马一跃，杜欢欢

（1.浙江交工集团股份有限公司，杭州310000；2.温州理工学院，浙江 温州325000）

1 引言

山岭隧道洞口浅埋段覆土多属于强风化带，其围岩自稳能力较差，在开挖过程中隧道顶部的塑性区易实现贯通，从而产生较大的变形并导致塌方等隧道灾害[1，2]。关于隧道洞口塌陷的研究，早期多基于风险评估方法[3]对进行分析，地质条件是隧道塌方的主要内在因素[4]。监控测量数据是塌陷灾害预警最可靠的数据来源，大量学者采用监测手段对隧道洞口塌陷进行分析。

本文依据某山岭隧道出洞口的施工过程和坍塌灾害，结合现场地表沉降监控数据进行分析，为相关隧道施工过程中的灾害预警、监控测量提供借鉴。

2 工程概况

某山岭隧道左洞长835 m，右洞长848 m。左右幅隧道均为上坡，左幅隧道纵坡坡度为2.4%，右幅隧道纵坡坡度为2.5%。隧道进口段有F1 断层通过，破碎带宽约5 m，对隧道影响较大。道区出露地层有：覆盖层为第四系残坡积层粉质黏土、碎石土，下浮二叠系上统龙潭组泥质粉砂岩、泥岩及煤层、二叠系上统峨眉山玄武岩。场区地下水类型主要为孔隙水、泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩及玄武岩风化裂隙水及碳酸盐岩溶水，地表未见泉水出露。场区地下水主要靠大气降水补给，雨水渗入砂泥岩风化裂隙中，向地势低洼的沟谷下游径流排泄。地下水对弱透水层有酸性强腐蚀性。

出口右洞出露地层有覆盖层，为第四系残坡积层粉质黏土、碎石土，下伏二叠系上统龙潭组泥质粉砂岩、泥岩及煤层、二叠系上统峨眉山玄武岩。塌方处掌子面埋深6.5 m，掌子面揭露岩性为强风化、玄武岩，围岩极破碎，覆盖层为黄色粉质黏土、黄褐色碎石土，岩体自稳能力差。在开挖扰动下易发生滑移或垮塌。施工时本隧道在右洞出口处发生坍塌，如图1所示。

3 隧道地表沉降监测数据分析

在隧道开挖施工前，在进出洞口边坡及时埋入地表沉降观测点，每个断面布置7 个测点，每个监测点打入地下1 m 长钢筋并在表面用混凝土固定，为防止表面钢筋被雨水腐蚀采用油漆喷涂，地表沉降的基准点位于距离监测点15 m 远处，远离隧道掌子面。

地表沉降可以直观地反映隧道断面的变形趋势。隧道右洞出口端洞口段Y7+700 断面地表沉降测点累计沉降曲线如图2 所示，随着时间的增加，累积沉降量逐渐增加，在8 月15日时累积沉降曲线出现了明显的转折点，累积沉降量迅速增加。此时，该断面监测点的沉降速率从0 迅速增大（见图3），且增大的速度逐渐加快，其中F、G 两测点的沉降速率增加最为明显。20 日下午，于出口端右洞该断面F、G 测点附近发现地表塌陷（见图1），地表最大累计沉降量高达-2 889.72 mm（见图4）。各点总累计沉降曲线总体呈直线状，即处于隧道开挖轴线上方的测线各点沉降量差距不大。YK7+700 测线的总体沉降大于YK7+710 测线，且由于地表出现塌方，F、G 两个测点出现极大的沉降。

图1 现场隧道塌陷

图2 Y7+700 断面地表沉降测点累计沉降曲线

图3 Y7+700 断面地表沉降测点沉降速率

图4 地表沉降累计值

YK7+700 断面地表塌陷处出露全～强风化玄武岩。全～强风化玄武岩由于结构松散，颗粒级配不均匀，存在软弱面，在轻微的扰动之下即有可能发生坍塌事故。隧道开挖过程中由于卸荷作用产生应力松弛区，同时支护不及时，最终造成该区域的失稳破坏。掌子面右上侧存在较大范围掉渣、漏土，并且漏土情况持续发生，据此推断该隧道右洞出口端极可能发生大规模的冒顶。

4 塌陷分析及措施

综合监测数据与现场实际情况，得到本次山岭隧道施工坍塌事故的基本过程（见图5）。当隧道掘进至YK7+700 界面附近时，隧道埋深约为6.5 m，地层中结构软弱面的存在、施工扰动的影响等原因的共同作用，造成掌子面上方土体失稳。

图5 地表塌陷示意图

针对隧道出口右幅情况，地表发生大规模塌陷后，最终采取了如下措施，用塑料膜覆盖地表塌陷处，防止雨水进入破坏土体稳定，防止发生进一步的灾害；漏顶处埋设钢筋以加固土体，并对土体灌浆，灌浆后静置10 d。为了保证工期，在右线暂停施工的过程中继续开挖隧道左线。待左线隧道开挖完成后，从隧道右线出口处逆向掘进，最终贯通，如图6 所示。

图6 塌陷后的施工方案示意图

5 结论

本文以某山岭隧道地表塌陷工程事故为背景，对监测数据进行分析，得到以下结论：

1）地表沉降观测数据在塌陷发生前已经有发散趋势，施工中应据此及时做出判断和预警，采取支护措施，必要时组织人员撤离。

2）隧道监控工作是隧道施工过程中的关键工作。本项目实施期间，紧跟掌子面，按量测断面埋设原则，认真、高效地完成现场测试数据。及时分析、处理数据，把量测结果反馈给施工单位，指导施工，保证了施工安全，圆满完成了该项监测任务。