Page 243 - 公路桥梁工程与隧道施工

第七章 高速公路隧道施工变形监测分析研究

图 7-3 隧道洞周变形各阶段示意图

①快速变形阶段：对应于图 7-3 中 AB 阶段。由于隧道围岩自身的不稳定性，地
下水的影响，初期施工作业的扰动，刚开始开挖的隧道断面各个测点将产生较大的沉
降，随着时间的增长，各测点沉降速率逐渐减小，隧道围岩应力、位移重分布后再次

达到内部自平衡。如果此阶段沉降变形较大，且没有收敛的趋势，则隧道容易发生塌
方事故，因此在隧道开挖前应加强超前支护，确保隧道施工过程中的安全。
任平稳发展阶段：对应于图 7-3 中 BC 阶段。随着隧道的进一步掘进，施工对隧
道围岩稳定性的扰动将越来越小，隧道趋于平衡状态。此时围岩会发生一定的蠕变位

移，但变化量一般较小。因此，在这一阶段的沉降曲线比较平缓。
③加速突变阶段：对应于图 7-3 中 CD 阶段。在平稳发展阶段中，如果遇到大幅
度的施工二次扰动、长期或特大的雨水等一系列因素的影响，隧道围岩的变形将进入

一个加速突变的阶段。例如，当使用爆破作业时，炸药的巨大冲击力将有可能在瞬时
对围岩应力产生严重的影响，导致围岩应力在短时间内重新分布，使某些部位的围岩
产生应力集中，直至破坏。此时隧道的变形将进入一个突变的过程。加速突变阶段的
持续时间出围岩岩性有很大的关系。一般地说，对于塑性围岩，此阶段持续的时间会

相对较长一些，而对于脆性围岩，则有可能在极短的时间内出现失稳现象。随着围岩
变形的进一步加剧，隧道内部平衡遭到破坏，洞身将出现较大的裂缝，初期支护开始
脱落，坍塌滑动面逐渐形成。在隧道监测工作中应当及时抓住此阶段初期的一些异常
征兆，及时做出预警预报，采取必要的措施防止围岩和衬砌的进一步破坏。

④破坏阶段：对应于图中 D 以后的阶段。当围岩进入加速突变阶段后，如果预警
不及时，或者加固措施不得力，则隧道裂缝将明显快速发展，塌方体滑动面完全贯通，

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