　要　在大桥水库引水隧洞(DQ/CⅢ-2标段)施工中的收敛量测基础上，结合地质及施工情况，论述了收敛量测对隧道施工的指导意义，探讨了收敛量测断面及测点布置、变形分析及反馈施工的重要意义。
　　关键词　收敛量测　隧道施工　变形分析

　　大桥水库工程位于凉山州冕宁县境内，其引水隧洞全长6 535m，内径5.1m，全圆钢筋混凝土衬砌，坡降1/226。DQ/CⅢ-2标段(引2+600～引6+400)由隧道局三处十二公司承建，分2号、3号支洞两工区。该标段地层主要为弱风化至强风化斜长花岗岩、混杂岩、昔格达未成岩、砂质土和微膨胀土。成岩段节理发育，多呈碎裂结构，节理多有泥质充填物，不利于洞室拱顶的稳定；未成岩段及砂、土地层，自身稳定能力极低，且又受地下水活动及粘性土流变性的影响，开挖和初期支护难度较大。
　　该标段受地质构造影响，断层活动强烈，地下水丰富。自开工以来，多次发生突发性涌水冒砂和大的塌方事故，故采用收敛量测指导施工，取得了较好效果。在地质条件最复杂的3号洞上下游工作面，通过量测数据指导施工，多次预报险情，并采取加强措施，避免了塌方发生。特别是1996-10-31，桩号为5+535～+565段共30m发生的特大变形，日变形高达246mm，由于发现及时、措施得力，防止了特大塌方事故的发生。

1　收敛量测在新奥法施工中的重要地位及意义

1.1　新奥法施工与收敛量测的关系
　　新奥法施工隧道是以充分维护和利用围岩自承能力为基本出发点，尽量采用以锚喷为主的柔性支护体系，使围岩与支护形成共同承载的结构体系，通过监控量测来指导施工。量测是检验围岩是否稳定和支护是否合理的重要手段之一。收敛(包括拱顶下沉)量测是洞室开挖后围岩和支护各项动态变化的综合因素最为直观的反映，是监控量测的主要内容，被列为必测项目。
1.2　收敛量测直接为施工安全服务
　　收敛量测作为评价围岩稳定性和支护安全性的重要手段，必须制定明确而合理的控制基准。一般以制定最大累计变形值或最大变形速率来判断洞室稳定性，其值大小可通过经验获得，亦可通过试验或模拟计算获得。目前国内由于受各种条件限制，大多通过经验获得基准值。基准值的确定是量测评价施工安全的关键所在。变形值大小与测点间的相对距离、洞室跨度、地质条件和施工方法有关，因此，在实际操作中，常以变形速率的递减或递增情况来判断洞室是否趋于稳定。
1.3　收敛量测为施工质量提供保证
　　对量测资料进行回归分析获得实测最大变形值和变形曲线的极限值，进而得到开挖断面合理的预留变形值，可确保二次衬砌的厚度。如3号洞上游膨胀土段地层的施工，其最大变形值多在200mm以上，局部断面变形高达300mm以上，而原设计的预留变形量仅有150mm，为确保二次衬砌厚度，开挖时将开挖断面适当放大；另一方面，为保证衬砌质量，一般要求二次衬砌在洞室基本稳定后施工，这就必须通过量测数据和变形曲线分析判断洞室稳定状态。
1.4　收敛量测反馈到施工设计中使设计更为合理
　　施工前预设计是通过地质调查获得的资料进行的，而有限的钻孔资料和地貌特征不能完全而准确地反映地质和涌水状况，同时由于地质情况的千变万化使得同一地段的物理力学性质、水文地质状况对软弱面的分布、走向和填充等有所不同。因此，根据开挖揭示的实际工程地质状况对量测数据作正确的分析，并反馈到施工和设计中，及时调整施工方案，修正设计参数，对于提高设计的合理性、确保经济性都有重要的意义。

2　收敛量测指导施工的实施

2.1　量测断面及测点布置
　　针对大桥DQ/CⅢ标段地质特点，在昔格达未成岩段及土、砂质测段计划每隔5～10m设一量测断面，在其它洞段每隔10～25m设一量测断面。每断面设1个拱顶下沉测点、1～2条水平测线。拱顶下沉测点一般设在拱顶处，也可作为倾斜测线预埋件；水平测线一般设在开挖轮廓的最大跨度处，对分步台阶开挖可在上下断面各设1条水平测线。
2.2　几种不同地质条件的量测结果
　　DQ/CⅢ标段几种不同地质条件的量测结果见附表。
2.3　数据处理及信息反馈
　　利用微机，开发了现场实用性很强的收敛量测数据处理及信息反馈系统，及时采集和处理量测数据，并及时反馈到施工和设计中，框图见附图。

附表　几种不同地质条件的量测结果