1、下承式錨桿在大斷面富水隧道施工中的應(yīng)用研究摘要:包家山特長隧道為國家規(guī)劃的包頭至茂名公路大通道的控制性工程，隧道全長11.2公里，分離式雙向4車道，是全國第三長公路隧道，也是公路行業(yè)目前施工難度最大的隧道之一。隧道工程地質(zhì)以千枚巖為主，斷層破碎帶多，地下水豐富。目前國內(nèi)關(guān)于富水千枚巖地層隧道施工的經(jīng)驗還不多，如何快速、安全的完成本工程面臨的主要問題。關(guān)鍵詞：千枚巖， 下承式，大斷面，富水一、工程概況隧道按分離式單向行車雙線隧道設(shè)計，設(shè)計行車速度80km/h，洞門采用1：1削竹式洞門。包家山特長隧道設(shè)計斷面98m2。隧道通過地段屬于南秦嶺留壩-白河褶皺帶，地處南羊山斷裂和石泉安康斷裂之間，受區(qū)域

2、構(gòu)造的影響，隧道通過地段斷層、褶皺發(fā)育，中生代來，本區(qū)新構(gòu)造運動受秦嶺構(gòu)造帶總體活動格局的制約，主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造的繼承性活動和山盆耦合的震蕩性不均勻升降以及地震的多發(fā)性。影響全隧道的較大規(guī)模斷層有37條斷層,斷層影響帶寬度多為310m，個別斷層寬度達到40m。斷層帶周邊常見強構(gòu)造混雜帶，強糜棱巖化，片理化等，斷層兩側(cè)裂隙發(fā)育巖石破碎，圍巖穩(wěn)定性差。褶皺共有3處，影響寬度300800m，褶皺軸部節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，圍巖穩(wěn)定性差。富水段工程地質(zhì)以粉砂質(zhì)絹云母千枚巖夾炭質(zhì)板巖為主，千枚巖含量占45左右，其飽和單軸抗壓強度Rc為2.98MPa。富水段區(qū)域斷層、褶皺發(fā)育，斷裂帶內(nèi)不僅巖石破碎，而且節(jié)理

3、裂隙發(fā)育，是地下水貯存的場所和運動的通道，因此是影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素。施工實際現(xiàn)場涌水情況，富水段單掌子面涌水量最小為31 m3/h，最大為210 m3/h。千枚巖是一種具千枚狀構(gòu)造的巖石，屬于區(qū)域變質(zhì)淺變質(zhì)帶巖之一。由粘土巖或火山凝灰?guī)r等變質(zhì)而成，其原巖類型與板巖相似，重結(jié)晶程度比板巖高，基本已重結(jié)晶。礦物成分以絹云母為主，多呈微粒狀或片狀；有時含有綠泥石、黑云母、石榴石或十字石等。主要特征是能被剝成葉片狀的薄片，表面呈顯著的絲絹光澤，質(zhì)地軟，遇水易軟化。圍巖節(jié)理、裂隙發(fā)育-很發(fā)育，呈薄層狀角礫結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，圍巖破碎，局部結(jié)構(gòu)充填泥質(zhì)物，面光滑，穩(wěn)定性差；千枚巖巖質(zhì)軟，開挖后呈泥狀，

4、穩(wěn)定性差，拱部易出現(xiàn)掉塊、坍塌現(xiàn)象。地下水在隧道施工中，對圍巖的穩(wěn)定性起著很大的影響，特別是在軟弱的千枚巖區(qū)，更是起著控制作用。富水千枚巖地層隧道施工，最重要的一點就是減少水對圍巖的作用，控制圍巖的大變形，通過監(jiān)控量測掌握圍巖變形規(guī)律，動態(tài)施工。我合同段富水千枚巖段長度占我標段隧道總長的25左右，如何安全、快速的通過富水段對本項目的工期要求具有決定性意義。為了確保施工安全，使施工能按計劃順利進行，中鐵十二局集團小康高速N10合同段項目部聯(lián)合長安大學、陜西省公路勘察設(shè)計院等單位參考烏鞘嶺隧道千枚巖地段的施工經(jīng)驗，決定在包家山特長隧道右線選取按“三臺級七步流水法”施工方案和設(shè)計支護參數(shù)施工的30m

