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[摘要]：木寨岭隧道施工过程中穿越炭质板岩，根据炭质板岩的特性，发生多次软岩大变形，给木寨岭隧道施工带来极大困难。通过长期监测，了解支护结构受力和变形状况，并对监测结果进行分析和反馈，为施工和运营服务。
[关键词]：木寨岭隧道 软岩大变形 监测分析
中图分类号：TD262.1+4 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）10- 0144–01
0 引言
木寨岭特长隧道为甘肃省漳县与岷县的分界岭，海拔约3126m，隧道穿越木寨岭，线路基本呈北向南走向。该隧道设计为两座单线，全线长19020 m。
该隧道主要位于秦岭高中山区，由西秦岭及岷山高中山区等次一级地貌单元组成，山高谷深，岭谷相间，高差大，出露主要为板岩、炭质板岩等。地质构造复杂，岩体破碎，不良地质发育，
木寨岭隧道在施工期间，大战沟斜井作为木寨岭隧道的辅助施工坑道，变形段尤为突出，初支结构受力复杂，变化频繁，为了及时了解其变化情况及变形规律，以及更准确的对隧道施工的安全性做出评价，进行长期监测是不可缺少的重要措施。下面对木寨岭隧道大战沟斜井为例来进行阐述。
1、 斜井变形特征
大战沟斜井隧道宽6.8m高7.2m，隧道开始出现较大变形里程为斜9+50主要为水平收敛，拱顶下沉较小，其埋深约30米，垂直地应力约0.81MPa，垂直地应力较小，而隧道地处两山系交汇处，多次地质构造产生的初始应力较大，而隧道两侧为高山，地应力难以释放，而且较为集中，最大主压应力方向为近水平应力，垂直应力为次。由于隧道为软岩，所以易产生大变形。该斜井变形有以下特征：
1）、初期变形大，且随着埋深增加初始变形值增大。
隧道前3天变形占累计变形的50%以上，均超出规范允许的极限位移值，埋深较小时第一天变形约5mm左右，随着埋深加大最大第一天变形值达300mm。
2）、水平收敛大拱顶下沉小
从9个月施工量测数据显示水平收敛远远大于拱顶下沉，水平收敛未上措施前最大610mm，拱顶下沉最大72mm。
3）、变形大而不塌，初期支护破坏严重
水平收敛达1600mm而未坍，围岩表现较强的承受挤压变形能力，支护钢架扭曲严重，拱部钢架有对折趋势，支护开裂以上下台阶接缝处及沿钢架环向开裂为主。
4）、仰拱封闭成环后，量测结果显示收敛速率有变小，但不收敛。
5）、变形里程连续
斜9+85至目前开挖掌子面斜3+50出现连续的大变形。
2、 试验支护效果对比
根据专家建议，结合隧道具体特点，和施工中遇到的特殊情况，采用了9个试验支护参数段：
1）斜09+30～斜09+00段直墙断面架设工16型钢钢架，间距1m/榀，边墙打设φ42超前小导管注浆加固，长4m、间距1m×1m。
施工后该段最小变形45mm，斜井9+25最大水平收敛达510mm，初支两侧边墙出现纵、环向裂缝，缝宽2～35mm，裂缝长1～5m不等；纵向裂缝在上下断面接头处，裂缝宽20～50mm。边墙鼓出严重。边墙注浆加固对进度影响较大，且效果不明显，该试验段支护参数不适应井身变形。
专家提出大战沟斜井变形超过200mm时应上措施制止变形，以免出现突然坍塌伤人安全事故；大战沟斜井水平收敛较大，直墙断面应改为曲墙断面。对该段加设工16型钢套拱钢架，喷射混凝土C25砼23cm封闭； 经加设套拱支护后，变形速率明显收敛。
2）斜09+00～斜08+50段断面由直墙改为曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距0.8m/榀。
施工后该段最小变形46mm，最大累计变形258mm，变形不收敛，增加套拱支护后变形收敛。
3）斜08+10～斜07+90段断面曲墙加仰拱，架设工18型钢钢架，间距0.6m/榀。
该段处于f16断层带压碎岩边缘，地质情况较斜08+50～斜08+10段差。施工后该段最小变形188mm，最大累计变形306mm，变形不收敛，增加套拱支护后变形收敛。
4）斜07+25～斜07+10段断面曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距1m/榀，打设15m长φ200mm超前水平大钻孔释放应力。
