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摘要：禾洛山隧道地质条件复杂，隧道内断裂构造极其发育，并与地下水和风化强度大等因素不利组合，形成全隧大范围分布的松散破碎的不稳定围岩。施工中利用监控量测手段、修正设计参数，以达到设计合理、施工高效的目的，对围岩及结构的应力和位移进行了跟踪监控，获得了大量原始数据，且都及时反馈于施工中，有效规避了隧道施工地质风险，为在不同地质隧道施工中提供了宝贵经验。
关键词：隧道，监控量测，规避，地质风险
Abstract: The monitoring measurement means and amend the design parameters was used in the construction, in order to achieve the purpose of rational design and efficient construction, tracking and monitoring of the surrounding rock stress and displacement of the structure, access to a large number of raw data, and timely feedback on the construction effectively circumvent the tunneling geological risks, provide valuable experience in different geological tunnel construction.Key words: tunnel, monitoring and measurement, to avoid geological risk
中图分类号：[U25] 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、地质风险分析
软弱围岩、复杂地质长大隧道，容易发生涌水或突泥。一旦施工中未超前探明或处治措施不合理,不但危及隧道施工安全,影响隧道施工进度,还会在隧道建成后造成严重的运营水害及地表环境恶化,给人们的生产、生活造成重大损失。
1.1工程概況
禾洛山隧道是云南大理至丽江新建铁路的控制工程之一，位于大理州境内，禾洛山隧道全长5848m，（其中463m为车站三线大跨段）。出口三线段位于缓和曲线上，纵坡为1.5‰，单线段位于直线上，纵坡为9‰。通过施工揭示该隧道围岩为强风化玄武岩夹破碎凝灰岩，围岩变化快，破碎，自稳性差且富水，主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。洞身使用复合式衬砌，按新奥法设计、施工。施工全过程进行监控量测。
1.2施工特点
隧道穿越二叠系玄武岩夹凝灰岩地层，上覆第四系全新统松散土层，埋深35m～220m。由于处于欧亚板块与印度洋板块碰撞的边缘部位和著名的洱源-剑川活动断裂带和强地震带内，隧道内断裂构造极其发育，并与地下水和风化强度大等因素不利组合，形成全隧大范围分布的松散破碎的不稳定围岩，其特点表现在以下几个方面：
⑴、完整性较好的硬质玄武岩被切割呈碎、块状散体结构，自稳性极差。
⑵、玄武岩喷发具多期性、间歇性，各期次之间分布大量凝灰岩透镜体，以致开挖轮廓线内及以外的凝灰岩具有随机性和分布无规律性，造成围岩的不确定性，依靠目前的勘察技术不能准确定量判释，只能依靠超前地质预报定性判定。
⑶、地表全、强风化层普遍厚30～40米，最厚50～60米，个别风化囊深达100米以上，严重降低了隧道围岩的稳定性。
⑷、地表水沿断裂构造裂隙极易下渗，软化软岩，引发松散岩体坍塌变形。
⑸、破碎的玄武岩层容积存储丰富的裂隙水，易发生涌水。
1.3风险分析