5、試驗段進行監(jiān)控量測，以評估施工方案和支護參數(shù)的安全性、合理性。二、工程特點1、工期緊張，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層破碎帶多，地下水豐富，施工難度大；2、富水千枚巖地段施工隧道，圍巖的變形較大。通過本課題的研究，確定富水千枚巖地段隧道施工方法，支護參數(shù)。找出解決富水千枚巖隧道圍巖變形和快速施工的方法。1.監(jiān)控量測項目、方法及范圍 1.1 監(jiān)控量測的目的及要求1.1.1 監(jiān)控量測的目的隧道施工過程中，通過監(jiān)控量測要達到以下3個目的：1. 及時掌握圍巖和支護結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)，為隧道施工日常管理提供安全信息；2. 通過對量測數(shù)據(jù)的分析處理與必要的計算和判斷后，進行預(yù)測和反饋，以便對原設(shè)計和施工方案的合理性進行

6、評估，以確保施工安全和隧道的支護襯砌結(jié)構(gòu)的可靠度；3. 為信息反饋技術(shù)和其他類似工程積累監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。1.1.2 監(jiān)控量測的要求1. 能快速埋設(shè)測點，且開挖后不超過24h，下次開挖前應(yīng)測取初讀數(shù)；2. 能快速量測數(shù)據(jù)；3. 測試元件應(yīng)具有良好的防震、防沖擊波能力；4. 測試元件數(shù)據(jù)應(yīng)準確可靠；5. 直接測讀物理量，無需通過復(fù)雜計算即可直接應(yīng)用；6. 測試元件在埋設(shè)后能長期有效地工作；7. 測試元件應(yīng)有足夠的精度與可靠性，且在現(xiàn)場各種變化條件的干擾下“零飄小”。1.2 監(jiān)控量測的內(nèi)容與方法依據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94）的要求，根據(jù)隧道的結(jié)構(gòu)特點、施工工藝以及地質(zhì)情況，擬定包

7、家山隧道試驗段的監(jiān)測的內(nèi)容和方法，其中包括圍巖壓力、凈空收斂、噴射混凝土應(yīng)力、型鋼鋼架應(yīng)力、縱向連接筋應(yīng)力、錨桿軸力、初期支護和二次襯砌之間的接觸壓力，二次襯砌混凝土內(nèi)、外側(cè)混凝土應(yīng)力及二次襯砌的凈空收斂等方面的量測。旨在采取國內(nèi)較成熟的快速、準確、可靠測試手段，對隧道施工中的關(guān)鍵部位進行跟蹤監(jiān)測。各項監(jiān)測內(nèi)容所采用的儀器設(shè)備和元件如表1.1所列。為減小各種因素的影響，每天盡量在同一時間段內(nèi)采集數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)記錄在專用表格上，原始記錄表格應(yīng)存檔，以備日后查用。所有數(shù)據(jù)均輸入到電子計算機中，使用專用的程序?qū)?shù)據(jù)進行計算和處理，以求全面分析圍巖和襯砌的變形與受力情況。監(jiān)測一段時間后，用專用

8、軟件進行中期預(yù)報以及位移反分析，為下一階段的圍巖參數(shù)和襯砌支護提出具體建議，并按階段提出監(jiān)測報告。待全部監(jiān)控量測完成后，對數(shù)據(jù)、資料進行進一步的系統(tǒng)整理、計算、分析，提出總的監(jiān)測研究報告。其流程如圖1.1所示。 隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及方法 表1.1序號項目名稱儀 器測 讀 頻 率115d15d1個月13個月3個月1凈空收斂SWJ-IV收斂計12次/d1次/d12次/周12次/月2拱頂下沉精密水準儀12次/d1次/d12次/周12次/月3圍巖壓力鋼弦式土壓力盒12次/d1次/d12次/周12次/月4噴射混凝土應(yīng)力鋼弦式砼應(yīng)變計12次/d1次/d12次/周12次/月5型鋼拱架應(yīng)力鋼弦式表面應(yīng)變計1