该段处于f16断层带压碎岩带，施工后该段最小变形116mm，最大累计变形153mm。该段进行应力释放后，变形明显比前一段要小，最终变形控制在200mm内收敛，未上二层支护，证明该试验段有效，如应力释放孔达20m以上可能效果更好；但打设φ200mm超前水平大钻孔释放应力时掌子面要停工，且耗时太长，本次共打40个孔，15m长，钻孔耗时6天4小时，应力释放1天。
5）斜06+90～斜06+75段断面曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距1m/榀，打设超前导洞释放应力。
该段处于f16断层带压碎岩带，施工后该段最小变形102mm，最大累计变形160mm。该段进行应力释放后，变形明显比前一段要小，最终变形控制在200mm内收斂，未上二层支护，证明该试验段有效。超前小导洞断面3.5m×3.5m，深15m，采用临时工12型钢+网喷支护，总耗时4天2小时，对进度影响太大。
6）斜04+60～斜03+45段断面曲墙加仰拱，架设工20型钢钢架，间距1m/榀。
施工后该段最小变形158mm，最大累计变形斜3+71～3+65段水平收敛达610mm。
7）斜03+45～斜02+25段断面曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀。
该段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩破碎，岩面湿润。埋身超过400米。该段里程日最大收敛速率为170.63（mm/d ），累计最大值413.74mm；仰拱封闭成环后，收敛速率明显减小，但不趋于回归，对该段加设工16型钢套拱，收敛速率减小，趋于回归。
8）斜02+25～斜02+05曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀，每米8根8m长锚杆。 該段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩破碎，岩面呈线状出水，该段里程日最大收敛速率为116.1（mm/d ），累计最大值348.61mm；仰拱封闭成环后，收敛速率明显减小，但不趋于回归，从量测数据分析，该段变形明显减小，从现场情况观察，混凝土表面裂缝缝宽明显减小，混凝土开裂面积减小，说明在长锚杆作用下，对抑制大变形有一定的成效，现该段仍在继续观察当中。
9）斜02+05～斜01+75曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀，
该段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩极破碎，岩面局部呈股状出水，该段里程日最大收敛速率为172.18（mm/d ），累计最大值404.27mm，在喷射混凝土4小时后，收敛速率明显减小；且后期变形速率明显减小，仰拱封闭成环后，从量测数据分析，该段变形明显减小，从现场情况观察，混凝土表面裂缝缝宽明显减小，混凝土开裂面积减小，说明随着埋深加深，地应力加大，初期支护在混凝土的凝固时间对变形的影响较大，采用喷C30早高强混凝土作用下，对抑制大变形有一定的成效。
3、对木寨岭隧道大战沟斜井长期监测几点认识
通过对大战沟斜井长期监测的分析，可以得到以下结论：
（1）通过对木寨岭隧道大战沟斜井的变形情况和变形处理结果及监控量测资料分析，可以看出：在高地应力的作用下的软岩隧道施工中极易出现突发性的大变形现象，如不采取加强支护手段、及时封闭成环、提高和改善初期支护结构的整体受力状况，一旦发生大变形，则变形速率难以控制，最终变形量远远超出允许范围，其后果和不利影响都极为严重，甚至会引发隧道坍塌等更为严重的安全质量事故。
（2）根据木寨岭隧道大战沟斜井变形处理可总结出：在炭质软岩大变形地段的施工过程中，提前对发生大变形的可能性作出预测，并尽早采取合理有效的施工措施，可以在一定程度上抑制大变形的发生和发展。
（3）木寨岭隧道未全面进入正洞施工，大变形仅仅体现在斜井阶段，正洞断面较大，大变形抑制基准也相应提高，目前采用的措施仅仅为施工中的常规措施，作为软岩大变形抑制技术仍需进一步的研究，对于安全完成木寨岭隧道正洞施工意义重大，还将对以后类似围岩的隧道施工技术发展意义深远。
参考文献：
[1]姜云，李永林，李天斌等.隧道工程围岩大变形类型与机制研究[J]地质灾害与环境保护，2004（4）；
[2]王科.家竹箐隧道地质条件及地应力特征[J].世界隧道，1998（1）：11-16.
