科技信息○建筑与工程○ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第１７期
隧道水平收敛的量测
侯文明金鹏涛
（洛阳市中交集团二公局四公司河南
洛阳
４７１０１３）
摘要：隧道工程中经常会遇到一些不良地质情况，所以施工测量与监控在隧道施工中起着举足轻重轻重的作用，特别在复杂的地形下量测的监控要求必须建立准确的预测模型和分析方法。根据围岩条件、支护类型和参数、施工方法及量测目的编制量测计划，获得数据后及时进行分析处理，得出的结果及时反馈，实现动态设计、动态施工管理来指导施工。
关键词：隧道；监控；收敛；回归分析
０．引言
随着我国科学技术的进步和经济建设的快速发展，隧道工程建设日益增多，而在隧道施工中大多采用新奥法。新奥法又必须借助监测系统所搜集的资料进行研究判断或回馈分析，了解隧道目前的稳定状况，为后继施工提供参考，所以施工测量与监控在隧道施工中起着举足轻重轻重的作用，特别在复杂的地形下量测的监控要求必须建立准确的预测模型和分析方法。下面就是本论文对乌鞘岭隧道实施监控分析过程。
由于变形还在继续发展，量测数据有
限，只对最大收敛位移进行初步的回归分析。回归分析结果见表２。
表２回归分析得到工区部分断面最大收敛值
水平收敛量测点
里程位置水平收敛（ｍｍ）
４．１收敛位移的回归分析
ＹＤＫ１７０＋６１０
拱角下０．５ｍ
轨面上２．５ｍ
ＹＤＫ１７０＋７１５
拱角下０．５ｍ
轨面上２．５ｍ
１３２．９２１５２．２３１３３．６２１８８．９
１．工程概况：
乌鞘岭隧道设计为两座平行的单线隧道，两线间距４０ｍ，隧道长２００５０ｍ，基本为直线隧道；隧道纵坡主要为１１‰的下坡，隧道进口高程２６６３ｍ；出口高程２４４７ｍ，隧道洞身最大埋深１１００ｍ左右。隧道穿越了四条大的区域性断层，即Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７断层，均处在越岭地段，越岭地段总长７５３５ｍ，隧道埋深４００－１０５０ｍ，四条区域性断层中Ｆ４断层带宽４５０ｍ，Ｆ５断层带累计宽度１８０ｍ，Ｆ６断层带宽１５０ｍ，Ｆ７断层宽
三叠系砂岩８５０ｍ，断层带累计宽度１５６５ｍ，越岭段穿越奥陶系安山岩、
夹页岩、加里东期闪长岩，志留系板岩夹千枚岩。
采用ＡＮＳＹＳ有限元软件建模分析。通过采用释
放荷载法分别求出各单位地应力分量产生的位移，再根据现场实测的收敛值，即可解得围岩的初始地应力。计算结果表３。
表３位移反分析得到工区部分断面初始应力
水平收敛量测点
里程
水平方向应力（ＭＰ）竖直方向应力（ＭＰ）
侧压力系数
４．２地应力计算
ＹＤＫ１７０＋６１０
１５．３１１．４１．３４
ＹＤＫ１７０＋７１５
１１．９１０．３１．１５
２．主要监控量测内容及量测方法：
２．１量测的内容针对隧道施工的实际情况，确定的量测项目见
下表，量测项目以变形量测为主，辅以支护状态观测。
表１量测项目汇总表
序号
量测项目
量测仪器
量测频率
量测目的
１水平收敛
水平收敛仪
ＪＳＳ３０Ａ
１次／２天；
了解施工过程中
１次／３天；
围岩变形情况保
１次／４～５天或根据
情况而定。
证施工安全
２支护状态观测
每次开挖后对开挖面进行观测，如发现结构开裂、突
出等异常现象立即上报并提出应对措施。
正洞
开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。量测仪器采用ＪＳＳ３０Ａ型水平收敛仪。收敛预
图１正洞变形监测示意图埋件直接安装在围岩壁上，尽
量使两预埋件轴线在基线方向上，使销孔轴线处于垂直位置，上好保护帽，待砂浆凝固后立即进行量测。
２．２量测实施方法
图３有限元模型
根据岩体力学原理，计算得围岩特征曲线。根据喷
混凝土、锚杆、钢支撑、二次模注混凝土的物理力学参数，计算得支护特征曲线。见图４
。
４．３特征曲线
３．量测资料的分析（隧道变形管理器）