9、2次/d1次/d12次/周12次/月6縱向連接筋鋼弦式鋼筋應(yīng)力計12次/d1次/d12次/周12次/月7錨桿軸力鋼弦式鋼筋應(yīng)力計12次/d1次/d12次/周12次/月8圍巖內(nèi)部位移多點位移計12次/d1次/d12次/周12次/月9接觸壓力鋼弦式土壓力盒12次/d1次/d12次/周12次/月10二襯混凝土應(yīng)力鋼弦式砼應(yīng)變計12次/d1次/d12次/周12次/月存檔詳細整理、計算、分析提交報告異常甲方單位監(jiān)理單位設(shè)計單位現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集表 格 記 錄輸入電子計算機穩(wěn)定性分析確定正 常圖1.1 數(shù)據(jù)處理流程圖1.3 監(jiān)控量測斷面及測點布置1.3.1監(jiān)測段的選取按照設(shè)計，右線在YK152+170進入富水段

10、，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報及現(xiàn)場實際施工情況，YK152+200涌水量達到80m3/h，圍巖極為破碎，初步確定YK152+202向前30m即YK152+202YK152+232作為監(jiān)測段，該段埋深約680m，監(jiān)測斷面里程為YK152+210和YK152+225。支護措施為50×5超前小導(dǎo)管，L5m，每3m施工一環(huán)，每環(huán)33根；I20工字鋼架；42×4周壁注漿小導(dǎo)管；噴射C25混凝土26cm；50cm厚二次模筑防水鋼筋混凝土襯砌，抗?jié)B標號S8。其中YK152+202+217拱架間距采用50cm，152+217+232拱架間距采用75cm。該監(jiān)測段監(jiān)測項目包括：圍巖壓力、凈空收斂、噴射

11、混凝土應(yīng)力、型鋼鋼架應(yīng)力、縱向連接筋應(yīng)力、錨桿軸力、初期支護和二次襯砌之間的接觸壓力、二次襯砌內(nèi)、外側(cè)混凝土應(yīng)力及二次襯砌的凈空收斂量測。1.3.2 監(jiān)測斷面測點及元件布置情況初期支護階段監(jiān)測項目主要包括：圍巖壓力、凈空收斂、噴射混凝土應(yīng)力、型鋼鋼架應(yīng)力、縱向連接筋應(yīng)力、錨桿軸力，其元件布置見圖1.2。二次襯砌階段監(jiān)測項目主要包括：初期支護和二次襯砌之間的接觸壓力、二次襯砌內(nèi)、外側(cè)混凝土應(yīng)力及二次襯砌的凈空收斂量測，其元件布置見圖1.3。（1）圍巖壓力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（30°和60°）、兩側(cè)拱腳（90°）、兩側(cè)墻底等九個部位的圍巖與鋼架間埋設(shè)鋼弦式壓力盒，

12、用以監(jiān)測隧道開挖過程中圍巖壓力的變化。（2）凈空收斂監(jiān)測根據(jù)現(xiàn)場的施工方法，分別在上導(dǎo)（距地面約5m）、中導(dǎo)（隧道最大開挖線處）、下導(dǎo)（距地面約1m）埋設(shè)凈空收斂監(jiān)測測點，采用SWJ-收斂計監(jiān)測隧道開挖過程中隧道內(nèi)凈空的變化。（3）噴混凝土應(yīng)力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（30°和60°）、兩側(cè)拱腳（90°）、兩側(cè)墻底等九個部位埋設(shè)鋼弦式混凝土應(yīng)變計，用以監(jiān)測隧道開挖過程中噴射混凝土力學狀態(tài)的變化。（4）型鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（30°和60°）、兩側(cè)拱腳（90°）、兩側(cè)墻底等九個部位埋設(shè)鋼弦式表面應(yīng)變計，用以監(jiān)測隧道開挖過程