施工中邀请云南航天质量无损检测站，采用高密度电法对全隧道进行了探测，其中DIK57+300～DIK58+750和DIK59+200～DIK59+700总长约2km的未开挖段隧道围岩呈低电阻率（<900），该段中又有5段100～225m电阻率分别小于60，实属国内罕见，远小于正常值（1800～2500），该低电阻率岩层深度达86～220m。表明该段岩层相当破碎、含水量大，围岩极不稳定，易发生突泥、涌水等地质灾害，施工风险极大。
二、监控量测在隧道工程中的作用
监控量测是新奥法（NATM）施工的灵魂。新奥法认为围岩不仅是荷载的来源，而且有一定的自承载能力，它的力学基础是支护变形和支护反力曲线，从该曲线上我们可以看到两种情况：⑴、随着变形的增加，支护反力在不断地减小，当达到某种程度时，变形不再发生，支护反力亦不再变化；⑵、随着变形的增加，支护反力随之减小，当达到某一程度后，变形继续发展，支护反力开始持续增大。因此新奥法以喷射混凝土、锚杆和格栅拱架为主要支护手段，这种柔性支护在洞室开挖后立即施作，然后在其强度形成过程中与围岩共同变形，进而在支护能够提供一定的支护反力的同时改善、提高并充分发挥了围岩的自承载能力。监控量测则通过对岩层产状、岩体节理裂隙发育情况、岩石的物理力学特征、地下水作用、应力历史和时间等各种因素在初级支护上综合作用结果----位移和围岩稳定性进行观察、量测分析，科学的判断各种支护参数的合理性、支护的施作质量并提供施作二次衬砌的最佳时间。
三、监控量测的项目和方法
隧道监控量测的主要目的在于了解围岩的稳定性和支护的工作状况。在施工过程中能够监测到的主要信息有：掌子面的地质和支护表面状况、周边位移、拱顶下沉、地表下沉、围岩内部位移、围岩压力及围岩与支护间的接触压力、锚杆应力及抗拔力、支护衬砌内力、超前地质状况等。根据禾洛山隧道现场实际情况，前期选择了超前地质和支护状况观察、超前地质预报、周边位移等3项进行监测，
见表1。
表1监控量测项目和方法
表2观 测 频 率（按位移速度）
表3观 测 频 率（按距开挖面距离）
注：b为隧道开挖宽度。
3.1 地质和支护状况观察
开挖后掌子面暴露出来的地质情况是最真实、最准确的地质情况，做好每循环掌子面地质素描，提供围岩变化情况的第一手资料，是指导施工的最有用信息之一；支护表面状况是支护工作状态最直观的表现，观察记录支护表面可能发生的异常现象，并结合围岩地质条件对这些异常现象的发生进行综合分析，从而可以进行一定施工决策。
3.2 超前地质预报
3.2.1地下的地质情况是瞬息万变的，掌子面的地质情况并不能代表掌子面前方的地质情况，这就需要超前地质预报对掌子面前方的地质情况进行探测。地质超前预报可以对掌子面前方一定长度范围内的地质条件、围岩类别、围岩物理力学特性和成洞能力进行预测，在此基础上提出合理的开挖方案和支护措施，供下步施工使用。禾洛山隧道超前地质预报主要采用TSP203和地质钻超前钻孔探测。
3.2.2隧道前方地震预报或超前地质预报（简称TSP法），其基本原理是：在隧道边墙一定范围内布置激发点，人工激发地震波，所产生的地震波在隧道围岩中传播，当围岩强度发生变化时，例如遇岩溶、断层或岩层的分界面时，地震波将会发生反射，反射的地震波由仪器所接收。当反射界面与掌子面平行时，所接收的反射波时距曲线近似为直线并且与直接由震源发出的信号，即直达波在地震波形记录上呈负视速度的关系，其反射波延长线与直达波延长线的交点为反射界面的位置；当反射界面倾斜，即与掌子面有一定夹角时，反射波时距曲线为双曲线；若反射界面由倾斜变为直立时，时距曲线亦由双曲线逐渐变为直线。当地震记录中不存在明显的反射波时，则认为掌子面前方的围岩是均质的，存在不良地质情况的可能性较小。
3.2.3对TSP203仪器采集的数据利用TSPwin软件进行处理，可以获得隧道掌子面前方各反射波的时间剖面、深度偏移剖面、岩石的反射层位、物理力学参数、各反射层能量大小等成果资料，同时还可得到反射层的二维或三维空间分布，并根据反射波的组合、动力学特征、岩石物理力学参数等资料来预报隧道掌子面前方的地质情况，如溶洞、软弱岩层、断层及富水带等不良地质体。
3.3 周边位移量测