在取得量测数据后，及时进行整理，绘制累积变形量的时态变化曲线图，即时态散点图，如图２所示。在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值。
图２时态散点示意图
图４
（
下转第６０６页）
４．应力反演分析
科技信息○建筑与工程○●ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００７年第１７期
浅谈沥青路面裂缝的成因与防治
徐慧萍１牛振山２刘朝伟３
●
（１．新密市交通局河南郑州４５２３７０；２．新密市公路管理局河南郑州
３．河南天基公路工程有限公司河南郑州４５２３７０）
摘要：通过对沥青路面裂缝成因的分析，提出防治措施，从而减少或延缓道路裂缝的出现，提高道路的使用性能。关键词：沥青路面裂缝；成因；防治
４５２３７０；
底基层的回弹模量。“强基、薄面、稳土基”，即增加半刚性底基层的厚度和回弹模量，减少基层底面由于荷载产生的拉应力，在适当减薄面层厚度的情况下对承受行车荷载的反复作用仍然十分有利。
温度敏感性低的沥青，２．控制好沥青的三大指标，选择性能优良、
再加上合理的级配和先进的施工工艺可提高路面的低温抗裂性能。在一、道路裂缝形成的原因
沥青路面建成以后，不论基层是柔性的还是半刚性的，都会产生沥青中掺加橡胶类高分子聚合物，对提高沥青路面的低温抗裂性有显
著作用。各种形式的裂缝。造成路面裂缝的原因很多，主要原因如下：
３．采用隔断裂缝中间层，例如用级配碎石做沥青混凝土面层和半１．疲劳开裂：它是指路面在正常使用情况下，由行车荷载的多次
反复作用引起的。沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用，结构层底刚性基层的裂缝隔离层在国外应用比较普遍，这种中间层具有良好的面产生拉应变（或拉应力）值超过疲劳强度时，底面便开裂，并逐渐向技术经济效益。
在半刚性基层干缩裂缝接近完成的时候铺筑沥青面层，可减少由表面发展。经水硬性结合料稳定而形成的整体基层也会产生出疲劳开
于干缩而引起的反射裂缝。这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂，裂，甚至导致面层破坏。
４．健全施工监理，提高施工队伍素质，严格按施工规范进行碾压继而逐渐扩展成网状，开裂的宽度和范围不断扩大。
２．低温收缩开裂：沥青路面在低温时强度虽增大，但其变形能力和处理施工缝。另外在施工过程中应注意排水，严禁因为赶工期排水却因刚性增大而降低。但气温下降特别是急骤降温时，沥青面层受基不彻底就继续填筑而导致局部翻浆，使路基下沉。
５．科学合理地设计混合料，不用悬浮性混合料，采用密实性混合层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，当累计温度应力超过沥
青面层某一薄弱点（或面）的混合料的抗拉强度，路面便发生开裂。这料，严格控制施工质量，重点控制混合料的压实度和碾压时的温度。
对于已出现的路面裂缝，可根据实际情况采取行之有效的修理方种开裂一般为横向间隔性裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。这些裂缝
法：从表层开始向下逐渐延伸，并形成对应裂缝。
干缩引起的纵、横向裂缝，缝宽在６ｍｍ以内１．由于路面基层温缩、３．反射裂缝：由于基层开裂，反射带动面层开裂，或是面层带动基
层开裂。半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力。的，宜将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去尘土后，采用热沥青或乳化在铺筑沥青后半刚性基层继续产生干缩，原有的干缩裂缝继续拉开和沥青灌缝撒料法封堵；缝宽在６ｍｍ以上的，应剔除缝内杂物和松动的扩大，会将面层拉裂。从温度膨胀系数分析，沥青面层大于半刚性基缝隙边缘，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净，采用砂粒式或细粒式热