13、中鋼架力學狀態(tài)的變化。（5）縱向連接筋應(yīng)力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（45°）、兩側(cè)拱腳（90°）五個部位埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計，以監(jiān)測隧道開挖過程中縱向連接筋應(yīng)力狀態(tài)的變化。（6）錨桿軸力分別在上導(dǎo)拱腳處左右各安裝2根測力錨桿。中導(dǎo)、下導(dǎo)拱腳處左右各1根測力錨桿，每個斷面共安設(shè)8根測力錨桿，以監(jiān)測隧道開挖過程中錨桿軸力狀態(tài)的變化。錨桿試驗段測力錨桿安裝示意圖見圖1.5。（7）初期支護和二次襯砌之間的接觸壓力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（30°和60°）、兩側(cè)拱腳（90°）、以及仰拱的5個部位的初期支護和二次襯砌之間埋設(shè)鋼弦式雙膜壓力盒，用以監(jiān)測隧道施工過程

14、中接觸壓力的變化。（8）二次襯砌混凝土應(yīng)力監(jiān)測分別在拱頂、兩側(cè)拱腰（30°和60°）、兩側(cè)拱腳（90°）、以及仰拱的5個部位的二次襯砌內(nèi)、外兩側(cè)埋設(shè)鋼弦式混凝土應(yīng)變計，用以監(jiān)測隧道施工過程中混凝土力學狀態(tài)的變化。（9）二次襯砌凈空收斂監(jiān)測在二次襯砌兩側(cè)墻中（隧道最大開挖線處）埋設(shè)凈空收斂監(jiān)測測點，采用SWJ-收斂計監(jiān)測隧道施工過程中隧道凈空的變化。圖1.2 初期支護階段元件布置圖圖1.3 二次襯砌階段元件布置圖圖1.4測力錨桿安裝示意圖1.4 監(jiān)測段元件的埋設(shè)情況富水圍巖段采用三臺階開挖方法，故元件埋設(shè)也是分上導(dǎo)、中導(dǎo)、下導(dǎo)三階段進行的。開挖示意圖見圖1.5，實際

15、埋設(shè)情況見表1.2，各監(jiān)測項目的元件數(shù)量統(tǒng)計見表1.3。圖1.5 富水段圍巖三臺階開挖示意圖測試元件實際埋設(shè)情況 表1.2監(jiān)測斷面里程施工部位及元件埋設(shè)日期上導(dǎo)中導(dǎo)下導(dǎo)仰拱二次襯砌左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)左側(cè)右側(cè)YK152+21012月31日1月1日1月1日1月5日1月4日3月2日2月22日3月28日YK152+2251月4日1月5日1月6日1月8日1月8日3月17日3月10日4月1日監(jiān)測項目及元件數(shù)量統(tǒng)計 表1.3監(jiān)測斷面里程初期支護階段監(jiān)測項目及元件數(shù)量二次襯砌階段監(jiān)測項目及元件數(shù)量凈空收斂拱頂下沉圍巖壓力型鋼鋼架應(yīng)力噴射砼應(yīng)力縱向連接筋應(yīng)力錨桿軸力圍巖內(nèi)部位移接觸壓力混凝土應(yīng)力凈空收斂YK152

16、+2091YK152+21013918958212241YK152+2152YK152+2191YK152+2201YK152+225339189582122412 監(jiān)測結(jié)果與分析2.1 圍巖壓力本試驗段圍巖壓力監(jiān)測埋設(shè)了2個斷面，里程分別為YK152+210和YK152+225。其圍巖壓力分布見圖2.29和圖2.30，圍巖壓力時態(tài)曲線見圖2.31和圖2.32。其中圖2.31和圖2.32中Y0、Y1、Y10的“Y”表示圍巖壓力，數(shù)字表示不同的部位，具體部位如圖2.2中元件布置所示。從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，YK152+210斷面的最大壓力發(fā)生在拱頂，為0.148MPa，其他位置壓力較小。YK152+22

17、5斷面左、右拱腰30°處壓力值較大，分別為0.452 MPa和0.155MPa，左、右拱腳處的壓力值也相對較大。其他部位圍巖壓力較小。從時態(tài)曲線上看，隨著中導(dǎo)及下導(dǎo)的開挖，圍巖壓力在初期增長較快，隨后趨于穩(wěn)定。圖2.29 YK152+210圍巖壓力分布圖（單位：MPa）圖2.30 YK152+225圍巖壓力分布圖（單位：MPa）圖2.31 YK152+210圍巖壓力時態(tài)曲線圖2.32 YK152+225圍巖壓力時態(tài)曲線2.2 凈空收斂本段在隧道的上導(dǎo)埋設(shè)了4個收斂監(jiān)測斷面，里程分別為YK152+210、YK152+215、YK152+220和YK152+225；在隧道的中導(dǎo)埋設(shè)了3個