周边位移量测是监控量测的重要项目，量测断面测点布置图见图1，通过对量测的结果进行分析可以正确判断围岩应力的发展趋势、围岩稳定性及最大变化速率、最终位移量、支护参数的合理性及它们之间的相互关系，辅以其它观测方法为数据分析处理和信息反馈提供可靠的第一手资料。新奥法的初级目标是改善并充分利用围岩的自承载能力，实际应用中通过对量测直接获得的数据进行处理，计算出拱顶下沉量和水平收敛量，进而计算出拱顶下沉速度和水平收敛速率并以拱顶下沉速率、水平收敛速率和净空允许相对收敛值作为判断依据。
净空允许相对收敛值见表4。
根据《铁路隧道施工规范》中位移变化速度判别，净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定，因此可以作为围岩基本稳定和二次衬砌时机的判断依据。当然，并不是所有的围岩变位都会随着时间的长短而呈收敛趋势，特殊情况下围岩变位呈扩张型，变形量大，变位速率不是减小而是增加，这种情况是由于围岩压力极大造成的，此时已不能指望围岩会变位稳定，而是立即加强初期支护，并尽快实施二次衬砌。
图1 量测断面测点布置图
四、利用监控量测结果规避地质风险
监控量测也是一个包括从理论基础到现场实施，到数据处理，再到结果应用的完整概念，正确应用监控量测结果是监控量测的终极目的。禾洛山隧道监控量测布点采用每断面“三线五点”，及拱顶下沉一条基线，周边收敛两条基线，见（图1 量测断面测点布置图），Ⅳ级围岩每10m埋设一个断面，Ⅴ级围岩每5m埋设一个断面。下面舉几个典型例子介绍监控量测结果在禾洛山隧道的应用。
4.1 应用支护状况观察及周边位移量测结果规避地质风险
2007年7月6日根据量测结果发现DIK60+160~DIK60+175段周边收敛数据变大，6小时收敛数最大为16.45mm，回归分析曲线突然出现波动，经现场观察初支表面，发现在DIK60+160~DIK60+175线路左侧大跨处初支表面出现多条纵向、横向裂纹，裂纹宽2~4mm。经分析认为，该段按Ⅴ级围岩支护，围岩为全风化玄武岩，且渗水较大，遇水软化，围岩自身毫无自稳能力，一旦出现变形就容易发生塌方的可能。因此立即停止掌子面的掘进并喷混凝土封闭，同时加强该段监控量测的频率，每2~4小时量测一次，将裂缝处用灰饼抹平，派专人观察。后经量测结果显示和观察发现，该段量测数据继续在变化，裂缝继续变大，特别是DIK60+170处量测数据67小时累计收敛达到105.92mm，该段初支表面明显向隧道中心突出。因此立即对该段进行加固处理，首先用直径为20~30cm圆木将大跨及边墙处架设两排对撑，使其减缓变形速度，然后在变形段范围内用钢筋格栅在原初支表面立全环二次套拱，纵向采用Φ22螺纹钢连接，再对二次套拱处进行喷射砼，砼喷完后，对该段两边边墙施作3.5m长注浆导管，间距1m×1m，然后注浆固结边墙松散体。该段在处理过程中继续观察和监控量测，量测数据逐渐开始变小，在加固处理完4~6小时后，围岩收敛变化基本趋于稳定。接着开始每循环2~3m短距离开挖仰拱，仰拱施作完后，紧跟着施作二次衬砌，恢复掌子面掘进。因该段通过初支观察及监控量测数据的提供，并加固处理及时，使本次围岩变形段顺利通过。
4.2 应用超前地质预报结果规避地质风险
2007年5月20日，通过禾洛山隧道超前地质预报TSP203和地质钻超前钻孔探测发现，DIK60+240~+204段存在泥囊。经分析后，决定改为上下台阶法施工，尽量减少爆破，局部需爆破处采用浅孔松动爆破，每循环进尺0.8m，拱部施作双排超前小导管，外排小导管长6m，仰角30~45°，环向间距20cm，内排小导管长4.5m，仰角5~7°，环向间距20cm，每环小导管搭接长度为1.6m，注1：1水泥砂浆。钢筋格栅改为Ｉ18型钢拱架，间距为0.8m/榀，其余支护参数同Ⅴ级围岩。根据调整后的开挖方法和支护参数，在施工该泥囊段时未发生坍塌及突泥现象，确保了施工的正常进行。
4.3 3D光学无尺监控量测
