隨著山嶺地區(qū)公路建設(shè)的不斷發(fā)展和公路等級的不斷提高，公路隧道的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量日益增多。在我國，由于經(jīng)濟(jì)相對落后及公路隧道修筑起步較晚，隧道修筑技術(shù)及單洞長度與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距。在施工過程中通過現(xiàn)場監(jiān)控量測并結(jié)合現(xiàn)場綜合地質(zhì)信息，對圍巖穩(wěn)定性做出判斷，并及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)，對保障公路隧道的安全、順利施工和優(yōu)化工程措施、提高我國公路隧道的科學(xué)技術(shù)含量，具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。京承高速公路何家溝隧道在這方面進(jìn)行了有益探索。

　　何家溝隧道位于承德市灤平縣何家溝村，是京承高速公路的重點(diǎn)控制工程之一，隧道為上下行分離式隧道，左洞長1180m，右洞長820m.高程565m～750m，最大相對高差185m左右，斜坡坡度較陡，山間有V型侵蝕沖溝。

　　隧道圍巖類型與隧道設(shè)計(jì)

　　京承高速公路何家溝隧道圍巖分為3類，其中：Ⅱ類圍巖610米，Ⅲ類圍巖800米，Ⅳ類圍巖590米，隧道左右幅合計(jì)總長2000米。

　　隧道采用“新奧法”原理設(shè)計(jì)，施工中應(yīng)盡量減少對圍巖的擾動(dòng)破壞程度，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，隧道開挖Ⅱ、Ⅲ類采用臺階分布開挖法。隧道采用復(fù)合式襯砌，以錨桿加固、掛鋼筋網(wǎng)、噴混凝土、格柵鋼架支撐等為初期支護(hù)，模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次支護(hù)，并在兩層襯砌之間鋪設(shè)防水板。

　　隧道開挖輪廓預(yù)留變形量為：Ⅱ類圍巖15cm，Ⅲ類圍巖10cm，Ⅳ類圍巖7cm.隧道凈寬12.25米，斷面采用曲墻帶仰拱斷面形式（Ⅱ、Ⅲ類圍巖帶仰拱，Ⅳ類圍巖不帶仰拱），曲墻與頂拱為同一半徑，半徑為6.35米，仰拱半徑為13.25米。隧道處于基本烈度6度地震區(qū)，按烈度7度地震區(qū)設(shè)防，隧道襯砌結(jié)構(gòu)采用曲墻噴錨帶仰拱的復(fù)合式襯砌。

　　監(jiān)控量測方案與布置

　　在施工過程中，為了及時(shí)掌握隧道圍巖的變形情況以及預(yù)測隧道圍巖的變化趨勢，在隧道的Ⅱ類圍巖、Ⅲ類圍巖和Ⅳ類圍巖布置了收斂量和拱頂下沉量監(jiān)測網(wǎng)，在每類圍巖中布置2個(gè)監(jiān)測斷面，Ⅱ類圍巖每10米一個(gè)監(jiān)測斷面、Ⅲ類圍巖每20米一個(gè)監(jiān)測斷面，Ⅳ類圍巖每30米一個(gè)監(jiān)測斷面。由于施工時(shí)采用半斷面上導(dǎo)洞先開挖，因此上述每個(gè)監(jiān)測斷面均布置3個(gè)測點(diǎn)，即拱頂一個(gè)測點(diǎn)兩幫各一個(gè)測點(diǎn)。為確保數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，前15天每天采集2次數(shù)據(jù)，15～30天每天采集一次數(shù)據(jù)。

　　量測數(shù)據(jù)處理與分析

　　通過對京承高速公路何家溝隧道拱頂下沉位移及水平收斂位移的分析，變形位移與圍巖類別、穩(wěn)定時(shí)間有一定的對應(yīng)關(guān)系，可以看出：圍巖位移基本上是連續(xù)的，拱頂下沉量大于水平收斂位移量，圍巖位移沒有產(chǎn)生突變現(xiàn)象，圍巖類別越高，收斂位移越小。位移在前期隨時(shí)間增長而迅速加大，位移速率逐漸減低。當(dāng)?shù)竭_(dá)一定時(shí)間后，位移趨向穩(wěn)定。

