砂质黏土隧道施工监控量测分析

李博达

（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

1 工程案例概况

某隧道属分离式隧道，隧道起止桩号为左幅全长320 m、右幅全长350 m。隧道左幅最大埋置深度约为58.6 m，隧道右幅最大埋置深度约为60.2 m，隧道左、右幅测中线之间的间距为40 m。洞口段围岩以砂质黏土为主，基岩以砂岩、泥岩、粉砂岩为主。基岩风化程度不均，差异风化明显，各岩层力学性质差异较大，隧道区各岩（土）层间变化较为复杂，层次厚度及水平延伸不稳定，从而造成各土层的均匀性差，综合判定为不良地质。

2 隧道施工难点

隧道穿越洞口段堆积层、风化泥质砂岩、泥岩地层，围岩级别较低，不良地质情况主要有涌水、完整性较差。隧道洞口段存在浅埋段与偏压，洞顶覆盖层主要为碎石土，围岩条件差，开挖易坍塌。隧道围岩级别为V 级、IV 级，地质条件复杂多变，超前地质预报、隧道防坍塌、防大变形是施工中的重点和难点。本隧道施工测量控制是本工程的重点。隧道施工时的弃渣、污水及建筑垃圾应远运排放，施工时做好组织管理，确保施工环保、水保要求达到业主和地方政府的标准。

3 砂质黏土隧道施工监控量测的内容及方法

3.1 明确监控量测内容

结合该隧道施工情况，为保证砂质黏土隧道施工可以顺利完成，首先应明确监控量测内容。在砂质黏土隧道施工中，隧道内部边墙是否出现沉降、边墙水平收敛效果如何以及地表是否发生沉降等情况，都关系到施工建设的顺利推进，在实际监控量测的过程中应将以上内容作为量测重点。

3.2 选择合适的监控量测方法

砂质黏土隧道施工中需要关注的监控量测内容有很多，在实际实施过程中应根据内容的不同选择不同的量测方法。

首先，在监控量测边墙有无沉降与水平收敛情况的过程中，应采用每隔10 m 设置一个洞内检测断面的方式进行，同时为各个检测断面设置好编号，以便在监控中记录发生的现象。在实际监控量测的过程中，还需要选择好量测工具，量测边墙是否出现沉降时可以用水准仪、测微仪以及钢尺等，并借助闭合导线完成多次观测。随着这些工具的应用，可以有效提升监控量测精准性，如测微仪的应用，可以将测量精度精确到0.1 mm，一般可以将测量误差控制在0.5 mm 以下。而在边墙收敛检测中则可以用收敛仪，随着这些收敛仪的应用至少可以将量测精准度提升到0.1 mm 左右。为保证观测效率，在实际利用监控量测工具的过程中还要控制还观测频率，观测频率多与位移速度有关，在位移速度≥1.0 mm/d 时，观测频应保持在1 次/d；如果位移速度为0.1～0.5 mm/d，那么观测频率应控制在1 次/7 d 左右。采用这样的控制方式与观测频率，可以有效提升量测效果。在监控量测的过程中为保证检测效果，还需要加大对沉降速度与收敛速度的关注，如果在观测中发现边墙沉降速度在0.1 mm/d 以下、收敛速度在0.15 mm/d 以下时，意味着围岩多处于稳定状态，此时便可终止观测。

其次，在地表下沉量测中，可以根据实际情况布置好监测断面，通常情况下至少要布置5 个。然后在设置中心点的过程中最好将其设置在隧道中心线上。为进一步做好工作推进，还需要加大对监测断面高程变化的重视，这样可以及时获得各个监测点是否出现了沉降的情况，也可以在第一时间掌握沉降值。在获取量测精度的过程中应将测量精度精确到0.1 mm 左右，且将观测误差控制在0.5 mm 左右。在对地表下沉进行量测的过程中所选用的工具可以与边墙沉降监控量测中的所使用的工具相同，在观测频率的控制上也与边墙沉降监控量测相一致，唯一不同的是，在发现沉降速度低于0.1 mm/d 时可终止观测，这样也可以保证量测效果良好。

