监控量测总报告

1、重庆水江至界石高速公路龙凤山隧道施工监控量测及数据分析总报告项目来源重庆水江至界石高速公路是重庆至长沙公路重庆境内的最西段，路线起于南川市的水 江镇，接拟建的武隆至水江段公路，经南川、巴南，止于巴南区的界石镇，接已建渝湛国 道主干线童家园子至雷神店段高速公路界石互通立交附近。龙凤山隧道是一座上下行分离的四车道高速公路长隧道，左线隧道长2880m，右线隧 道长2905m。该隧道处于中、低山重丘山岭区，山体走向总体呈北东至南西向，山、谷相 间；于隧道地表区，展布有11条树枝状缓冲沟，冲沟呈北东向，宽度约50100m，部分 沟谷内有长流水，水流量较小，随季节气候变化而变化。为确保龙凤山隧道建设质量，

2、科 学指导隧道施工，重庆高速公路发展有限公司南方建设分公司委托重庆交通科研设计院检 测中心承担隧道监控量测任务，并签订水江至界石高速公路龙凤山隧道施工监控量测合 同，合同有效期为2004年8月20日2006年8月20日，隧道交工验收后合同终止， 合同总经费991440元。量测依据2.1龙凤山隧道工程地质勘察报告；2.2龙凤山隧道施工设计图；2.3水江至界石高速公路龙凤山隧道施工监控量测合同；2.4公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)；2.5公路隧道设计规范(JTJ D70-2004)。本工程开展隧道现场监控量测的重要性3.1工程概况龙凤山隧道是一座上下行分离的四车道高速公路长隧道，隧道进

3、口与凤嘴江相连，出 口与大沙坝高架桥相连，左线隧道起讫桩号ZK28+920ZK31+800，隧道长2880m，右线 隧道起讫桩号YK28+910YK31+815，隧道长2905m。隧道进口洞门为端墙式，出口为削 竹式。该隧道处于中、低山重丘山岭区，山体走向总体呈北东至南西向，山、谷相间；于 隧道地表区，展布有11条树枝状缓冲沟，冲沟呈北东向，宽度约50100m，部分沟谷内 有长流水，水流量较小，随季节气候变化而变化。根据设计，隧道顶板埋深在7160m之 间。隧道进口主要有上覆第四系坡积亚粘土及下伏三叠系中统雷口坡组第二段灰岩和第三 段钙质泥岩、泥灰岩互层，隧道围岩总体评价为II类围岩。洞身围岩

4、主要有第四系坡、残积亚粘土，侏罗系中、下统凉高山组钙质泥岩夹石英长 石砂岩透镜体，及钙质泥岩、石英长石砂岩互层，大安寨组石英长石砂岩夹泥灰岩及珍珠 冲组钙质泥岩夹石英长石砂岩，三叠系上统须家河组块状长石石英砂岩。岩层“ X”型节 理、裂隙较发育，上部岩体多被分割成菱形块状，在陡坡或开挖临空面，破碎岩石易沿节 理、裂隙面或软质岩面产生坍塌、崩落，隧道围岩总体评价为II、III、W类围岩。隧道出口地层岩性主要为侏罗系中统沙溪庙组石英长砂岩、钙质泥岩互层，隧道围岩 总体评价为II类围岩。总体而言，本隧道围岩以砂岩、泥岩为主，呈砂泥岩互置结构，岩石节理、裂隙较发 育，充填泥、铁质及钙质物，岩质软较硬，

5、泥岩易干裂，浸水易软化，岩石较破碎，稳 定性较差，隧道以II、III类围岩为主。3.2隧道现场监控量测的目的、意义(1)意义在传统的隧道建设中，把围岩视为松散体作为主要荷载作用于衬砌结构上，使结构工 程量大，施工工艺落后，效率不高，造成浪费。随着新技术的发展，新奥法New Austrian Tunneling Method)逐步取代了传统的施工方法，其主要的特点是最大限度地保持和发挥围 岩的自承能力。近年来，通过公路隧道的大量修建，以超前支护、控制爆破技术、分部开 挖技术等的不断改进，使新奥法的内容不断完善。施工中通过现场监控量测和岩体力学分 析，随时掌握隧道开挖过程中及开挖后围岩的变位状态和

6、应力的重新分配，以适当的喷锚 支护措施对围岩变形进行有效控制，以维护和提高围岩的自承能力，充分利用支护与围岩 形成拱结构作用。喷锚支护在我国隧道建设中已被广泛应用，这为推广新奥法提供了条件。作为新奥法 的重要组成部分，新奥法监控量测在我国实施还不尽人意，对于验证事前预设计和指导事 后施工还未发挥作用，除了量测技术和分析手段有较高的技术含量外，施工单位对此不够 重视、缺乏专门的技术人才、怕麻烦以及可能导致承包人的利益下降是主要原因。龙凤山 隧道作为一条长大隧道，地质条件复杂，围岩内部空腔较发育，隧道很通道较多，施工工 序复杂等特点，动态施工过程在本工程中显得尤为必要。隧道围岩现场监控量测将对隧道