18、收斂監(jiān)測斷面，里程分別為YK152+210、YK152+215和YK152+219；在隧道的下導(dǎo)埋設(shè)了2個收斂監(jiān)測斷面，里程分別為YK152+209和YK152+225監(jiān)測結(jié)果見表2.4，收斂時態(tài)曲線見圖2.33圖2.41。由監(jiān)控數(shù)據(jù)可以看出，上導(dǎo)和中導(dǎo)收斂值較大，下導(dǎo)收斂最小，這與圍巖在開挖過程中受到的擾動次數(shù)有關(guān)。由圖2.33圖2.41可以看出，上導(dǎo)收斂曲線在埋設(shè)初期約2周左右時間內(nèi)，隨著中導(dǎo)和下導(dǎo)的開挖，收斂變形急劇增長，隨后收斂變形緩慢增長并最終趨于穩(wěn)定；中導(dǎo)收斂曲線在埋設(shè)初期約1周左右時間內(nèi)，隨著下導(dǎo)的開挖，收斂變形急劇增長，隨后收斂變形緩慢增長最終趨于穩(wěn)定；下導(dǎo)收斂曲線在埋設(shè)初期約

19、1周左右時間內(nèi)收斂變形增長較快，隨后收斂變形很快趨于穩(wěn)定；在支護施作3周后收斂曲線已經(jīng)基本穩(wěn)定。 凈空收斂監(jiān)測結(jié)果 表2.4位置里程最大收斂值/cm最終速率/mm·d-1上導(dǎo)YK152+21010.150.01YK152+21512.130.01YK152+22012.210.00YK152+22511.260.03中導(dǎo)YK152+2107.660.01YK152+2158.380.00YK152+2197.550.04下導(dǎo)YK152+2093.840.01YK152+2253.180.00圖2.33 YK152+210上導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.34 YK152+215上導(dǎo)凈空收斂時

20、態(tài)曲線圖2.35 YK152+220上導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.36 YK152+225上導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.37 YK152+210中導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.38 YK152+215中導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.39 YK152+219中導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.40 YK152+209下導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線圖2.41 YK152+225下導(dǎo)凈空收斂時態(tài)曲線2.3 噴射混凝土應(yīng)力本試驗段噴射混凝土應(yīng)力監(jiān)測埋設(shè)了2個斷面，里程分別為YK152+210和YK152+225。其噴射混凝土應(yīng)力分布見圖2.42和圖2.43，噴射混凝土應(yīng)力時態(tài)曲線見圖2.44和圖2.45。其中圖2.44和圖2.45中H0、H

21、1、H10的“H”表示混凝土應(yīng)力，數(shù)字表示不同的部位，具體部位如圖2.2中元件布置所示。此工程初期支護采用C25噴射混凝土，其軸心抗壓與抗拉設(shè)計強度值分別為12.5 Mpa和1.3 Mpa。從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，兩個斷面的噴射混凝土應(yīng)力主要以壓應(yīng)力為主，且應(yīng)力值不大，YK152+210斷面最大壓應(yīng)力為3MPa，YK152+225斷面最大壓應(yīng)力為3.9MPa；兩個斷面的最大拉應(yīng)力值分別為-0.7MPa和-0.4MPa，均遠小于噴射混凝土的極限抗拉和抗壓強度?？傮w來看，兩個斷面的噴射混凝土拱部受力相對較大，其他部位相對較小。從時態(tài)曲線上看，混凝土應(yīng)力在初期應(yīng)力增長較快，15天左右受力基本穩(wěn)定。圖2.42

