高速铁路大断面软弱围岩隧道变形特性及施工监测信息化改进

隧道作为地下工程，水文和工程地质情况等未知因素比较多，加上围岩性质的复杂性，导致设计支护参数不能适应掌子面围岩情况。通过施工现场的监控量测，将收集到的围岩和支护变形信息进行数据反馈，判断围岩和支护结构的稳定性，成为变更设计的依据。施工现场量测数据的反馈一般通过量测数据与这些准则的比较而反馈于设计施工。常用的三个判断标准如下。

1.根据位移（或净空变化）量值或预计最终位移值来判断

在隧道开挖过程中，若发现量测到的位移总量超过某一临界值或者根据已测位移预计最终位移将超过某一临界值时，则意味着围岩不稳定，支护系统须采取补强措施，并改变施工程序或设计参数，必要时应立即停止开挖，进行施工处理。我国在参照国外有关资料并对我国一些工程的实测数据进行统计分析的基础上，《锚杆喷射混凝土技术规范》（GB50086-2001）提出了隧洞周边允许相对收敛值的参考数据（表6-2）。

2.根据位移速率来判断

位移速率也可以作为判断围岩稳定性的标志，新奥法施工的一条原则是二次衬砌要在围岩变形基本稳定的情况下施作，以保证支护系统具有足够的安全度和耐久性。围岩变形基本稳定时间主要是根据位移速率来确定的。《铁路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）规定隧道二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：①各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；②已产生的各项位移占预计总位移量的80%～90%；③周边位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d。

二次衬砌施工时间的选择。对于浅埋大断面隧道，围岩丧失稳定时的临界位移速率很小，应尽快施作二次衬砌，对隧道的稳定有利。

表6-2　隧洞周边允许位移相对值(www.xing528.com)

注：①周边位移相对值是指两测点间实测位移累计值与两测点间距离之比，两测点间位移值也称收敛值。②脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。③本表适用于高跨比0.8～1.2的下列地下工程：Ⅲ级围岩跨度不大于20m；Ⅳ级围岩跨度不大于15m；Ⅴ级围岩跨度不大于10m。

3.时间-位移曲线

对于隧道开挖后在洞内测得的位移曲线，如果始终保持，则围岩稳定。

如果位移曲线出现的情况，即变形速度不再继续下降，说明围岩进入“二次蠕变”状态，必须发出警告，及时加强支护系统。

如果位移出现的情况，表示围岩已经进入危险状态，必须立即停止施工，进行围岩加固。