7、 施工过程进行监控，并把实测数据立即进行分析、处理，及时向施工、监理、设计和业主 反馈分析资料，为修改设计、调整设计参数提供依据。在紧急情况下及时报告有关各方， 提出处理意见，防止发生坍方，并为今后的隧道工程建设积累经验，具有很重要的实际意 义。目的龙凤山隧道围岩多属II、III、W类，以砂岩、泥岩为主，围岩强度较低，节理裂隙发 育，遇水软化后自稳能力差，并且隧道较长，地质条件变化频繁，如施工工艺不当易造成 围岩失稳，甚至可能发生大的塌方，给工程带来不可弥补的经济和时间损失。因此，本工 程开展现场监控量测具有十分重要的意义。本次隧道监控量测的目的主要包括：通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预

8、报，优化施组设计，指导现场施工，确 保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状态和应力分布，对围岩稳定性 作出评价。验证支护结构型式、支护参数，评价支护结构、施工方法的合理性及其安全性，确 定二次衬砌合理支护时间。为修改设计提拱数据、为调整施工方法提供依据。为节省工程投资，提高大断面公路连拱隧道的设计和施工水平提供科学依据和技术 保证。在隧道的新奥法施工过程中，监控量测处于一个十分重要的位置，贯穿在隧道施工的 全过程，它将隧道的设计和施工纳入动态的科学管理之中，通过选测项目对围岩与支护的 变位与应力的监测，掌握隧道的稳定状态，把量测数

9、据及其分析结果立即与预设计的支护 参数相比较，对预设计的安全性和经济性作出正确的评价。如量测结果与预设计有较大出 入，有必要对支护参数作加强或减弱的修正。在实施监控量测的过程中，可以及时发现工 程中出现的险情问题，及时处理，预防塌方。使监控量测在保证施工安全、保证工程质量、 控制造价方面可以起到意想不到的作用，实现隧道建设最佳的安全性和经济性，它是新奥 法设计完善的不可缺少的阶段，也只有通过监控量测修改完善的设计，才是隧道最终的设 计。3.3监测主要内容龙凤山道隧道主要进行现场围岩及支护参数跟踪监控量测，其具体内容如下：1）必测项目：包括围岩地质和支护描述、地表沉降观测、拱顶下沉量测、周边收敛

10、 量测等。这类量测是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性量测工 作。量测方法简单，量测密度大，量测信息直观可靠，并贯穿在整个施工过程中，对监视 围岩稳定，指导设计施工有巨大的作用。土建施工完成，量测工作亦告结束。量测断面、 测点布置原则是根据隧道的地质情况、施工方法设置，但量测密度不能少于公路隧道施 工技术规范中所规定的数目，这类测点布置见图12所示。根据围岩条件，本隧道共 设地表沉降监控量测断面6个，必测断面220个。拱彼下沉嗣线2）选测项目：包括围岩与喷射混凝土间接触压力量测、喷射混凝土内部应力量测、 钢支撑内力量测。这类量测是必测项目的拓展和补充，对特殊地段、危险地段或

11、有代表性 的地段进行量测，以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果。对已完成的支护实施有效 监控，作出评价，对未开挖地段提供参考信息，指导未来设计和施工。选测项目安装埋设 比较复杂，量测项目较多、时间长、费用较大，但工程竣工后还可以进行长期观测。断面 测点布置见图3。根据合同约定，本隧道共设选测断面8个，左右洞进出口各2个。监控 量测测点的布置见图4和图5。湍号项目标计心骨感器个数1喷温爰上应力5困祟与喷透压力&%*=、钢支押应为.5X_r会计20图3选测项目测点断面布置图量测手段和方法4.1地质及支护状况观察隧道掌子面每次爆破后和初喷后通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查，描述和记录围 岩地质情况

12、：岩层产状、裂隙、地下水情况，判断围岩类别是否与设计相符，必要时应拍 照，测量地下水流量；观察支护效果，每5m应填写1张记录卡。4.2拱顶下沉量测拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2m设3个带挂钩的锚桩，测桩 埋设深度30cm，钻孔直径642,用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。用精 密的水准仪、钢圈尺量测拱顶下沉。传感器安装见图6。图6 拱顶下沉测桩埋设图4.3隧道围岩周边位移量测在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边的拱腰（或导洞拱腰）和边墙部位 分别埋设测桩。测桩埋设深度30cm，钻孔直径642，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩 头需设保护罩，测桩每断面2组共

13、4根。采用钢尺式周边收敛仪量测周边收敛变形。传感 器安装见图7。测量锚杆件022钻孔-尹二中5 :虹图7 周边收敛测桩埋没图4.6喷射混凝土轴向应力量测沿隧道的拱顶、拱腰和边墙在喷射混凝土内埋设5个应力计。围岩初喷以后，在初喷 面上将应力计固定，再复喷，将应力计全部覆盖并使应力计居于喷层的中央，方向为切向。 喷射混凝土达到初凝时开始测取读数。传感器安装见图8。瓣憾，凝上图8瓣憾，凝上图8初期支护应力传感器埋设图4.8围岩与喷射混凝土间的接触压力量测沿隧道周边拱顶、拱腰和边墙埋设压力传感器，将双膜钢弦式压力盒分别埋设在围岩 与喷射混凝土之间。压力盒是在喷混凝土施工以前埋设，测取围岩对喷射混凝土压

