1 引 言
現場監(jiān)控量測是以現場施工監(jiān)測所獲得的圍巖和支護系統(tǒng)力學狀態(tài)的變化為依據, 對現場所采集的數據結果進行及時的處理, 以作為初期支護和二次襯砌的參數調整提供依據, 在整個隧道施工過程中起到了極其重要的作用[2]。使隧道施工更安全、更經濟, 而其經濟性與安全性就是通過現場監(jiān)控量測所獲得的圍巖、支護系統(tǒng)的應變和應力信息及時反饋應用于隧道設計和施工中來實現的。因此, 快速、準確地進行現場監(jiān)控量測和信息反饋在隧道施工全程中是至關重要的。
2 工程概況
新城子隧道地貌上位于西秦嶺高中山區(qū)，山高溝深，山坡、谷坡較陡，隧道洞身通過的地層主要為下第三系礫巖夾砂巖夾泥巖及三疊系中統(tǒng)板巖夾砂巖夾灰?guī)r及斷層角礫和碎裂巖。斜坡及坡頂覆蓋有第四系全新統(tǒng)坡積細角礫土和上更新統(tǒng)風積砂質黃土。工點處的大地構造屬于青藏歹字形構造體系，受構造作用影響，褶皺斷裂發(fā)育，地質構造十分復雜。工點范圍內受區(qū)域地質構造作用影響，發(fā)育有斷層、褶皺、巖層角度不整合接觸帶及節(jié)理密集帶，地質構造發(fā)育。
隧道出口段受車站站線進洞的影響,設計為喇叭口隧道，其中7775米為雙線斷面， 30米為雙連拱斷面， 902米為單線斷面， 457米為雙線車站隧道斷面。
3 現場監(jiān)測
新城子采用三臺階七步開挖法施工，超前支護φ42小導管預注漿，長3.5m，環(huán)向間距0.4m；初期支護c25混凝土，噴射厚度30cm；φ8鋼筋網片，網格間距20cm×20cm；全環(huán)設工22b型鋼鋼架，間距0.6m；襯砌鋼筋環(huán)向采用Φ22@20cm，縱向采用Φ14@20cm。
3.1隧道監(jiān)測的目的和意義
新城子隧道出口段受宕昌車站站線進洞的影響,設計為喇叭口隧道，受高地應力、地下水及構造的影響，現場施工中大變形、噴混凝土開裂，鋼架扭曲錯斷、侵限破壞等問題十分嚴重。為了及時分析掌握結構的安全性，本著試驗先行的原則，對該隧道喇叭口段均設置了試驗段，通過試驗分析研究對隧道結構安全性狀況做出評估，指導設計和施工，為隧道的運營維護及同類隧道設計施工提供依據。
3.2監(jiān)測項目
根據蘭渝公司要求，結合新城子隧道喇叭口平面布置情況以及現場施工情況，并根據新城子隧道的施工設計方案及特殊地質狀況，對新城子隧道單線段（DyK276+343～DyK276+283）進行施工試驗。試驗段共三個斷面，每斷面相距20米，主要進行應力項目的監(jiān)測，在應力監(jiān)測方面開展的項目有：圍巖壓力、襯砌接觸壓力、襯砌鋼筋應力及錨桿軸力共4個監(jiān)測項目，要求監(jiān)測元件能滿足自動化監(jiān)控。這里選取一個斷面（DK276+335）進行整理分析。
3.3測點布置
此監(jiān)測項目所用元件計主要有壓力盒、鋼筋計等。
其中，針對A、B、C三項測試，測試部位按每斷面8點進行設置：8點測分別為拱頂、左右拱腰、左右墻中（最大跨處）、左右墻腳和仰拱處。隧道測點布設如圖3所示。
3.4測量頻率
根據《鐵路隧道監(jiān)控量測技術規(guī)程TB10121－2007/J721－2007》和類似工程經驗以及落實蘭渝公司要求，結合蘭渝鐵路新城子隧道的特點，其監(jiān)測頻率按如下進行。
埋設初期1～2次/天，1周后1次/天，1個月后2～3次/周，3個月后1次/周。監(jiān)測頻率及時間根據監(jiān)測數據和現場工程進展及時調整。
4監(jiān)測數據分析
現場監(jiān)控量測人員按規(guī)范和監(jiān)控量測大綱規(guī)定的頻率堅持每天到洞內采集數據并整理分析，如發(fā)現量測數據出現異常變化或圍巖地質情況變差，則及時分析引起變化的原因并通知有關各方，使問題得到及時處理，并適時在規(guī)范規(guī)定的基礎上調整量測頻率[1] 。
4.1圍巖壓力與接觸壓力
壓力監(jiān)測通常是指圍巖與初期支護或初期支護與二襯之間的接觸壓力測試。其目的是：了解圍巖壓力的量值及分布狀態(tài)；判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性，分析二次襯砌的穩(wěn)定性和安全度[3]。