[3]靳晓光，李晓红.高地应力区深埋隧道软弱围岩支护结构 力学特性研究[J].公路交通科技，2008（2）
[关键词]：木寨岭隧道 软岩大变形 监测分析
中图分类号：TD262.1+4 文献标识码：TD 文章编号：1009-914X（2012）10- 0144–01
0 引言
木寨岭特长隧道为甘肃省漳县与岷县的分界岭，海拔约3126m，隧道穿越木寨岭，线路基本呈北向南走向。该隧道设计为两座单线，全线长19020 m。
该隧道主要位于秦岭高中山区，由西秦岭及岷山高中山区等次一级地貌单元组成，山高谷深，岭谷相间，高差大，出露主要为板岩、炭质板岩等。地质构造复杂，岩体破碎，不良地质发育，
木寨岭隧道在施工期间，大战沟斜井作为木寨岭隧道的辅助施工坑道，变形段尤为突出，初支结构受力复杂，变化频繁，为了及时了解其变化情况及变形规律，以及更准确的对隧道施工的安全性做出评价，进行长期监测是不可缺少的重要措施。下面对木寨岭隧道大战沟斜井为例来进行阐述。
1、 斜井变形特征
大战沟斜井隧道宽6.8m高7.2m，隧道开始出现较大变形里程为斜9+50主要为水平收敛，拱顶下沉较小，其埋深约30米，垂直地应力约0.81MPa，垂直地应力较小，而隧道地处两山系交汇处，多次地质构造产生的初始应力较大，而隧道两侧为高山，地应力难以释放，而且较为集中，最大主压应力方向为近水平应力，垂直应力为次。由于隧道为软岩，所以易产生大变形。该斜井变形有以下特征：
1）、初期变形大，且随着埋深增加初始变形值增大。
隧道前3天变形占累计变形的50%以上，均超出规范允许的极限位移值，埋深较小时第一天变形约5mm左右，随着埋深加大最大第一天变形值达300mm。
2）、水平收敛大拱顶下沉小
从9个月施工量测数据显示水平收敛远远大于拱顶下沉，水平收敛未上措施前最大610mm，拱顶下沉最大72mm。
3）、变形大而不塌，初期支护破坏严重
水平收敛达1600mm而未坍，围岩表现较强的承受挤压变形能力，支护钢架扭曲严重，拱部钢架有对折趋势，支护开裂以上下台阶接缝处及沿钢架环向开裂为主。
4）、仰拱封闭成环后，量测结果显示收敛速率有变小，但不收敛。
5）、变形里程连续
斜9+85至目前开挖掌子面斜3+50出现连续的大变形。
2、 试验支护效果对比
根据专家建议，结合隧道具体特点，和施工中遇到的特殊情况，采用了9个试验支护参数段：
1）斜09+30～斜09+00段直墙断面架设工16型钢钢架，间距1m/榀，边墙打设φ42超前小导管注浆加固，长4m、间距1m×1m。
施工后该段最小变形45mm，斜井9+25最大水平收敛达510mm，初支两侧边墙出现纵、环向裂缝，缝宽2～35mm，裂缝长1～5m不等；纵向裂缝在上下断面接头处，裂缝宽20～50mm。边墙鼓出严重。边墙注浆加固对进度影响较大，且效果不明显，该试验段支护参数不适应井身变形。
专家提出大战沟斜井变形超过200mm时应上措施制止变形，以免出现突然坍塌伤人安全事故；大战沟斜井水平收敛较大，直墙断面应改为曲墙断面。对该段加设工16型钢套拱钢架，喷射混凝土C25砼23cm封闭； 经加设套拱支护后，变形速率明显收敛。
2）斜09+00～斜08+50段断面由直墙改为曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距0.8m/榀。
施工后该段最小变形46mm，最大累计变形258mm，变形不收敛，增加套拱支护后变形收敛。
3）斜08+10～斜07+90段断面曲墙加仰拱，架设工18型钢钢架，间距0.6m/榀。
该段处于f16断层带压碎岩边缘，地质情况较斜08+50～斜08+10段差。施工后该段最小变形188mm，最大累计变形306mm，变形不收敛，增加套拱支护后变形收敛。
4）斜07+25～斜07+10段断面曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距1m/榀，打设15m长φ200mm超前水平大钻孔释放应力。
该段处于f16断层带压碎岩带，施工后该段最小变形116mm，最大累计变形153mm。该段进行应力释放后，变形明显比前一段要小，最终变形控制在200mm内收敛，未上二层支护，证明该试验段有效，如应力释放孔达20m以上可能效果更好；但打设φ200mm超前水平大钻孔释放应力时掌子面要停工，且耗时太长，本次共打40个孔，15m长，钻孔耗时6天4小时，应力释放1天。