把量测工作纳入工序管理，采用3D光学无尺量测方式对围岩变形全过程进行监控量测，每断面埋设5个棱镜，及拱顶1个，边墙4个（见图5），用全站仪自由设站测取数值，同时在棱镜附近埋设挂钩，用电子数显收敛仪测取数值，两种方法进行校核，然后进行曲线回归分析（见图4），通过监控量测数据的及时反馈，用以指导设计与施工。3D光学无尺监控量测测取数值简便，解决了测点较高测取数值困难的问题及干扰隧道内正常施工的问题。
图2曲线回归分析图
4.4 正常收敛情况
在隧道施工中，除变形的收敛外，存在部分收敛是因为施工工序的改变导致的正常收敛。就禾洛山隧道而言，在掌子面和下台阶开挖过程中，对附近5m范围内围岩都有影响，24小时收敛数值为2~3mm，但出了5m范围后也就是距测点埋设时间约48小时后，收敛数值逐渐变小，影响较大时为3~5天，收敛数值逐渐变小。开挖仰拱时也是因工序改变引起正常收敛的一个环节，开挖仰拱24小时收敛数值为3~4mm，影响范围根据仰拱开挖长度而定，在施工完仰拱砼后约12小时，收敛数值逐渐变小，最后趋于稳定。
五、结论与建议
5.1监控量测结果必须及时准确提供，滞后的量测资料对于施工是无用的。
5.2量测是监控的手段，监控是量测的目的，监控过程可分为：现场量测---数据处理---信息反馈。
5.3不同的围岩地质条件，从开挖到变形收敛所需时间各不相同，因此量测时间就有长有短，在稳定性好的围岩中，一般量测约一周时间就可以判断围岩稳定状态，而在塑性流变岩体中，其变形收敛时间长达二月以上，需进行较长时间观测。
参考文献
1、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）
2、公路隧道施工. 人民交通出版社,2001
3、铁路隧道新奥法指南. 人民铁道出版社，1988
4、修建铁路隧道的经验和教训.第八届隧道及地下工程年会论文集王梦恕，1994
5、监控量测在大官市隧道中的应用.云南交通科技,2002
作者简介：张文芳1972年9月出生 男 安徽省合肥市人、高级工程师，1995年毕业于淮南矿业学院建筑工程系获工学学士学位，现攻读西南交通大学硕士学位。2005年第02期《铁道建设》上发表论文《应用深层搅拌桩作为基坑侧向支护的设计与施工》。2007年3月至2007年10月间长期在禾洛山隧道隧道指导项目施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：隧道，监控量测，规避，地质风险
Abstract: The monitoring measurement means and amend the design parameters was used in the construction, in order to achieve the purpose of rational design and efficient construction, tracking and monitoring of the surrounding rock stress and displacement of the structure, access to a large number of raw data, and timely feedback on the construction effectively circumvent the tunneling geological risks, provide valuable experience in different geological tunnel construction.Key words: tunnel, monitoring and measurement, to avoid geological risk
中图分类号：[U25] 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
一、地质风险分析
软弱围岩、复杂地质长大隧道，容易发生涌水或突泥。一旦施工中未超前探明或处治措施不合理,不但危及隧道施工安全,影响隧道施工进度,还会在隧道建成后造成严重的运营水害及地表环境恶化,给人们的生产、生活造成重大损失。