扫匀；也可采用乳捣实，并用烙铁封口，随即撒砂、层，由于外露受气温和风速影响较大，因而在同一地段同一时间沥青拌沥青混合料填充、
化沥青混合料填封。面层温缩应力大于基层，这也是温缩裂缝的主要原因。
２．对轻微的裂缝，在高温季节可采用喷洒沥青撒料压入法修理，路基稳定性４．路基的破坏所引起的裂缝：由于路基压实不均匀、
潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青封层或差等原因，同时在自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降使路或进行小面积封层；在低温、
基发生滑动，将路面拉裂，出现裂缝，通常为纵向裂缝。另外由于施工采用相应级配的乳化沥青稀浆封层。
路面基层的病害或强度不足引起的裂缝类破损，首先３．因土基、缝压实度不足，也容易产生裂缝，继续发展会成为翻浆。
处理土基或基层，然后修复路面。二、防治措施
４．因路面用沥青性能不好或路龄较长，产生较大面积的裂缝，但由于采用的基层的结构形式和选用的材料以及各种自然因素的
影响，道路裂缝是不可避免的。而这些路表面的裂缝不仅影响路面美强度尚好时，通过技术经济比较，可选用下列修理方法：
①乳化沥青稀浆封层。底观、降低平整度，特别是路面开裂后水分通过裂缝渗透到路的基层、
②加铺沥青混合料上封层，或先铺设土工布后，再在其上加铺沥基层甚至土层，削弱基层和土层的强度，从而加剧路面的损坏。因而在
青混合料上封层。公路建设中必须注意以下几个方面：
③橡胶沥青薄层罩面。科基层、底基层的厚度及基层和１．影响拉应力的主要原因有面层、近年来，我国公路建设蓬勃发展，尤其是高等级公路的建设更是
日新月异。但是道路病害也随之日益增多，道路裂缝病害尤为突出。这些病害如果得不到及时治理，将对社会车辆形成一种潜在的危害，也极大缩短道路的寿命，给国家造成极大的损失。
（上接第５９８页）５．量测结论
（１）主要是根据现场量测的收敛信息，通过位移反分析法，确定围岩的原始地应力，判断支护的稳定状态并及时修正支护参数，为设计和施工提供指导。
动态施（２）通过隧道变形管理器处理数据实现了对隧道动态设计、
工、动态管理，来指导实际施工。
（３）根据收敛量测结果，通过位移反演分析，得到断面水平方向的初始地应力，竖直方向的初始地应力，侧压力系数；由特征曲线法计算得到断面的稳定系数，若二次模注混凝土与初期支护一起共同提供的支护阻力大于保持围岩稳定所需要提供的支护抗力，隧道体系即可以满足稳定要求。
（４）有的断面可能超过了预留变形量，说明围岩应力较大，同时也使围岩初始地应力得到了释放。科
参考文献
［１］张志刚．佴磊．隧道围岩稳定性监测方法与实施．长春科技大学学报（岩土工程专刊）２００１，３１：６３～６６．［２］周余明．李希元．地下隧道问题的敷值计算方法．广东公路交通．１９９８年增刊．［３］ＳｅｏｋｗｏｎＪｅｏｎ，ＪｏｎｇｗｏｏＫｉｍ，ＹｏｕｎｇｈｏＳｅｏｅｔａ１．．Ｅｆｅｃｔｏｆａｆａｕｌｔａｎｄｗｅａｋ
ｐｌａｎｅｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｔｕｎｎｅｌｉｎｒｏｃｋ－ａｓｃａｌｅｄｍｏｄｅｌｔｅｓｔａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００４，４１（３）：４８６．
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［５］杨林德等．岩土工程问题的反演理论与工程实践（Ｍ）．北京：科学出版社．１９９６．
作者简介：侯文明，１９８０．０７，籍贯：山东省莒南县。