5）斜06+90～斜06+75段断面曲墙加仰拱，架设工16型钢钢架，间距1m/榀，打设超前导洞释放应力。
该段处于f16断层带压碎岩带，施工后该段最小变形102mm，最大累计变形160mm。该段进行应力释放后，变形明显比前一段要小，最终变形控制在200mm内收斂，未上二层支护，证明该试验段有效。超前小导洞断面3.5m×3.5m，深15m，采用临时工12型钢+网喷支护，总耗时4天2小时，对进度影响太大。
6）斜04+60～斜03+45段断面曲墙加仰拱，架设工20型钢钢架，间距1m/榀。
施工后该段最小变形158mm，最大累计变形斜3+71～3+65段水平收敛达610mm。
7）斜03+45～斜02+25段断面曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀。
该段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩破碎，岩面湿润。埋身超过400米。该段里程日最大收敛速率为170.63（mm/d ），累计最大值413.74mm；仰拱封闭成环后，收敛速率明显减小，但不趋于回归，对该段加设工16型钢套拱，收敛速率减小，趋于回归。
8）斜02+25～斜02+05曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀，每米8根8m长锚杆。 該段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩破碎，岩面呈线状出水，该段里程日最大收敛速率为116.1（mm/d ），累计最大值348.61mm；仰拱封闭成环后，收敛速率明显减小，但不趋于回归，从量测数据分析，该段变形明显减小，从现场情况观察，混凝土表面裂缝缝宽明显减小，混凝土开裂面积减小，说明在长锚杆作用下，对抑制大变形有一定的成效，现该段仍在继续观察当中。
9）斜02+05～斜01+75曲墙加仰拱，架设H150型钢钢架，间距1m/榀，
该段围岩为全断面炭质板岩，薄层状岩，围岩极破碎，岩面局部呈股状出水，该段里程日最大收敛速率为172.18（mm/d ），累计最大值404.27mm，在喷射混凝土4小时后，收敛速率明显减小；且后期变形速率明显减小，仰拱封闭成环后，从量测数据分析，该段变形明显减小，从现场情况观察，混凝土表面裂缝缝宽明显减小，混凝土开裂面积减小，说明随着埋深加深，地应力加大，初期支护在混凝土的凝固时间对变形的影响较大，采用喷C30早高强混凝土作用下，对抑制大变形有一定的成效。
3、对木寨岭隧道大战沟斜井长期监测几点认识
通过对大战沟斜井长期监测的分析，可以得到以下结论：
（1）通过对木寨岭隧道大战沟斜井的变形情况和变形处理结果及监控量测资料分析，可以看出：在高地应力的作用下的软岩隧道施工中极易出现突发性的大变形现象，如不采取加强支护手段、及时封闭成环、提高和改善初期支护结构的整体受力状况，一旦发生大变形，则变形速率难以控制，最终变形量远远超出允许范围，其后果和不利影响都极为严重，甚至会引发隧道坍塌等更为严重的安全质量事故。
（2）根据木寨岭隧道大战沟斜井变形处理可总结出：在炭质软岩大变形地段的施工过程中，提前对发生大变形的可能性作出预测，并尽早采取合理有效的施工措施，可以在一定程度上抑制大变形的发生和发展。
（3）木寨岭隧道未全面进入正洞施工，大变形仅仅体现在斜井阶段，正洞断面较大，大变形抑制基准也相应提高，目前采用的措施仅仅为施工中的常规措施，作为软岩大变形抑制技术仍需进一步的研究，对于安全完成木寨岭隧道正洞施工意义重大，还将对以后类似围岩的隧道施工技术发展意义深远。
参考文献：
[1]姜云，李永林，李天斌等.隧道工程围岩大变形类型与机制研究[J]地质灾害与环境保护，2004（4）；
[2]王科.家竹箐隧道地质条件及地应力特征[J].世界隧道，1998（1）：11-16.
[3]靳晓光，李晓红.高地应力区深埋隧道软弱围岩支护结构 力学特性研究[J].公路交通科技，2008（2）