14、力，混 凝土达到初凝强度以后开始测取读数。每个断面5个测点。传感器安装见图9。图9初期支护接触压力传感器埋设图啧奸跪土图9初期支护接触压力传感器埋设图啧奸跪土4.9型钢支撑或格脚支撑应力量测型钢支撑内力监测采用钢筋计量测，把钢筋计焊接在钢支撑上，量测钢支撑内力。钢 支撑安装完以后即可测取读数。量测断面的测点布置位置与喷射混凝土轴向应力测点布置 位置相同见，单洞每个断面5个测点。传感器安装见图10。焊接钢筋钢筋计焊接钢筋钢筋计焊接钢筋L_l_二二二二二钢支撑图10 钢支撑内力传感器埋设图量测频率数据采集每个断面的量测频率见表3,并且要满足工程实际需要。对于采用分部开挖的地段， 如正台阶开挖，上半

15、断面开挖与下半断面开挖不在同一时间，当量测断面工作状态发生改 变的前后一个星期之内或距离测点一倍洞跨以内按1次/天的频率采集数据。另外，如埋 设的测点量测期间遭到破坏，恢复以后按新埋测点要求采集读数，这样增加了数据采集的 次数和数量，保证数据的可靠性和有效性。龙凤山隧道监控量测项目、方法及监测频率表表1序号项目 名称方法及 工具布置量测间隔时间量测 次数115天16天1月13月3个月以后1地质及支护状况观 察围岩地质描 述，支护观 察，罗盘仪开挖后及初期支护 后进行每次爆破后进行2周边位移周边收敛计每550m一个断面, 每断面2对测点。12次/天1次/2天12次倜13次/月573拱顶下沉精密水

16、准 仪、塔尺、 钢卷尺每550m 一个断面， 每断面3个测点。12次/天1次/2天12次倜13次/月574喷射混凝土轴向应 力应力计、频 率仪每地质围岩变化处 设一个断面,每断面5 个测点。1次/天1次/2天12次倜13次/月575围岩压力双膜压力盒、频率仪每地质围岩变化处 设一个断面，每断面5个测点。1次/天1次/2天12次倜13次/月576钢支撑内 力钢筋计、频 率仪每地质围岩变化处 设一个断面，每断面5个测点。1次/天1次/2天12次倜13次/月57现场监控量测组织机构合同签定后，我院重庆公路工程检测中心立即进行各项准备工作，组织技术人员在最 短的时间内进驻现场，并建立了在南川设立了龙凤

17、山隧道现场监控量测组，全面负责本项 目的实施和管理。本项目先后由唐健、胡学兵总体负责，李文刚、王芳其两名技术员对现 场进行跟踪指导，确定监控量测断面和指导日常监控量测工作，完成工作大纲、阶段报告 和总报告的编写，了解施工的进展情况，指导现场监控量测的正常进行。并委派有王雄兵 （助工）、张导培（助工）、黄冈（技工）、施泽友（技工）、聂坤键（技工）、胡达（技工） 等多名技术人员常驻隧道施工现场，负责日常监控量测工作，采集监测数据。根据我院质 量管理体系，成立了由蒋树屏研究员、刘伟研究员和程崇国教授级高工组成的专家组，为 本项目把关，并参与重要方案的研讨和制定。水界高速公路龙凤山隧道现场监控量测组织

18、 机构见图11。2004年9月20日，监测组进驻现场，当日与现场监理组一道，对隧道施工现场进行详细调查，并走访标段承包人，与施工单位建立了工作联系，商讨监控量测的实 施步骤，制订量测计划，讨论技术问题。并由业主主持召开了多次监控量测协调会，为监 控量测工作的顺利展开创造了有利条件。龙凤山隧道监控量测项目在南川县城建立现场监控量测项目部，租赁一套100m2办公 及生活用房，在隧道进、出口附近分别成立了现场监控量测小组，并各租有一间民用房， 供监测小组休息和办公，以便随时掌握隧道施工动态，及时给项目部反馈监控量测信息及 现场施工情况。项目部配置DSZ-2自动安平精密水准仪3台、周边收敛仪3台、频率

19、仪3 台、台式电脑2台、笔记本电脑1部、照相机1部、打印机1台，以及开展现场监控量测 所必须的应变仪、钢筋计、压力盒和相关的工具、导线附件等传感器。通过以上人员的组成和现场办公设备的配置，能够充分保证现场监控量测工作按合同 要求顺利的进行。图11现场监控量测组织机构监控量测工作完成情况从2004年9月20日进驻施工现场开始，项目组即开始开展监控量测工作，设点监测、 对掌子面围岩条件进行描绘，至2006年5月，隧道已经贯通，二次衬砌基本完成的前提 下，项目组撤离施工现场，监控量测组共完成8个选测断面、6个地表沉降监测断面、221 个必测断面的监测工作。共采集监控量测数据70851个，掌子面工程地

20、质描述1157份，编 写监控量测阶段报告16份，监控量测计划15份，施工建议1份，进场报告和退场报告各 1份。8 .现场监控量测数据分析8.1信息处理的重要性数理统计是研究和揭示随机现象统计规律性的一门学科。随机现象是指个别试验中它 有可能发生，也有可能不发生，呈现不确定性，而在大量重复试验中又呈现出统计规律性 的一类现象。随机现象可以通过随机试验进行研究，随机试验得来的数据有两个特征：一 是在同样条件下测得的数据参差不齐，具有波动性；二是在大量重复试验中得到的数据又 具有统计规律性。在分析测试中，由于各种不可控制的偶然因素的随机和综合的影响，使得测试结果有 不同的值，人们不能预知测定值的具体

