李刚
（广东华路交通科技有限公司，广东 广州 510000）
洋碰隧道是京珠国道主干线粤境高速公路小塘至甘塘最重要的工程之一，本文介绍了该隧道的监测方式及原因分析，了解其变化规律或趋势；提出相应的对策，为公路隧道营运安全的研究提供了一种新的思路。
关键词：隧道；变形监测；拱顶下沉；营运安全
洋碰隧道位于乳源瑶族自治县乳城镇北西约6km，近东西走向，西起省道1947线洋碰道班东侧；东至双口河南水水库大桥下游3km，出口接洋碰双口河大桥，为分离式单向行车双线隧道。为了进一步了解洋碰隧道的变形监测情况，保证隧道安全运营，对洋碰隧道左线LK1920+240~LK1920+340范围内衬砌内表面应变、周边收敛以及拱顶下沉进行了监测。
1、工程概况
1.1 地形地貌
洋碰隧道处于大瑶山山脉南端西麓构造剥蚀—风化—堆积的中低山沟谷区，隧道南部和北部为山顶高程669.2m和705.5m的构造剥蚀—侵蚀中低山沟谷，地形坡度20°～45°，局部为陡崖。
1.2 区域地质及地层岩性
隧道所处位置在区域地质构造上，处于近南北向的大瑶山复背斜南倾覆端偏南西的部位，出露地层较简单，共有三种岩组地层分布：在隧道出口端F19以东有寒武系八村群(∈bc)砂岩；隧道两端及北部和南部中低山地段出露泥盆系中下统桂头群(D1-2gt)中厚层砂岩，少量页岩和砾岩。
1.3 水文条件
隧道进口端与水库紧邻，从RK77+330（LK76+955）开始，隧道便低于一般水位（215m），该点距水库最近距离逾千米，水库边缘均为砂岩，自隧道向水库倾斜，表层覆盖较厚的亚粘土层，水力联系十分微弱。隧道左侧冲沟，长年都有水，特别是雨季对隧道有一定影响，地表水通过层间裂隙、节理发育以及断裂构造带渗透至隧道。
2、变形监测目的及内容
2.1 监测目的
通过对隧道进行监测，及时掌握隧道的变形发展情况及变化趋势，及时发现隧道的重大病害征兆，初步分析预测突发病害的可能；及时发现隧道病害的发生、发展情况、排查安全隐患，促进隧道预防性养护；为今后类似隧道的加固处治提供依据。
2.2 监测断面及测点布置
衬砌应变量测是沿隧道洞身拱顶、拱腰、拱脚以及边墙内表面，共9处布设振弦式表面应变计（如图1所示），采用BP-35型数字式频率读数仪进行测读，即可得到测点处的频率值，再进行计算处理，从而得到衬砌的应变值。
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隧道断面变形监测包括“拱顶下沉”、“周边收敛”两项监测，采用TCRA1201全站仪进行监测。如图2所示。布置如表1。在隧道拱顶布置一个拱顶下沉测点，在两侧拱腰及边墙墙腰布置两对水平收敛测点，每个测点采用永久放置的固定棱镜；在隧道行车道侧路缘石顶设置强制对中基准点，利用全站仪进行断面监测，对采集的数据进行处理从而求出洞周位移与拱顶下沉的变化量。
3、隧道变形监测结果分析
2019年洋碰隧道各监测断面的测点应变总体变化较小，个别断面测点的应变值变化较大，如图3所示。其中需要重点关注的断面包括：①断面LK1920+270左拱腰的压应变由2018年9月26日的164.8μ增加至2019年8月20日的656.9μ；②断面LK1920+280拱顶的拉应变由2018年10月30日的228.1μ增加至2019年9月17日的405.1μ；③断面LK1920+290拱顶的压应变由2018年8月4日的85.4μ增加至2019年7月17日的397.0μ；④断面LK1920+300左拱腰的压应变由2018年9月26日的152.7μ增加至2019年8月20日的552.6μ；左拱脚的压应变由2018年10月30日的97.8μ增加至2019年8月20日的410.7μ；⑤断面LK1920+305左墙脚的压应变由2018年10月30日的103.4μ增加至2019年9月17日的506.3μ；左拱脚的压应变由2018年9月26日的224.2μ增加至2019年8月20日的798.4μ；⑥断面LK1920+310右拱脚的压应变由2018年9月26日的131.2μ增加至2019年8月20日的485.8μ；右墙腰的压应变由2018年10月30日的78.6μ增加至2019年7月17日的622.6μ；⑦断面LK1920+325右拱腰应变变化较大，呈压拉变化，最近一期的数值为40.1μ。其余监测断面的测点以受压为主，且应变值变化较小。
可知，典型监测断面中测点应变分布不均匀，隧道衬砌左右侧呈现偏压现象，且个别测点应变数值较大，推测主要原因为隧道左线监测区段与 F13 主断层交汇，断裂带内灰岩破碎且溶蚀及裂隙发育，且断裂带内含水量丰富，来源广泛；雨季期间，由于隧道内和平行导洞内部分排水系统局部堵塞或失效，受衬砌背后水压力作用，从而导致衬砌表面应变维持较高数值和水平。
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图3 各监测断面测点应变分布情况平面示意图
综合衬砌应变监测、断面变形监测衬砌可知，2019年监测期间，洋碰隧道LK1920+240~LK1920+340区段结构总体稳定。推测由于受监测环境（温度、衬砌背后水压力等）以及隧道内和平行导 洞内部分排水系统堵塞或失效等的影响，个别监测断面测点的应变值和部分断面的变形值存在波动，本期各监测断面的衬砌应变、断面变形的变化规律或趋势可概括如下：
（1）雨季期间，各监测断面测点的应变数值呈增大趋势，且靠近排水导洞一侧的测点应变值波动较大。
（2）各监测断面呈现不同程度的偏压状态，靠近排水导洞一侧的测点应变值波动较大。
（3）衬砌部分测点的应变曲线变化明显，其中断面LK1920+280拱顶受拉，且应变数值呈增大趋势；断面LK1920+315右墙脚拉压变化明显；断面LK1920+325右拱腰测点的应变曲线波动明显，呈现拉压变化。
（4）雨季期间（4~10月），各监测断面的周边收敛和拱顶下沉的数值较大，无明显单一收敛或增大趋势。
4、结语
本文对洋碰隧道进行了衬砌应变监测和断面变形监测, 根据场地地质资料，选择变形监测方案，进行了实施的监测，通过这一系列的监测，梳理了隧道监测的原理，探讨了隧道监测这一门学科在工程实践中的应用。对于隧道养护、施工、营运安全及其处治具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]于春生. 高速公路土建工程隧道施工监测研究[J]. 建筑技术开发，2020（7）：113-114.
[2] 刘本富. 浅谈公路隧道监测项目和测点的选择[J]. 黑龙江交通科技2014（4）：73-74.
[3]中华人民共和国行业标准．《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)．
李刚（1993-），男，湖南衡阳人，助理工程师，硕士，主要从事道路与桥梁工程检测、安全咨询等工作