刘训臣

随着城市地下工程建设的发展，涌现出大量新的岩土工程技术问题。对于浅埋隧道，地层变形过大不仅会导致隧道事故，影响范围还可能会波及到地表，产生地表塌陷，导致道路路面和构筑物等设施的损坏，给人民生活和工程建设造成影响和损失[1，2］。因此，隧道施工过程中防止坍塌和有效地控制施工所引起的地表沉降已成为城市地下工程建设中必须解决的问题。

1 工程概况

深圳某地下工程为两条超浅埋暗挖大跨度平顶直墙隧道，横穿城市主干道，采用四步双侧壁导坑法开挖，开挖断面宽10.3 m，高7.65 m，埋深 2.0 m ～2.8 m，全长 92 m。隧道采用复合式衬砌，主体结构为700 mm厚箱形钢筋混凝土结构。初期支护为加劲喷射钢纤维混凝土，混凝土强度等级C25，厚400 mm。

该隧道主要穿越地层为:杂填土层、饱和中砂层和淤泥质砂层，粘土层，地下水丰富。其中0.6 m～6.5 m范围为饱和中砂层，不均匀混少量粘性土，局部夹粘性土团，饱和，稍中密。该工程所处的地理位置特殊，地面车流量大、交通繁忙，施工干扰大，地质条件较差，必须对施工全过程进行全方位监测，以便对工程结构的稳定性及其周围环境的影响适时评判，及时预测和预防施工中可能出现的不利局面，动态组织和指导施工。

2 监测方案及测点的布置

监测内容包括覆土层土体沉降、顶板沉降、周边收敛，衬砌应力及围岩与衬砌之间的接触应力，量测测点布置如图1所示。

3 监测数据的整理与分析

3.1 覆土层土体沉降

覆土层土体沉降如图2所示。

根据现场监测结果显示，在开挖过程中掌子面地表附近受影响的20 m范围内均产生沉降，其中掌子面正上方地表沉降速率最大，接近4 mm/d，随掌子面向前掘进而逐渐稳定;在相邻洞室开挖及下台阶开挖时，上台阶支护施作后的洞室地表仍然受到扰动而产生沉降，沉降速率接近3 mm/d。在整个结构支护结束后，拆除临时支撑进行二次衬砌之前的过程中，地表产生一个沉降突变，然后逐渐趋于稳定，沉降从结构中心向两边迅速衰减，结构中线外20 m处沉降为11 mm。

3.2 顶板沉降

隧道开挖至主量测断面布置拱顶沉降观测点，开挖结束时拱顶沉降90.5 mm，拆撑后拱顶沉降突然增加并稳定在114.4 mm，如图3所示。

3.3 周边收敛

水平收敛曲线见图4。开挖后水平收敛速率最大2.5 mm/d，随着初衬强度增加且围岩稳定后收敛速率减小，待支护结构充分发挥本身强度后，20 d后逐步稳定在0.1 mm/d～0.2 mm/d。由图4可知6号洞室水平收敛最大为19 mm，这是由于右侧壁土压力比较大的缘故。

3.4 初衬应力

地下结构主要采用工字钢加主筋加工的加劲混凝土结构，针对主筋的工作状态及受力情况，对不同部位的主筋受力量测，图5为结构钢筋应力分布图。

从图5中可以看出，应力较大值分布于结构的侧边墙、与边墙的拐角、顶板的底部，在结构的底部最大应力为115 MPa，开挖跨度大的部位与顶板和边墙的拐角处应力150 MPa，但均未超过180 MPa。

3.5 围岩与衬砌之间的接触应力

图6为本工程的典型量测断面的围岩接触应力大致分布图，该图是应力盒埋设结束后的18 d围岩与初次支护之间的接触应力的结果。

从图6中可以看出，围岩与初次支护接触应力最大的位置分布在结构底部、边墙与顶板的拐角、底板与边墙的拐角位置，其应力在19.8 kPa～147.7 kPa，因此在结构施工中应加强这3个位置的监测力度，确保施工安全。

4 结语

本工程为城市地下超浅埋工程，通过对主量测断面地表沉降、顶板沉降、围岩压力、水平收敛、隧底反拱等各项指标的监测分析，避免了工程事故，对保证施工和其影响范围内各种构筑物的安全和正常使用具有重要意义。

[1]SELBY A R.Tunneling in soils ground movements，and damage to buildings in Workington，U K[J］.Geotechnical and Geological Engineering，1999，17(3):351-371.

[2]岳广学，何 平，蔡 炜.隧道开挖过程中地层变形的统计分析[J］.岩石力学与工程学报，2007，26(S2):3793-3803.

[3]温利强.软弱围岩大跨度隧道施工技术[J］.山西建筑，2009，35(13):298-299.