21、大小，但测定值落在某个范围的概率是确定的。测试结果的误差按其性质可分为：随机误差、系统误差和过失误差。测试结果的误差按其产生的原因可分为：仪器误差、方法误差、操作误差和环境误差。仪器误差是由于以下原因产生的：仪器未调整到最佳的工作状态，仪器的稳定性不好， 仪器长期使用引起的精度下降，仪器未经过严格的校正。方法误差产生的原因：测试方法本身不完善，采用的经验公式或量测条件不完全满足 应用理论公式所要求的条件。操作误差是由于操作人员的生理缺陷(如眼睛的辨别能力差)、主观偏见及不良的习 惯(如不按规定的操作规程进行操作)等引起的。环境误差是由于环境不完全符合量测所要求的条件而引起的误差。例如环境温度变

22、化 引起量测仪器精度的改变。数理统计是以概率论为基础，研究如何以有效的方式收集、整理和分析受到随机性影 响的数据，并以这些有限的数据为依据对所考察的问题作出推断和预测，为采取决策提供 科学的依据。其中包括试验设计和统计推断，试验设计研究如何对随机现象进行观察、试 验，以取得有代表性的局部观察值。统计推断研究如何对试验获得的数据进行整理、分析， 从而对所关心的问题作出尽可能精确、可靠的结论，即对随机变量的分布和分布中的参数 进行估计和判断。因此，数理统计是用从局部现象去推断整体内在规律性的方法，完全适 用于公路隧道监控量测数据的分析、处理。8.2 样本的选取在目前的统计分析中，无论是无限总体还是

23、有限总体，从客观可能性与经济上考虑， 都是采取抽样检验，通过样本值去了解样本分布，并推断总体，要使统计推断的结论正确 可靠，应满足三个基本条件：保证所抽样本对总体有充分的代表性采用科学的抽样方法进行抽样在所获得样本资料的基础上，运用正确的方法进行统计推断。在公路隧道的监控量测项目中，几乎所有的应力、变形量测值的变化过程都是呈逐渐 增大的状态，且经过一段时间的量测后，量测值均已趋于稳定，因此本研究报告中取每个 量测项目的最终量测值作为研究的对象，本报告对拱顶下沉、周边收敛、围岩与喷射混凝 土接触压力等量测项目进行了统计分析。8.3统计量的选取统计学认为样本来自总体，其中包含了来自总体的大量信息，

24、但是，样本一般是n维 随机变量或n个随机变量，分析、处理很不方便，因此，必须对采集到的一大堆观测值， 进行进一步的整理、加工，把样本中有用的信息集中起来，在数理统计中也就是构造出一 个适当的样本的函数-统计量来解决有关的问题。本报告中用到了样本均值、样本偏差、样本极差等统计量。设XI，X1，。，Xn为总体X的一个样本，则1寸X =- Xn，ii=1称为样本均值，反映了随机变量取值的平均大小，刻划了其取值分布的中心位置。、:1 nS 口（X； X）2称为样本标准差，反映了相对于均值（mean）的离散程度。R = X 皿套-X min称为样本极差，反映了样本取值的分散程度。8.4地表下沉监控量测数

25、据分析龙凤山隧道现场监控量测组共对6个地表下沉断面进行了监测，监测数据统计见表2, 总体统计分析情况如下：地表沉降监测结果统计表表2断面桩号12345收敛值（mm）收敛时 间（d）收敛值（mm）收敛时 间（d）收敛值（mm）收敛时 间（d）收敛值（mm）收敛时 间（d）收敛值（mm）收敛时 间（d）ZK28+9302.64754.5755.13614.45546.2761ZK31+7006.33776.67776.657011.28653.5777ZK31+8303.527013.31706.1170YK28+9301.48615.30544.78541.8568YK31+7003.28770

26、.15704.27704.97776.2177YK31+8309.327010.56707.8570样本均值 X =5.62mm测点1样本均值X 1=3.43mm测点2样本均值X 2 =5.89mm测点3样本均值X 3 =9.98mm测点4样本均值X 4 =7.89mm测点5样本均值X 5=4.48mm样本标准差X =3.08mm样本极差 R =13.16mm平均收敛时间r =68.8天从地表沉降量测值总体分析，地表沉降的最大值一般出现在隧道正上方，而离隧道中 心轴越远，地表沉降监测值越小。对于本隧道，拱顶位置地表沉降量为10mm左右，边墙 位置地表沉降位移在58mm之间，而边墙以外8m处的位

27、移为35mm，鉴于本隧道洞口工 程的成功修筑经验，以及监控监测存在一定的滞后性，可以推断，一般在II类围岩条件下， 两车道公路隧道洞口地表沉降控制在10mm以内时，能够基本保证洞口边仰坡的稳定性。 同时，由于洞口施工进度较慢，二次衬砌跟上的时间较长，因此，洞顶地面沉降的收敛时 间也较长，一般为23个月；由于洞口位置围岩整体较差，同一断面不同测点的趋稳时间 也基本一致。从样本标准差的计算来看，其值较小，表明地表沉降受施工影响产生的离散 性并不大，同时，由于监测环境较好，测量误差也并不太明显。8.5选测项目监控量测数据分析龙凤山隧道现场监控量测组共对8个选测断面进行了监测，选测内容包括围岩与喷射