4 砂质黏土隧道施工监控量测结果分析

4.1 边墙沉降与水平收敛监控量测结果分析

通过以上监控量测可以发现，由于在监控量测中各个监测点无论是在地质上还是在所选用的施工方法上都十分相似，也就决定了其变化规律基本相同。同时在研究中还发现，各个监测点之间很少会发生变形的情况，随着时间的延长，各个观测点间也基本会呈现稳定状态，尤其是在开挖后的10～12 d 这种情况日益明显。与此同时也可以发现，各个断面的收敛值始终处于较小状态，隧道横向变化相对较小，围岩对边墙的影响也不大，各个边墙的沉降基本处于相同状态。随着相关工作人员加大了对砂质黏土隧道特殊性质的关注，选用合适的施工工艺与方法，并借助相关仪器设备进行调整，使得隧道最初阶段的支护刚度都得到有效提升，变形幅度与范围也不大，再加上受初支结构等因素的影响，使得锚杆形成一体化，这在一定程度上也增强了受力的整体性。

4.2 地面下沉监控量测结果分析

通过对地面下沉监控量测的研究可以发现，如果地表在隧道施工中出现变形，那么隧道走向便会发生变化，然而在分析监控量测结果的过程中可以发现，隧道上方地面并没有发生沉降，而在隧道正上方的观测点中却发现了沉降变形痕迹。如某工程中便应用了以上方法，每个观察点都发生了一定的沉降，但范围并不大，基本处于11.5 mm 左右。由此可见，该隧道整体状态相对较好。同时，随着时间的延长，沉降幅度相对于以往有所减少。另外在研究中发现，在开挖面不断向前推进的过程中，沉降速度在一定程度上会减小，在开挖面距地表测点14 m 左右时可获得最大沉降量，同时呈现基本稳定状态，不会继续沉降。一般在围岩含水量逐渐减小的情况下，承载能力会有所提升，各个隧道之间的距离也会因此增大，这样地表沉降量在一定程度上会下降。

5 隧道施工监控质量提升对应措施

隧道施工监控质量提升应该做好以下措施。

（1）应严格按照审批后的施工方案进行施工，监控部对围护桩及止水桩施工过程进行监控，确保桩长穿过砂层及淤泥（淤泥质土）层进入不透水层不少于1.5 m。遇违规施工立即进行制止，要求施工方整改，并以联系单的形式上报地保办与业主。

（2）基坑开挖前，应采取有效检测措施检查围护结构混凝土强度符合设计要求，且达到止水效果，方可进行基坑开挖，并且密切关注监测数据变化情况，确保基坑开挖施工安全。

（3）鉴于隧道受水位下降影响较大，督促施工单位应采取有效措施，严格控制控制地下水位变化，不得大量抽排地下水，必要时补充地下水回灌预案。做好隧道的防水措施，确保变形缝、后浇带的止水效果，确保隧道结构周围地层结构稳定。

（4）在基坑土方开挖过程中严格按已审批通过的施工方案进行施工，必须要遵循“先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。在开挖过程中，严格控制开挖深度，开挖面（底部）标高不得突破原有围护桩顶标高，并保证开挖过程中隧道上部不少于4 m 覆土厚度的双层控制标准。密切关注围护结构渗漏水情况，若出现异常，应及时采取有效的处理措施。

（5）合理安排施工进度，在保证施工质量和施工安全的前提下，快速施作现浇槽盒结构并回填土方，以降低土方开挖诱发对隧道结构的影响。

（6）督促施工单位制定隧道开挖施工的应急预案，施工前准备应急物资，一旦发生险情，立即启动应急预案抢险措施。监控部协助业主、监理等各方对施工单位应急物资进行检查。

6 总结

研究发现，地表沉降对围岩稳定性判别的影响较大。为进一步了解这一特征，有必要联系实际情况布置好隧道走向，然后确定好观测点，通过研究发现，在砂质黏土隧道施工中最容易出现沉降的位置为隧道正上方，随着高度的降低，沉降发生几率也会降低。所以，在砂质黏土隧道施工建设中应加大对隧道正上方和两侧墙体的重视，以保证砂质黏土隧道施工建设顺利完成。