摘 要：辽西隧道洞身穿过断层破碎带施工过程中拱顶出现下沉现象，通过监控量测数据分析，改善施工工艺，有效抑制了拱顶下沉速率，从而指导隧道施工的掘进速度和支护时机，确保了隧道施工的安全性。
关键词：隧道；监控量测；数据分析；判别
Data Acquisition and Analysis of High-speed Railway Tunnel Monitoring Measurement
Shi Jianzhou
（Beijing railway construction supervision co， Ltd）
Abstract： Construction of LiaoXi tunnel pass through fault fracture zone the arch to appear subsidence phenomenon，through the monitoring data analysis， improve the construction process， effectively inhibit the vault subsidence rate， so as to guide the tunnel construction speed of driving and supporting time to ensure the safety of tunnel construction.
Keywords： tunnel monitoring measurement data analysis distinction
1 引言
在隧道施工中，监控量测是检验设计参数、地面稳定性，评价施工方法的主要依据，尤其是客运专线铁路隧道工程，除了在施工前的预设计阶段必须进行地质勘查和试验外，还应在施工全过程中进行监控量测，即用人工观察和各种仪器测试围岩、地面的变化，支护的外观与力学变化，并将实测资料和数据分析处理后，及时反馈到设计和施工中去，以评定围岩的稳定程度和支护结构的可靠度，以便调整施工方法和支护参数，确保施工的绝对安全和工程经济合理。
2 工程概述
3 问题提出
4 监控量测的内容
5 监控量测方法
5.1 拱顶下沉和地表沉降的判别准则
隧道洞壁的最大位移值与地层的地质条件、隧道埋深、隧道跨度、开挖方法、支护类型和支护参数等因素有关，其中尤其与地层的地质条件有密切的关系。在规定容许位移值时，必须考虑到这些因素的影响，一般情况下，要遵循以下原则：
地层的地质条件越差，则最大容许位移值越大。隧道跨度越大，则最大容许位移值越大。初期支护拱顶最大容许下沉值可参考表1。
5.2结构断面及预埋件布置
6 数据采集与分析
6.1拱顶下沉变形
6.2水平收敛变形
7 变形原因分析
根据监控量测分析结果，从地质因素、施工因素、管理因素进行逐一分析。
7.1 地质因素
该段地质为弱风化花岗岩，岩体破碎，节理裂隙发育，地下水发育；此段从F23断层中穿过，围岩稳定性较差，为Ⅴ级围岩，围岩开挖后无支护可产生较大坍塌；同时，施工月份正好赶上福建地区雨水较多，存在大量雨水渗入该地层，导致土层中含水量增大，进一步破坏了其自稳。 7.2 施工因素
7.2.1洞身开挖
该段围岩洞身开挖施工方案为φ42超前小导管注浆配合台阶法+临时仰拱施工，是铁路隧道Ⅴ级围岩的一种施工方法。开挖采用人工配合挖掘机开挖，施工步序如图4所示。
（1）由于各个台阶空间均不大，不便于机械的充分利用。
（2）挖掘机在施工过程中对已施工初期支护进行碰撞，且在靠近初期支护位置均由人工进行开挖，拖延了开挖断面的初期支护时间；
（3）进行②、③部全部开挖后在中台阶拱脚位置设置临时仰拱，中台阶临时仰拱施工完毕后，进行下台阶④、⑤部开挖和初期支护施工时将中台阶临时仰拱拆除，下台阶开挖后并在下台阶位置设置临时仰拱，下台阶临时仰拱施工完毕后未及时进行该断面仰拱施工。②③④⑤部开挖后的观测中发现该段地表最大沉降值为41mm，由此可见：开挖施工对掌子面上方对隧道的稳定性具有很大影响。
7.2.2 初期支护
（1）钢架支撑
钢拱架在加工过程中，因工人熟练程度不够，加工偏差过大，导致钢架支撑施工时连接不够紧密。在钢架施工过程中，分节段钢架连接螺栓少装或者未拧紧的现象时有发生，同时钢架底脚位置基岩仍为松散土和虚渣，在拱脚位置采用槽钢进行铺垫后下沉仍然较大。
（2）锚杆支护
设计所用系统锚杆为φ25中空注浆锚杆，在施工过程中，因为上台阶高度较小，锚杆角度大多数能沿开挖面径向垂直布置。在锚杆注浆过程中，因受注浆设备、人为等因素影响，不能真正使浆液扩散到周围岩体中。该段围岩裂隙较发育，黏土充填物较多，锚杆深入稳定岩体中较困难。故而，锚杆的3种主要作用：加固拱作用、组合梁作用、悬吊作用均不能充分发挥作用，锚杆对围岩支撑作用大打择扣。7解决问题的措施
7.3改善洞顶地质条件
对该段洞顶进行人工夯实，减少雨水的渗入。安排专人每天对洞顶进行行观察，当地面出现裂纹时及时封堵。同时，修筑临时水渠及水管，引导地表水流出。
7.4缩短掘进进尺
7.5 加强钢架支撑的施工质量
控制钢拱架的加工偏差，在施工拼装过程中拧紧分段钢支撑的连接螺栓。将钢架落脚处基岩清理干净并加大底脚位置高差调整槽钢的宽度，进而减少软弱围岩地脚位置基岩单位面积的受力，减缓拱顶下沉。
7.6 加强锚杆的施工质量
先采用2米钻杆进行钻设，钻至2米后再用4米长钻杆钻设，以确保锚杆的钻孔角度。锚杆注浆时，合理调整浆液的水灰比，并在每根锚杆端部套30cm长胶皮套，等注浆完毕后，对胶皮管打折绑扎，以防止杆体内浆液外流。充分利用浆液使围岩中松动区的节理裂隙、破裂面等得以联接，助于裂隙岩体和岩石松动区形成整体加固带。
7.7 调整施工工序、变更支护参数
增加锁脚小导管的数量，在松散岩体中，通过布设小导管增加岩体的自身承载力，同时依靠小导管表面积大的特点，利用小导管与岩体的摩擦力以及小导管注浆后的杆体强度来抵抗因拱顶下沉产生的剪切力。另外，小导管和钢拱架焊接时增加“L”型钢筋的帮焊，提高小导管端部和钢架的焊接连接强度。调整施工工序、缩短支护成环时间：当拱顶下沉较大时停止掘进，及时喷射混凝土封闭掌子面，在中台阶拱脚位置设置临时仰拱，中台阶临时仰拱施工完毕后，下台阶左右侧进行开挖和初期支护，并在下台阶位置设置临时仰拱。下台阶临时仰拱施工完毕后立刻进行该断面仰拱施工，使初期支护封闭成环。最后拆除中下台阶两道临时仰拱，开始掌子面掘进。
7.8 加强施工管理
加大管理力度，实行严格的奖罚制度，要求工人严格按照施工技术交底的有关要求进行施工，减少人为因素对隧道稳定性的影响。同时加强过程监控机制，对关键部位、关键环节实行全程跟踪旁站。
8 结论
加强监控量测信息反馈与预报工作可以及时掌握围岩的动态信息，随时掌握围岩稳定性和施工措施的可靠性进行判断，借以评价和变更初期支护参数。本隧道断层破碎带经过一系列的改进施工工艺后，拱顶下沉得到了有效抑制，中下台阶拱架落脚后的最大沉降速率减少至20mm/d，累计下沉量也明显减小，特别是仰拱闭合后拱顶下沉基本趋于停止。上述改进措施在后续施工中应用效果十分明显，保证了隧道的施工安全，取得了较好的经济效益和宝贵的施工经验。
参考文献
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