28、混凝土间的接触应力、喷射混凝土内部应力和钢支撑内部应力，现根据不同的选测项目进 行统计分析。（1）围岩与喷射混凝土间测接触压力龙凤山隧道围岩与喷射混凝土接触压力量测断面共有8个（见表3），其中进口（7标）左侧边墙均值X 左侧边墙均值X =25.5Kpa 左侧拱腰均值X =33.2Kpa 拱顶均值X =58.9 Kpa样本标准差S=39.4样本标准差S=38.1样本标准差S=69.1样本极差R=119.2 Kpa 样本极差R=113.1Kpa 样本极差R=208.7Kpa4个，出口（8标）4个，总体统计分析情况如下：围岩与喷射混凝土接触压力统计表（KPa）表3所处位置断面桩号围岩 类别左侧边墙左

29、侧拱腰拱顶右侧拱腰右侧边墙隧道 进口ZK29+143III类14.72.53.827.927.0ZK29+607III类15.616.0212.5292.525.6YK29+145I类8.152.726.507.7YK29+582I类122.0115.681.3129.8243.5隧道 出口ZK31+270I类2.82.618.00.0ZK31+590II类20.631.080.828.415.2YK31+268II类8.639.842.117.24.4YK31+634II类11.35.75.812.51.1右侧拱腰均值X =72.6 Kpa 样本标准差S=106.1样本极差R=292.5Kp

30、a右侧边墙均值X =40.6Kpa样本标准差S=82.7样本极差R=243.5 Kpa从围岩与喷射混凝土接触压力量测值总体分析，接触压力拱顶和拱腰部位较大，而边 墙部位最小，说明隧道拱部传递的荷载比较大。接触压力的标准差和极差都比较大，说明 接触压力比较离散，该项监控量测项目受到施工的影响、以及围岩自身的特性比较大。另 外，受台阶法和各施工步序间施工工序时间安排较长的影响，围岩与喷射混凝土间的接触 压力收敛时间较长。（2）喷射混凝土轴向应力监测龙凤山隧道喷射混凝土轴向应力监测断面共有8个（见表3），其中进口（7标）4个，出口（8标）4个，总体统计分析情况如下：喷射混凝土轴向应力监测统计表（KP

31、a）表4所处位置断面桩号围岩 类别左侧边墙左侧拱腰拱顶右侧拱腰右侧边墙隧道 进口ZK29+143III类-5003-3883-11902-5473-2507ZK29+607III类-2834-8386-20287-13402-3611YK29+145I类-2241-4786-70441845-3327YK29+582I类-2799-20947-29588-8862-3325隧道 出口ZK31+270I类790-7755-3831-60311769ZK31+590II类157-7826-6810-506-1613YK31+268II类2780-4242-6321-5401814YK31+634I

32、I类-5898-8578-400996493440样本标准差S=2947样本标准差S=5463样本标准差S=9162样本标准差S=7083样本标准差S=3282样本极差R=-6688Kpa样本极差R=-17064Kpa样本极差R=-25757Kpa样本极差R=-23051Kpa样本极差R=-6765Kpa左侧边墙均值样本标准差S=2947样本标准差S=5463样本标准差S=9162样本标准差S=7083样本标准差S=3282样本极差R=-6688Kpa样本极差R=-17064Kpa样本极差R=-25757Kpa样本极差R=-23051Kpa样本极差R=-6765Kpa从喷射混凝土轴向应力监测值

33、总体分析，喷射混凝土总体上都是呈受压状态，拱顶压 应力值最大，拱腰次之，边墙部位最小。喷射混凝土内部应力最大值达到了 20Mpa，局部 喷射混凝土可能已经被压坏。拉应力值在此次监测过程中也有出现，主要出现在边墙和拱 腰位置，这主要与局部地段仰拱钢支撑没有封闭成环，喷射混凝土底端约束力太小有关。喷射混凝土总体上受力较大，说明喷射混凝土在维持隧道稳定方面发挥了很大的作用。从 样本标准差和样本极差来分析，两者值都很大，说明围岩条件的不同，支护参数的不同， 会导致喷射混凝土内部应力产生很大的离散性。总体上来讲，在本工程中，喷射混凝土在维持隧道稳定方面发挥了积极的作用；从支 护效果上来看，在喷射混凝土已

34、经完毕的地段，基本上没有出现坍塌、开裂的现象，说明 喷射混凝土的施作时间也是比较合理的。（3）钢支撑内力监测龙凤山隧道钢支撑内力监测断面共有8个（见表3）,其中进口（7标）4个，出口（8标）左侧边墙均值X 左侧边墙均值X =-2967Kpa 左侧拱腰均值X =-12163Kpa 拱顶均值X =-24789 Kpa 右侧拱腰均值X =-14555 Kpa 右侧边墙均值X =-5954Kpa样本标准差S=5686样本标准差S=26307样本标准差S=22067 样本标准差S=8972 样本标准差S=6351样本极差R=-17400Kpa样本极差R=-79485Kpa样本极差R=-60980Kpa样

35、本极差R=-28802Kpa样本极差R=-17992 Kpa4个，总体统计分析情况如下:钢支撑内力统计表（KN）表5所处位置断面桩号围岩 类别左侧边墙左侧拱腰拱顶右侧拱腰右侧边墙隧道进口ZK29+143III类-49.954.918-47.935-15.510-2.265ZK29+607III类-5.743-9.924-37.403-28.091-16.646YK29+145I类-6.261-4.7780.419-10.381-10.452YK29+582I类-10.994-73.953-60.561-23.513-8.723隧道 出口ZK31+270I类6.4066.173-25.326-8