1.1工程概況
禾洛山隧道是云南大理至丽江新建铁路的控制工程之一，位于大理州境内，禾洛山隧道全长5848m，（其中463m为车站三线大跨段）。出口三线段位于缓和曲线上，纵坡为1.5‰，单线段位于直线上，纵坡为9‰。通过施工揭示该隧道围岩为强风化玄武岩夹破碎凝灰岩，围岩变化快，破碎，自稳性差且富水，主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。洞身使用复合式衬砌，按新奥法设计、施工。施工全过程进行监控量测。
1.2施工特点
隧道穿越二叠系玄武岩夹凝灰岩地层，上覆第四系全新统松散土层，埋深35m～220m。由于处于欧亚板块与印度洋板块碰撞的边缘部位和著名的洱源-剑川活动断裂带和强地震带内，隧道内断裂构造极其发育，并与地下水和风化强度大等因素不利组合，形成全隧大范围分布的松散破碎的不稳定围岩，其特点表现在以下几个方面：
⑴、完整性较好的硬质玄武岩被切割呈碎、块状散体结构，自稳性极差。
⑵、玄武岩喷发具多期性、间歇性，各期次之间分布大量凝灰岩透镜体，以致开挖轮廓线内及以外的凝灰岩具有随机性和分布无规律性，造成围岩的不确定性，依靠目前的勘察技术不能准确定量判释，只能依靠超前地质预报定性判定。
⑶、地表全、强风化层普遍厚30～40米，最厚50～60米，个别风化囊深达100米以上，严重降低了隧道围岩的稳定性。
⑷、地表水沿断裂构造裂隙极易下渗，软化软岩，引发松散岩体坍塌变形。
⑸、破碎的玄武岩层容积存储丰富的裂隙水，易发生涌水。
1.3风险分析
施工中邀请云南航天质量无损检测站，采用高密度电法对全隧道进行了探测，其中DIK57+300～DIK58+750和DIK59+200～DIK59+700总长约2km的未开挖段隧道围岩呈低电阻率（<900），该段中又有5段100～225m电阻率分别小于60，实属国内罕见，远小于正常值（1800～2500），该低电阻率岩层深度达86～220m。表明该段岩层相当破碎、含水量大，围岩极不稳定，易发生突泥、涌水等地质灾害，施工风险极大。
二、监控量测在隧道工程中的作用
监控量测是新奥法（NATM）施工的灵魂。新奥法认为围岩不仅是荷载的来源，而且有一定的自承载能力，它的力学基础是支护变形和支护反力曲线，从该曲线上我们可以看到两种情况：⑴、随着变形的增加，支护反力在不断地减小，当达到某种程度时，变形不再发生，支护反力亦不再变化；⑵、随着变形的增加，支护反力随之减小，当达到某一程度后，变形继续发展，支护反力开始持续增大。因此新奥法以喷射混凝土、锚杆和格栅拱架为主要支护手段，这种柔性支护在洞室开挖后立即施作，然后在其强度形成过程中与围岩共同变形，进而在支护能够提供一定的支护反力的同时改善、提高并充分发挥了围岩的自承载能力。监控量测则通过对岩层产状、岩体节理裂隙发育情况、岩石的物理力学特征、地下水作用、应力历史和时间等各种因素在初级支护上综合作用结果----位移和围岩稳定性进行观察、量测分析，科学的判断各种支护参数的合理性、支护的施作质量并提供施作二次衬砌的最佳时间。
三、监控量测的项目和方法
隧道监控量测的主要目的在于了解围岩的稳定性和支护的工作状况。在施工过程中能够监测到的主要信息有：掌子面的地质和支护表面状况、周边位移、拱顶下沉、地表下沉、围岩内部位移、围岩压力及围岩与支护间的接触压力、锚杆应力及抗拔力、支护衬砌内力、超前地质状况等。根据禾洛山隧道现场实际情况，前期选择了超前地质和支护状况观察、超前地质预报、周边位移等3项进行监测，
见表1。
表1监控量测项目和方法
表2观 测 频 率（按位移速度）
表3观 测 频 率（按距开挖面距离）
注：b为隧道开挖宽度。
3.1 地质和支护状况观察
开挖后掌子面暴露出来的地质情况是最真实、最准确的地质情况，做好每循环掌子面地质素描，提供围岩变化情况的第一手资料，是指导施工的最有用信息之一；支护表面状况是支护工作状态最直观的表现，观察记录支护表面可能发生的异常现象，并结合围岩地质条件对这些异常现象的发生进行综合分析，从而可以进行一定施工决策。