22、 YK152+210噴射混凝土應(yīng)力分布（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉）圖2.43 YK152+225噴射混凝土應(yīng)力分布（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉）圖2.44 YK152+210噴射混凝土應(yīng)力時態(tài)曲線圖2.45 YK152+225噴射混凝土應(yīng)力時態(tài)曲線2.4 型鋼拱架應(yīng)力本試驗段鋼架應(yīng)力監(jiān)測埋設(shè)了2個斷面，里程分別為YK152+210和YK152+225。其鋼架應(yīng)力分布見圖2.46圖2.49，鋼架應(yīng)力時態(tài)曲線見圖2.50圖2.53。其中圖2.50圖2.53中B0-1、B1-1、B10-2的“B”表示鋼架應(yīng)力，數(shù)字表示“部位-內(nèi)外側(cè)”，具體部位如圖2.2中元件布置所示，內(nèi)、外側(cè)

23、由數(shù)字1、2表示。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，YK152+210斷面鋼架內(nèi)側(cè)均處于受壓狀態(tài)，最大壓應(yīng)力發(fā)生在右拱腰30°處，其應(yīng)力值為132.5MPa；鋼架外側(cè)有兩個部位出現(xiàn)拉應(yīng)力，其他部位均為壓應(yīng)力，最大壓應(yīng)力發(fā)生在左拱腳處，其應(yīng)力值為218.7MPa，最大拉應(yīng)力發(fā)生在左拱腰30°處，其應(yīng)力值為68.7MPa。YK152+225斷面有多個部位的元件已損壞，拱架外側(cè)最大壓應(yīng)力發(fā)生在又拱腰60°處，其應(yīng)力值為212.5MPa。從時態(tài)曲線可看出，鋼架應(yīng)力在初期增長急劇增長，隨后鋼架應(yīng)力很快穩(wěn)定，說明鋼架受力及時。從應(yīng)力的大小和隨時間變化的趨勢來看，鋼架支護作用很明顯。 圖2.

24、46 YK152+210鋼架內(nèi)側(cè)應(yīng)力分布圖（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉） 圖2.47 YK152+210鋼架外側(cè)應(yīng)力分布圖（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉）圖2.48 YK152+225鋼架內(nèi)側(cè)應(yīng)力分布圖（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉）圖2.49 YK152+225鋼架外側(cè)應(yīng)力分布圖（單位：MPa，“”為受壓，“”為受拉）圖2.50 YK152+210鋼架內(nèi)側(cè)應(yīng)力時態(tài)曲線 圖2.51 YK152+210鋼架外側(cè)應(yīng)力時態(tài)曲線圖2.52 YK152+225鋼架內(nèi)側(cè)應(yīng)力時態(tài)曲線圖2.53 YK152+225鋼架外側(cè)應(yīng)力時態(tài)曲線2.5 縱向連接筋應(yīng)力本試驗段縱向連接筋應(yīng)力監(jiān)測埋

25、設(shè)了2個斷面，里程分別為YK152+210和YK152+225。其監(jiān)測結(jié)果見表2.5、圖2.54和圖2.55。其中，應(yīng)力單位為MPa，“”為受壓，“”為受拉，圖2.25和圖2.26中G0、G1、G4的“G”表示縱向連接筋應(yīng)力，數(shù)字表示部位，具體部位如表2.5中所示。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，兩個斷面的縱向連接筋應(yīng)力以壓應(yīng)力為主，YK152+210斷面的最大壓應(yīng)力僅為14MPa，YK152+225斷面的最大壓應(yīng)力為48.5MPa。從時態(tài)曲線上可以看出，連接筋受力初期增長較快，約10天左右趨于穩(wěn)定?？v向連接筋的受力可以說明隧道縱向也有一定的受力和變形，縱向連接筋對加強隧道支護的整體性、穩(wěn)定性有著一定的作

26、用。 縱向連接筋應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果 表2.5里程位置最大值/MPa占鋼筋極限強度的百分比/%YK152+210拱頂7.002.1左拱腰45°13.003.9右拱腰45°14.004.2左拱腳-10.503.1右拱腳-6.802.0YK152+225拱頂17.005.1左拱腰45°-5.001.5右拱腰45°48.5014.5左拱腳11.703.5右拱腳38.1011.4圖2.54 YK152+210縱向連接筋應(yīng)力時態(tài)曲線圖2.55 YK152+225縱向連接筋應(yīng)力時態(tài)曲線2.6 錨桿軸力錨桿軸力監(jiān)測埋設(shè)了2個斷面，里程分別為YK152+210和YK152+22