36、.9682.291ZK31+590II类-0.849-16.187-14.604-18.187-8.078YK31+268II类3.600-9.081-9.7830.7111.346YK31+634II类-4.8975.532-3.120-12.504-5.103从钢支撑内力监测值来看，钢支撑总体上都是呈受压状态，拱顶压力值最大，拱腰次 之，边墙部位最小。钢支撑内力最大压力值达到了73.953KN，钢支撑承受了很大的结构内 力。在此次监测过程中也有出现，在边墙、拱腰和拱顶位置钢支撑均出现有拉力：拱顶出 现拉力时，拱腰和边墙都呈受压状态，此时荷载以侧向压力为主；当一侧拱腰出现拉力时， 另一侧拱腰

37、基本上都是出现压应力，此时荷载以偏压荷载为主；当一侧边墙出现拉力时， 另一侧边墙也将出现拉力，说明此时围岩压力以水平压力为主，并且钢支撑端部没有充分 固定。钢支撑总体上受力较大，说明钢支撑在维持隧道稳定方面发挥了很大的作用。从样 本标准差和样本极差来分析，两者值都很大，说明围岩条件的不同，支护参数的不同，会 导致钢支撑内力产生很大的离散性。总体上来讲，在本工程中，钢支撑在维持隧道稳定方面发挥了积极的作用；从支护效 果上来看，在钢支撑已经完毕的地段，基本上没有出现坍塌、开裂的现象，说明钢支撑的 施作时间也是比较合理的，支护刚度也能保证隧道的稳定。从钢支撑与喷射混凝土的联合 支护效果来看，钢支撑与

38、喷射混凝土的内力分布基本一致，在喷射混凝土受压的部位，钢 支撑也一般受压；在钢支撑受拉的部位，喷射混凝土也一般受拉，说明钢支撑与喷射混凝 土的联合支护效果比较明显。8.6必测项目监控量测数据分析8.6.1拱顶下沉龙凤山隧道拱顶下沉量测断面共有220个，其中进口 111个，出口 109个。在进口 111 个监测断面中，111类围岩监测断面90个，Illb类围岩监测断面16个，W类围岩监测断面 5个；在出口 109个监测断面中，11类围岩监测断面44个，111类围岩监测断面65个。现 根据进出口以及不同的围岩类别统计列表分析。（1）进口III类围岩拱顶下沉分析进口m类围岩拱顶下沉监测值统计表表6度

39、匚而刑士?拱顶下沉值（mm）收敛时间 （天）断面桩号拱顶下沉值（mm）收敛时间 （天）断面桩号拱顶左侧拱顶拱顶右侧拱顶左侧拱顶拱顶右侧YK29+0287.098.475.5740ZK29+0988.917.608.2668YK29+0605.576.526.2760ZK29+1189.35-11.2660YK29+0806.846.289.3250ZK29+1439.228.339.6660YK29+1009.9410.538.8870ZK29+16410.8210.0314.3946YK29+1209.279.469.2856ZK29+18410.268.7910.0754YK29+1459

40、.577.898.8658ZK29+20812.0210.329.5249YK29+16210.047.7810.1460ZK29+22512.1411.4411.2844YK29+1869.239.7650ZK29+24010.3710.2010.8242YK29+21311.1213.3340ZK29+25911.6010.6011.9645YK29+23010.4210.6711.5150ZK29+27611.7210.7611.3040YK29+24811.6010.3711.3640ZK29+29311.6410.9311.4634YK29+26612.7311.2011.9842Z

41、K29+30811.9110.3811.4148YK29+28311.2510.9212.4141ZK29+32312.1211.7312.6952YK29+30012.3411.7812.3339ZK29+33711.5011.3111.3256YK29+31613.3111.0212.4432ZK29+35313.1311.3014.0848YK29+33412.0111.5812.7230ZK29+36811.4410.3711.4854YK29+35110.9811.217.7057ZK29+38310.799.6411.4740YK29+36911.069.689.7728ZK29+

42、45313.0012.1913.2030YK29+3828.478.6010.330ZK29+46816.4414.7716.4627YK29+40010.839.9711.1440ZK29+48216.5314.5217.5936YK29+45615.0613.6815.6130ZK29+49517.1615.2617.4435YK29+47010.0615.7617.2634ZK29+51117.1116.8318.6030YK29+48317.5015.2018.1033ZK29+52713.5514.8012.5830YK29+50317.4015.8018.9232ZK29+5511

43、6.2518.0416.8027YK29+51816.2314.7616.7735ZK29+56716.6117.6815.8639YK29+5374.2814.8032ZK29+58715.9316.3914.7339YK29+55017.7418.0040ZK29+60718.3319.2817.5122YK29+56614.6314.6915.2440ZK29+62316.8019.4044YK29+58218.9018.2317.5218ZK29+63617.0718.7944YK29+60022.1819.5018.9715ZK29+65717.8017.0044YK29+61718

44、.3918.9817.6540ZK29+67817.1918.0442YK29+64010.7812.6145ZK29+70017.8519.9416.6040YK29+66321.5417.0340ZK29+7427.569.087.2643YK29+67617.6819.0542ZK29+8675.596.535.6742YK29+73616.3216.6815.8544ZK29+9941.460.7251YK29+9286.295.4840ZK30+0243.053.4442YK30+0978.287.2040ZK30+0787.546.467.5742YK30+1208.347.724