當監(jiān)測圍巖施加給噴砼層的徑向壓力時，先用水泥砂漿、釘子、鐵絲把壓力盒固定在巖面上，再謹慎施作噴砼層，不要使噴砼與壓力盒之間有間隙，保證圍巖與壓力盒受壓面貼緊，安裝完畢之后按規(guī)范或大綱要求頻率進行監(jiān)測。當監(jiān)測初期支護與二次襯砌之間的接觸壓力時，先用水泥砂漿將固定點找平，然后將壓力盒用水泥釘和鐵絲固定在噴砼表面，不要使噴砼與壓力盒之間有間隙，保證噴砼與壓力盒受壓面貼緊。
對監(jiān)測斷面的測試數據進行整理分析，所測圍巖壓力數據繪制成的壓力分布圖如圖4所示。通過對圍巖壓力現場觀測值進行分析， 可以得出以下結論：
壓力盒安裝初期各測點普遍有波動，主要是由于開挖斷面距離監(jiān)控斷面距離較近，對圍巖的擾動大所致；隨著掌子面距離觀測斷面距離變大，對觀測斷面的影響變小，之后圍巖應力緩慢增加；二襯施工完成，出現少許增加，原因分析為二襯起到了支護作用所致。右拱腰處圍巖壓力在安裝后50天左右出現大的增加，分析原因為左線隧道開挖所致。二襯施工完成后，壓力基本趨穩(wěn)。
對監(jiān)測斷面的測試數據進行整理分析，所測接觸壓力數據繪制成的應力分布圖分別如圖5所示。通過對現場觀測值進行分析，可以得出以下結論：
壓力盒安裝初期各測點普遍有小的波動，并且壓力值增加較快：隨著掌子面距離觀測斷面距離變大，對觀測斷面的影響變小，之后圍巖應力緩慢增加：二襯施工完成一個月后，壓力基本趨于穩(wěn)定。
綜合圍巖壓力和接觸壓力分析，可知右側的圍巖壓力和初支-二襯間壓力普遍大于左側，呈現明顯不對稱的情況，主要是受偏壓作用的影響；最大圍壓出現在右最大跨度處，且右側最大跨度以上圍壓增大迅速，圍壓值也非常大，反映出側向壓力很大，應予以高度重視。
4.2二襯鋼筋應力
隧道二次襯砌鋼筋應力的量測是將二襯鋼筋截取相應長度后，直接把鋼筋應力計與其焊接[4]。在二襯混凝土澆注后按規(guī)范或大綱要求頻率進行監(jiān)測。
對監(jiān)測斷面的測試數據進行整理分析，所測二襯鋼筋軸力數據繪制成的應力分布圖。
通過對現場觀測值進行分析，可以得出以下結論：
外層鋼筋均受壓，內層鋼筋除拱頂和右墻中之外，均受壓。
拱頂和右墻中內層鋼筋拉力較大。尤其是拱頂內層鋼筋，第25天內就已經達到了50kN，但外層鋼筋表現為受壓只達到7KN，從第25天開始基本維持穩(wěn)定，鋼筋軸力波動不大，分析可能是個施工環(huán)節(jié)完畢和混凝土剛度完全形成造成的。
該斷面二襯鋼筋受力均比較小，除了拱頂和右墻中之外，最大值不超過20KN。所有監(jiān)測部位在30多天之后變化比較平穩(wěn)，進入穩(wěn)定狀態(tài)，受后續(xù)施工影響較小
總體來說二襯鋼筋軸力都不是很大，說明初期支護結構很好的承擔了圍巖的壓力，支護結構滿足強度要求。
5 結論
通過對新城子隧道施工監(jiān)測可以得出以下結論：
（1）接觸壓力除受二襯混凝土收縮徐變及自重等因素的影響之外，更重要的與圍巖穩(wěn)定程度、支護剛度、施工工藝、施工工序、距掌子面的距離等因素有關。由兩層支護之間的接觸壓力監(jiān)測結果可以看出，接觸壓力值較小，初期支護各項參數基本合理。完全發(fā)揮了初期支護結構承擔較線，考慮到右側壓力比大壓力，二襯作為安全儲備的作用。
（2）通過對現場監(jiān)測數據整理分析，得到該監(jiān)測斷面存在偏壓，右側壓力比左側大。監(jiān)獄該監(jiān)測斷面為線路右線，考慮到右側壓力比左側大，建議線路左線掌子面可以適當拖后開挖，這在一定程度上可釋放掉一部分偏壓力，對左線隧道襯砌受力有利，對該隧道的設計和施工給出了建議、做出了指導，給出了建設性意見。
（3）通過對現場監(jiān)測數據整理分析，大概掌握了此類圍巖變形的初步發(fā)展規(guī)律和分布特征。而且通過現場監(jiān)測可以準確及時地判斷施工中圍巖和支護結構的穩(wěn)定性，并及時反饋施工設計，避免塌方事故的發(fā)生，實現了安全快速施工、降低風險的目的。