3.2 超前地质预报
3.2.1地下的地质情况是瞬息万变的，掌子面的地质情况并不能代表掌子面前方的地质情况，这就需要超前地质预报对掌子面前方的地质情况进行探测。地质超前预报可以对掌子面前方一定长度范围内的地质条件、围岩类别、围岩物理力学特性和成洞能力进行预测，在此基础上提出合理的开挖方案和支护措施，供下步施工使用。禾洛山隧道超前地质预报主要采用TSP203和地质钻超前钻孔探测。
3.2.2隧道前方地震预报或超前地质预报（简称TSP法），其基本原理是：在隧道边墙一定范围内布置激发点，人工激发地震波，所产生的地震波在隧道围岩中传播，当围岩强度发生变化时，例如遇岩溶、断层或岩层的分界面时，地震波将会发生反射，反射的地震波由仪器所接收。当反射界面与掌子面平行时，所接收的反射波时距曲线近似为直线并且与直接由震源发出的信号，即直达波在地震波形记录上呈负视速度的关系，其反射波延长线与直达波延长线的交点为反射界面的位置；当反射界面倾斜，即与掌子面有一定夹角时，反射波时距曲线为双曲线；若反射界面由倾斜变为直立时，时距曲线亦由双曲线逐渐变为直线。当地震记录中不存在明显的反射波时，则认为掌子面前方的围岩是均质的，存在不良地质情况的可能性较小。
3.2.3对TSP203仪器采集的数据利用TSPwin软件进行处理，可以获得隧道掌子面前方各反射波的时间剖面、深度偏移剖面、岩石的反射层位、物理力学参数、各反射层能量大小等成果资料，同时还可得到反射层的二维或三维空间分布，并根据反射波的组合、动力学特征、岩石物理力学参数等资料来预报隧道掌子面前方的地质情况，如溶洞、软弱岩层、断层及富水带等不良地质体。
3.3 周边位移量测
周边位移量测是监控量测的重要项目，量测断面测点布置图见图1，通过对量测的结果进行分析可以正确判断围岩应力的发展趋势、围岩稳定性及最大变化速率、最终位移量、支护参数的合理性及它们之间的相互关系，辅以其它观测方法为数据分析处理和信息反馈提供可靠的第一手资料。新奥法的初级目标是改善并充分利用围岩的自承载能力，实际应用中通过对量测直接获得的数据进行处理，计算出拱顶下沉量和水平收敛量，进而计算出拱顶下沉速度和水平收敛速率并以拱顶下沉速率、水平收敛速率和净空允许相对收敛值作为判断依据。
净空允许相对收敛值见表4。
根据《铁路隧道施工规范》中位移变化速度判别，净空变化速度小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定，因此可以作为围岩基本稳定和二次衬砌时机的判断依据。当然，并不是所有的围岩变位都会随着时间的长短而呈收敛趋势，特殊情况下围岩变位呈扩张型，变形量大，变位速率不是减小而是增加，这种情况是由于围岩压力极大造成的，此时已不能指望围岩会变位稳定，而是立即加强初期支护，并尽快实施二次衬砌。
图1 量测断面测点布置图
四、利用监控量测结果规避地质风险
监控量测也是一个包括从理论基础到现场实施，到数据处理，再到结果应用的完整概念，正确应用监控量测结果是监控量测的终极目的。禾洛山隧道监控量测布点采用每断面“三线五点”，及拱顶下沉一条基线，周边收敛两条基线，见（图1 量测断面测点布置图），Ⅳ级围岩每10m埋设一个断面，Ⅴ级围岩每5m埋设一个断面。下面舉几个典型例子介绍监控量测结果在禾洛山隧道的应用。
4.1 应用支护状况观察及周边位移量测结果规避地质风险
2007年7月6日根据量测结果发现DIK60+160~DIK60+175段周边收敛数据变大，6小时收敛数最大为16.45mm，回归分析曲线突然出现波动，经现场观察初支表面，发现在DIK60+160~DIK60+175线路左侧大跨处初支表面出现多条纵向、横向裂纹，裂纹宽2~4mm。经分析认为，该段按Ⅴ级围岩支护，围岩为全风化玄武岩，且渗水较大，遇水软化，围岩自身毫无自稳能力，一旦出现变形就容易发生塌方的可能。因此立即停止掌子面的掘进并喷混凝土封闭，同时加强该段监控量测的频率，每2~4小时量测一次，将裂缝处用灰饼抹平，派专人观察。