27、5。其監(jiān)測結(jié)果見表2.6，錨桿軸力分布見圖2.56和圖2.57。應(yīng)力單位為MPa，“”為受壓，“”為受拉。從監(jiān)測結(jié)果可以看到Y(jié)K152+210斷面上導(dǎo)、中導(dǎo)、下導(dǎo)的鎖腳錨桿大多數(shù)受拉。上導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力為137.21 MPa，中導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力為41.22 MPa，下導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力僅為15.65 MPa；YK152+225斷面上導(dǎo)、中導(dǎo)、下導(dǎo)的鎖腳錨桿絕大多數(shù)受拉。上導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力為62.94 MPa，中導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力為10.22 MPa，下導(dǎo)鎖腳錨桿最大拉應(yīng)力為27.18MPa。從數(shù)據(jù)對比中可以看到上導(dǎo)鎖腳錨桿所受的力最大，這與現(xiàn)場施工方法是相一致的，因為在施工過程

28、中上導(dǎo)圍巖受到的擾動次數(shù)最多，上導(dǎo)的圍巖變形也最大。 錨桿軸力監(jiān)測結(jié)果 表2.6隧道名稱里程位置及分類最大應(yīng)力/MPa包家山隧道YK152+210左拱腰約49°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-137.21右拱腰約49°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）7.91左拱腰約53°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-114.29右拱腰約53°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-2.09左拱腳（中導(dǎo)鎖腳錨桿）-21.08右拱腳（中導(dǎo)鎖腳錨桿）-41.22左墻腳（下導(dǎo)鎖腳錨桿）-4.57右墻腳（下導(dǎo)鎖腳錨桿）-15.65YK152+225左拱腰約49°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-62.94右拱腰約49°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-3

29、2.58左拱腰約53°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-36.10右拱腰約53°（上導(dǎo)鎖腳錨桿）-35.36左拱腳（中導(dǎo)鎖腳錨桿）-10.22右拱腳（中導(dǎo)鎖腳錨桿）-8.35左墻腳（下導(dǎo)鎖腳錨桿）9.91右墻腳（下導(dǎo)鎖腳錨桿）-27.18圖2.56 YK152+210斷面錨桿軸力分布圖2.57 YK152+225斷面錨桿軸力分布通過以上監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以得出如下結(jié)論：（1）凈空收斂按照三臺階七步流水法施工，初支變形初期增長較快，支護施作3周后變形就基本穩(wěn)定。（2）噴射混凝土應(yīng)力各斷面噴射混凝土應(yīng)力主要以壓應(yīng)力為主，少數(shù)部位出現(xiàn)了拉應(yīng)力，但所受拉應(yīng)力都不大，均未超過噴射混凝土的設(shè)計抗拉強度。隧道拱部噴射混凝土應(yīng)力相對較大，邊墻處較小。噴射混凝土應(yīng)力發(fā)展具有一定的規(guī)律性,從時態(tài)曲線上看，混凝土應(yīng)力在初期應(yīng)力增長較快，15天左右受力基本穩(wěn)定。（3）型鋼拱架應(yīng)力各斷面型鋼拱架應(yīng)力以受壓為主，且受力很大。應(yīng)力的增長有很強的規(guī)律性。從時態(tài)曲線上看，鋼架應(yīng)力在初期增長急劇增長，隨后鋼架應(yīng)力很快穩(wěn)定，說明鋼架受力及時，支護作用很明顯。（4）縱向連接筋應(yīng)力縱向連接筋受力主要以壓應(yīng)力為主，少數(shù)部位出現(xiàn)拉應(yīng)力。從時態(tài)曲線上可以看出，連接筋受力初期增長較快，約10天左右趨于穩(wěn)定?？v向連接筋的受力可以說明隧道縱向也有一定的受力和變形，縱向連接筋對加強隧道支護的整體性、穩(wěn)定