隧道地表沉降监控量测

商广明

（1.河北省道路结构与材料工程技术研究中心，河北 石家庄050090；2.河北省交通规划设计院试验检测室，河北 石家庄050090）

0 引言

某高速公路隧道为上、下行独立双洞四车道分离式隧道，隧道净宽12.5m，全幅隧道长1 224m，属长隧道。该隧道采用灯光照明，机械通风。隧道区地层为第四系晚更新世碎石覆盖层、岩性为侏罗纪石英斑岩。该隧道区位于坝上坝下过渡带，属于中朝准地台内蒙古地轴构造，两个Ⅲ级构造单元，区域内有两大发育断裂，但整体上区域内新构造较弱，属于相对稳定地区。隧道区总体地形略有起伏，未见滑坡，但在隧道进出口开挖时易发生崩塌等不良地质现象。

为防止进口端隧道洞口浅埋段出现塌方或其他有害的地表沉降，确保初衬支护后隧道的安全施工，在该隧道洞口处的浅埋段布设地表沉降观测点，并用检定后高精度全站仪进行测量。再者，为确保测量精度，应先在较稳定的沉降区设立一个基准观测点，并尽量保证固定人员对固定测站进行测量。另外，为防止温差等非人为因素的影响，尽量在每天的相同时段进行测量。现以该隧道左洞出口处的地表沉降观测为例，分析隧道地表沉降观测方法及初支后的隧道洞口浅埋段的地表沉降规律。

1 观测地表沉降的目的

隧道洞口浅埋段通常位于软弱、破碎、自稳时间较短的围岩中，施工方法不当极易发生冒顶、塌方或其他地表有害沉降，会危及地表建筑物的安全。浅埋隧道开挖可能会引起地层沉陷并波及地表，因此应对浅埋隧道及洞口段进行地表沉降观测，以掌握地表下沉随工作面推进的规律及下沉稳定时间。

2 测点布置

根据相关规范，在隧道左洞洞口顶部地表按2～5m间距布测8个观测点，另在相对稳定的地方设置1个基准观测点，观测点布置如图1所示。

图1 隧道洞口测点布置示意图

3 沉降测点观测分析

为防止洞口处地表出现有害沉降或塌方冒顶等危害，以及防止其对初衬支护后的洞口造成影响，在洞口浅埋段布设了8个地表沉降测点，并派专人用高精度全站仪进行近半个月的连续观测。

3.1 隧道洞口地表沉降观测点的沉降速率

隧道洞口地表沉降观测点的沉降速率见表1及图2。

表1 隧道洞口地表沉降观测点的沉降速率记录表

由表1 与图2 可知，各测点沉降速率随观测日期的推后而变小，最终各测点的沉降速率均不大于0.2mm/d，说明地表沉降各观测点已趋于稳定。对各测点的最终位置进行分析，可知拱顶处测点（测点4、测点5）初始沉降速率最大，各测点的初始沉降随其远离拱顶的距离增大而逐渐变小；近似对称于拱顶位置的各沉降测点，位于边坡侧的观测点初始沉降速率较右洞侧土层较厚处的测点小。

图2 隧道洞口各测点沉降速率—时间图

3.2 隧道洞口地表沉降观测点的累积沉降速率

隧道洞口地表沉降观测点的累积沉降速率见表2及图3、图4。

表2 隧道洞口地表沉降观测点的累计沉降记录表

图3 隧道洞口各测点累计沉降—时间图

图4 隧道洞口地表沉降各测点累计沉降图

由图3可知，各测点的累积沉降—时间曲线斜率逐渐变缓趋于水平，说明初衬支护后洞口隧道处岩层已经趋于稳定。

由图4可知，各测点累积沉降由拱顶向两侧逐渐减小，覆盖层较薄的斜坡侧累积沉降较另一侧小。

4 结语

通过对隧道洞口浅埋段地表沉降点进行观测分析可知：

（1）地质差、岩层破碎的浅埋段隧道，即使衬砌初期支护后仍有较明显的沉降，应进行继续观察，直至趋于稳定；

（2）初期支护后洞口浅埋段的地表，拱顶处地表沉降最大，远离拱顶地表处的沉降逐渐变小；

（3）初期支护后洞口浅埋段拱顶两侧地表覆盖层较厚的位置较覆盖层较薄的位置地表沉降偏大。

该隧道的洞口浅埋段的地表沉降现象，与其他同类隧道具有一定的相通性，可为同类隧道的地表沉降分析研究提供参考借鉴。

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