　　變形大體經(jīng)歷了三個(gè)階段即：增長和急劇增長階段，其持續(xù)時(shí)間大約為20～40d，此階段變形量約占趨向穩(wěn)定時(shí)總變形量的80%左右；慢增長階段，持續(xù)時(shí)間大約20～30d；以后是開始趨向穩(wěn)定階段。穩(wěn)定時(shí)間基本按Ⅳ—Ⅲ—Ⅱ類圍巖的次序遞增，這是因?yàn)閲鷰r越穩(wěn)定，位移穩(wěn)定時(shí)間就越快。到緩慢增長變形階段，變形已釋放程度達(dá)90%以上，基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

　　隧道施工實(shí)踐

　　根據(jù)水平收斂位移及拱頂下沉監(jiān)測成果，獲取現(xiàn)場信息，并及時(shí)反饋信息，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，及時(shí)修改與完善設(shè)計(jì)，而正確指導(dǎo)施工。通過對測試成果的深入分析，及時(shí)提出合理的二次支護(hù)時(shí)間。當(dāng)收斂位移變形速率明顯下降，或變形開始趨向穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行二次支護(hù)。否則位移又可能繼續(xù)發(fā)展。

　　在現(xiàn)有圍巖和支護(hù)條件下，二次支護(hù)合理的間隔時(shí)間應(yīng)是50～80d.試驗(yàn)隧道左幅原設(shè)計(jì)為Ⅱ類圍巖、Ⅲ類圍巖、Ⅳ類圍巖地段，過對水平收斂位移監(jiān)測和拱頂下沉位移監(jiān)測成果以及現(xiàn)場巖塊點(diǎn)荷載試驗(yàn)和相關(guān)地質(zhì)資料的統(tǒng)計(jì)和分析，可以得出：以上隧道圍巖位移量并不是很大，而且位移比較連續(xù)，沒有跳躍，經(jīng)過40天左右基本趨于穩(wěn)定，沒有繼續(xù)突然變化的趨勢。

　　隧道圍巖為砂巖，巖石的單軸抗壓強(qiáng)度在30～55Mpa之間，現(xiàn)場巖塊點(diǎn)荷載試驗(yàn)巖塊的強(qiáng)度基本在2～4Mpa之間，屬于硬質(zhì)巖石。這與原設(shè)計(jì)有一定差異，原設(shè)計(jì)偏于保守，當(dāng)然由于設(shè)計(jì)階段受地表勘測規(guī)模、技術(shù)手段、時(shí)間以及資金投入等因素的限制，存在這種差異是不可避免的。建議在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上提高一個(gè)類別進(jìn)行施工、支護(hù)，在原設(shè)計(jì)Ⅱ類圍巖地段可不必全段架設(shè)鋼格柵，只在危險(xiǎn)地段架設(shè)鋼格柵即可，同時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制超挖現(xiàn)象，在危險(xiǎn)地段應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測，并與現(xiàn)場各種地質(zhì)信息綜合分析，并及時(shí)反饋，做到真正的信息化施工。

　　通過京承高速公路何家溝隧道洞壁收斂位移—時(shí)間特征、拱頂下沉位移量特征的分析，提出合理的二次支護(hù)時(shí)間，完善了設(shè)計(jì)階段對某些地段設(shè)計(jì)過于保守的工程設(shè)計(jì)，并及時(shí)向有關(guān)部門提出建議，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)變更設(shè)計(jì)指導(dǎo)施工。

　　實(shí)踐證明施工過程中的位移監(jiān)測→信息取得→反饋信息→指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工，不但顯著的縮減了工程造價(jià)，而且縮短了工程建設(shè)工期，對于京承高速公路何家溝隧道的施工建設(shè)具有重要意義。