后经量测结果显示和观察发现，该段量测数据继续在变化，裂缝继续变大，特别是DIK60+170处量测数据67小时累计收敛达到105.92mm，该段初支表面明显向隧道中心突出。因此立即对该段进行加固处理，首先用直径为20~30cm圆木将大跨及边墙处架设两排对撑，使其减缓变形速度，然后在变形段范围内用钢筋格栅在原初支表面立全环二次套拱，纵向采用Φ22螺纹钢连接，再对二次套拱处进行喷射砼，砼喷完后，对该段两边边墙施作3.5m长注浆导管，间距1m×1m，然后注浆固结边墙松散体。该段在处理过程中继续观察和监控量测，量测数据逐渐开始变小，在加固处理完4~6小时后，围岩收敛变化基本趋于稳定。接着开始每循环2~3m短距离开挖仰拱，仰拱施作完后，紧跟着施作二次衬砌，恢复掌子面掘进。因该段通过初支观察及监控量测数据的提供，并加固处理及时，使本次围岩变形段顺利通过。
4.2 应用超前地质预报结果规避地质风险
2007年5月20日，通过禾洛山隧道超前地质预报TSP203和地质钻超前钻孔探测发现，DIK60+240~+204段存在泥囊。经分析后，决定改为上下台阶法施工，尽量减少爆破，局部需爆破处采用浅孔松动爆破，每循环进尺0.8m，拱部施作双排超前小导管，外排小导管长6m，仰角30~45°，环向间距20cm，内排小导管长4.5m，仰角5~7°，环向间距20cm，每环小导管搭接长度为1.6m，注1：1水泥砂浆。钢筋格栅改为Ｉ18型钢拱架，间距为0.8m/榀，其余支护参数同Ⅴ级围岩。根据调整后的开挖方法和支护参数，在施工该泥囊段时未发生坍塌及突泥现象，确保了施工的正常进行。
4.3 3D光学无尺监控量测
把量测工作纳入工序管理，采用3D光学无尺量测方式对围岩变形全过程进行监控量测，每断面埋设5个棱镜，及拱顶1个，边墙4个（见图5），用全站仪自由设站测取数值，同时在棱镜附近埋设挂钩，用电子数显收敛仪测取数值，两种方法进行校核，然后进行曲线回归分析（见图4），通过监控量测数据的及时反馈，用以指导设计与施工。3D光学无尺监控量测测取数值简便，解决了测点较高测取数值困难的问题及干扰隧道内正常施工的问题。
图2曲线回归分析图
4.4 正常收敛情况
在隧道施工中，除变形的收敛外，存在部分收敛是因为施工工序的改变导致的正常收敛。就禾洛山隧道而言，在掌子面和下台阶开挖过程中，对附近5m范围内围岩都有影响，24小时收敛数值为2~3mm，但出了5m范围后也就是距测点埋设时间约48小时后，收敛数值逐渐变小，影响较大时为3~5天，收敛数值逐渐变小。开挖仰拱时也是因工序改变引起正常收敛的一个环节，开挖仰拱24小时收敛数值为3~4mm，影响范围根据仰拱开挖长度而定，在施工完仰拱砼后约12小时，收敛数值逐渐变小，最后趋于稳定。
五、结论与建议
5.1监控量测结果必须及时准确提供，滞后的量测资料对于施工是无用的。
5.2量测是监控的手段，监控是量测的目的，监控过程可分为：现场量测---数据处理---信息反馈。
5.3不同的围岩地质条件，从开挖到变形收敛所需时间各不相同，因此量测时间就有长有短，在稳定性好的围岩中，一般量测约一周时间就可以判断围岩稳定状态，而在塑性流变岩体中，其变形收敛时间长达二月以上，需进行较长时间观测。
参考文献
1、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）
2、公路隧道施工. 人民交通出版社,2001
3、铁路隧道新奥法指南. 人民铁道出版社，1988
4、修建铁路隧道的经验和教训.第八届隧道及地下工程年会论文集王梦恕，1994
5、监控量测在大官市隧道中的应用.云南交通科技,2002
作者简介：张文芳1972年9月出生 男 安徽省合肥市人、高级工程师，1995年毕业于淮南矿业学院建筑工程系获工学学士学位，现攻读西南交通大学硕士学位。2005年第02期《铁道建设》上发表论文《应用深层搅拌桩作为基坑侧向支护的设计与施工》。2007年3月至2007年10月间长期在禾洛山隧道隧道指导项目施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。