45、2ZK30+0957.757.367.7942YK30+1419.279.448.6240ZK30+1149.319.138.4341YK30+30014.7615.4040ZK30+1349.399.649.6745YK30+33513.9714.5840ZK30+16010.3610.6146YK30+41114.2414.4530ZK30+18412.1111.0854ZK29+0307.076.957.6359ZK30+34014.6016.3543ZK29+0588.017.3272ZK30+36216.6815.1838ZK29+0788.568.059.2571ZK30+3831

46、4.7615.2134拱顶左侧均值X 拱顶左侧均值X =12.0mm 拱顶均值X =12.06mm 拱顶右侧均值X =12.46mm 收敛时间均值X =42.66d样本标准差S=4.05 样本标准差S=4.07 样本标准差S=3.88 样本标准差S=11.02样本极差R=20.72mm 样本极差R=20.82mm 样本极差R=15.61mm 样本极差R=57d从进口III类围岩拱顶沉降监测值来看，由于三测点间距较近，各点监测收敛均值相差 不大，拱顶右侧的值最大，为12.46mm，拱顶位置测点沉降值次之，为12.06mm，拱顶左 侧的监测值最小，为12.0mm，三测点的监测值均质相差不到5%，说

47、明拱顶三测点的值均 能代表拱顶的沉降情况，监测过程中，只要保证一个测点的监测情况，即可掌握拱顶围岩 的变化状态。从拱顶沉降均值来看，由于测点开始监测时，围岩的位移已经发生了一部分， 因此，围岩拱顶的沉降值实际上应该大于该均值，监测的结果反应，当I类围岩监测沉降 量在12mm以内时，一般拱顶沉降处于稳定状态。从样本标准差来看，三个位置的标准差 都很小，说明拱顶沉降监测值比较集中。从样本极差来看，最大的只有20.72mm，说明拱 顶沉降监测值的分布范围并不大。从拱顶沉降收敛时间来分析，拱顶沉降平均收敛时间为 42.66天，一般在下台阶开挖时，拱顶沉降还会有一定的发展，但其变化情况并不太明显， 即说

48、明在I类围岩条件下，下台阶的施工对拱顶围岩的影响不大，为了加快施工进度，下 台阶可以长台阶开挖。对于新奥法施工的隧道，一般42天过后，就应该准备二次衬砌的 施作。（1）进口Ib类围岩拱顶下沉分析拱顶左侧均值X =12.68mm拱顶左侧均值X =12.68mm拱顶均值X =12.31mm拱顶右侧均值X =12.89mm样本标准差S=13.37样本标准差S=3.04样本标准差S=3.19样本极差R=12.16mm样本极差R=8.92mm样本极差R=10.10mm进口Ib类围岩拱顶下沉监测值统计表表7断面桩口拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）号拱顶左侧拱顶拱顶右

49、侧拱顶左侧拱顶拱顶右侧YK29+69920.1918.7040YK30+26812.5713.3842YK29+77615.9417.1414.1836YK30+38514.5615.4014.8736YK29+82510.2410.949.1742ZK29+77914.1615.5612.9742YK30+1699.778.228.6050ZK30+20012.2912.1350YK30+1858.038.238.8445ZK30+23511.7212.2470YK30+2008.789.7248ZK30+26016.4615.0552YK30+22211.2511.569.7348ZK30

50、+28714.3114.8152YK30+25311.1212.6148ZK30+32017.5717.2445收敛时间均值X =46.63d样本标准差S=8.05样本极差R=34.0d从进口Illb类围岩拱顶沉降监测值来看，拱顶三测点监测收敛均值相差也不大，拱顶 右侧的值最大，为12.89mm，拱顶位置测点沉降值最小，为12.31mm，拱顶左侧的监测值 介于两者之间，为12.68mm，三测点的监测值均质相差也不到5%，说明拱顶三测点的值 均能代表拱顶的沉降情况，监测过程中，只要保证一个测点的监测情况，即可掌握拱顶围 岩的变化状态。从拱顶沉降均值来看，由于测点开始监测时，围岩的位移已经发生了一

51、部 分，因此，围岩拱顶的沉降值实际上应该大于该均值，监测的结果反应，当Illb类围岩监 测沉降量在13mm以内时，一般拱顶沉降处于稳定状态。从样本标准差来看，除了拱顶左 侧位置测量值标准差较大外，其余两个位置的标准差都很小，说明拱顶沉降监测值比较集 中。从样本极差来看，最大的只有12.16mm，说明拱顶沉降监测值的分布范围很小。从拱 顶沉降收敛时间来分析，拱顶沉降平均收敛时间为46.63天，一般在下台阶开挖时，拱顶 沉降还会有一定的发展，但其变化情况并不太明显，即说明在Illb类围岩条件下，下台阶 的施工对拱顶围岩的影响不大，为了加快施工进度，下台阶可以长台阶开挖。对于新奥法 施工的隧道，一般

52、42天过后，就应该准备二次衬砌的施作。（3）进口W类围岩拱顶下沉分析进口W类围方岩拱顶下沉监测值统计表表8嗅R而士 1士卓拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶左侧拱顶拱顶右侧拱顶左侧拱顶拱顶右侧YK29+8735.915.754.8836ZK29+82110.19.058.5945YK30+0116.666.645.2342ZK29+9177.598.5338YK30+0576.776.3239拱顶左侧均值X =7.41mm样本标准差S=1.62样本极差R=4.19mm拱顶均值X =7.49mm样本标准差S=1.56样本极差R=3.3mm拱顶右侧

53、均值X =6.26mm样本标准差S=1.67样本极差R=3.71mm收敛时间均值X =40d样本标准差S=3.54样本极差R=9.0d从进口W类围岩拱顶沉降监测值来看，拱顶三测点监测收敛均值相差也不大，拱顶沉降值最大，为7.49mm，拱顶左侧位置测点沉降值次之，为7.41mm，拱顶右侧的监测值最 小，为6.26mm，三测点的监测值均值相差也都很小，说明拱顶三测点的值均能代表拱顶的 沉降情况，监测过程中，只要保证一个测点的监测情况，即可掌握拱顶围岩的变化状态。 从拱顶沉降均值来看，由于测点开始监测时，围岩的位移已经发生了一部分，因此，围岩 拱顶的沉降值实际上应该大于该均值，监测的结果反应，当W类

54、围岩监测沉降量在7.5mm 以内时，一般拱顶沉降处于稳定状态。从样本标准差来看，三个位置的样本标准差都很小， 说明拱顶沉降监测值比较集中。从样本极差来看，最大的只有4.19mm，说明拱顶沉降监测 值的分布比较集中。从拱顶沉降收敛时间来分析，拱顶沉降平均收敛时间为40天，该项 样本标准差和样本极差都不大，说明W类围岩下，拱顶沉降的收敛时间与40d不会相差太大，对于新奥法施工的隧道，一般40天后，就应该准备二次衬砌的施作。（4）出口II类围岩拱顶下沉分彳出口II类围方昔拱顶下沉J监测值统计表表9度匚而刑士?拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶左侧拱顶

55、拱顶右侧拱顶左侧拱顶拱顶右侧YK30+8168.17.957.7262YK31+59913.2616.6715.1184YK30+83610.079.157.6961YK31+61818.7014.7515.5587YK30+8548.678.697.6071YK31+63423.8221.6420.6698YK30+8749.467.9110.8660YK31+67717.4418.7518.29108YK30+9047.297.576.6370YK31+69315.5014.3615.90110YK30+9348.867.927.5470ZK30+75610.3311.318.27100Y

56、K30+9666.596.767.4076ZK30+78510.689.199.34114YK30+9966.095.066.2980ZK30+8019.558.208.47125YK31+0185.864.01100ZK30+8169.308.407.80118YK31+0377.996.969.4284ZK30+8398.137.317.14110YK31+0569.439.589.6280ZK30+8599.228.548.58120YK31+22812.6812.9810.7380ZK30+9568.088.70112YK31+24012.8612.9112.7182ZK30+9896

57、.498.096.25104YK31+2510.560.430.4280ZK31+0266.656.52112YK31+25911.2012.399.3984ZK31+23914.6414.6912.5384YK31+2687.588.037.4396ZK31+25516.4216.4215.1170YK31+28113.5213.8313.1437ZK31+27013.7014.0013.2684YK31+29314.3115.9313.9570ZK31+28823.5018.9721.6582YK31+42315.4816.9312.9070ZK31+41722.6617.4516.856

58、6YK31+4539.076.666.0570ZK31+43518.3019.8513.9580YK31+46610.326.925.0390ZK31+45018.4320.4622.0280YK31+48320.3718.7015.0370ZK31+46016.0017.2115.16100拱顶左侧均值X =12.12mm样本标准差S=5.17样本极差R=15.72mm拱顶均值X =11.72mm样本标准差S=5.03样本极差R=13.69mm拱顶右侧均值X =10.93mm样本标准差S=4.86样本极差R=14.30mm收敛时间均值X =86.16d样本标准差S=19.11样本极差R=63

59、.00d从出口II类围岩拱顶沉降监测值来看，拱顶三测点监测收敛均值相差也不大，拱顶左 侧沉降值最大，为12.12mm，拱顶位置测点沉降值次之，为11.72mm，拱顶右侧的监测值 最小，为10.93mm，三测点的监测值均值相差也都很小。从拱顶沉降均值来看，由于测点 开始监测时，围岩的位移已经发生了一部分，因此，围岩拱顶的沉降值实际上应该大于该 均值，监测的结果反映，当II类围岩监测沉降量在12mm以内时，一般拱顶沉降处于稳定 状态。从样本标准差来看，三个位置的样本标准差都很小，说明拱顶沉降监测值比较集中， 并且沉降均值越大，样本标准差越大，监测数据反映越离散。从样本极差来看，最大极差 只有15.

60、72mm，说明拱顶沉降监测值的分布相对比较集中。从拱顶沉降收敛时间来分析， 拱顶沉降平均收敛时间为86.2天，该项样本标准差和样本极差都比较大，说明II类围岩 下，拱顶沉降的收敛时间比较离散，除了与围岩自身的特性有一定的关系外，与施工方法，支护参数的施作时间等有比较大的关联。对于新奥法施工的隧道，一般II类围岩条件下86 天后，就应该准备二次衬砌的施作。（5）出口I类围岩拱顶下沉分析出口I类围岩拱顶卜沉监测值统计表表10应片 4+ 口.拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶下沉值（mm）收敛时间（天）断面桩号拱顶左侧拱顶拱顶右侧拱顶左侧拱顶拱顶右侧YK30+4605.95.555.293