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第七章 高速公路隧道施工变形监测分析研究

根据以上断面曲线图和监测断面 ZK32+400 的现场实测数据，我们对 ZK32+400

断面的围岩变形时间效应进行了统计，分析结果如下：
隧道 ZK32+400 断面的施工采用长台阶法开挖，在一般情况下上台阶与下台阶相
隔大约 70m。由图 7-14、图 7-16 我们可以看出：拱顶下沉变形量比周边收敛变形量
大，二者的变化趋势基本一致，符合施工过程中的由施工引起的力学响应规律。①从

ZK32+400 断面拱顶下沉位移历时曲线（见图 7-14）及速率曲线（见图 7-15）可知，
在上台阶开挖后的 30d 中，其拱顶下沉位移基本可分为三个阶段：快速增长阶段——
此阶段速度变化较大，位移变化一般维持在 1mm/d 以上，持续天数为 4d 左右；缓慢

发展阶段——位移下沉速率逐渐变缓，维持在一星期左右；基本稳定阶段——速率基
本不变或维持在 0mm/d，直至下台阶开挖。上台阶开挖其拱顶下沉最后基本趋于稳定
值 13.28mm；由于下台阶的开挖，隧道拱顶下沉位移量有一定的增长，其中前 3d 增
长最快，随后的一个星期变形速率减慢，最后围岩变形趋于稳定，整条围岩变形曲线

呈台阶状，同时值得注意的是：在下台阶开挖到达监测断面前，拱顶下沉已有由基本
停滞向缓慢发展的趋势，但是下沉量不大，这从另一方面也反映了在上台阶开挖未到
达监测断面时围岩就已发生了形变，同时参照下台阶开挖至监测断面引起拱顶下沉的

位移量，预计变形不会很大。从图 7-14 可知，上台阶历时 30d 的开挖施工中，其拱
顶下沉位移量 13.28mm，占累计位移量的 73.61%，平均位移速率 0.443mm/d；下台阶
历时 20d 的开挖施工中，其拱顶下沉位移值为 4.76mm，占累计位移量的 26.39%，平
均位移速率为 0.238mm/d。②从 ZK32+400 断面周边收敛（上测线）位移历时曲线可知，
在上台阶开挖后的 30d 中，其周边隧道 ZK32+400 断面的施工采用长台阶法开挖，在

一般情况下上台阶与下台阶相隔大约 70m。
从图 7-16 可知，上台阶历时 30d 的开挖施工中，其周边收敛（上测线）位移量
为 9.28mm，占累计位移量的 70.05%，平均位移速率为 0.309mm/d；下台阶历时 20d

的开挖施工中，其周边收敛（上测线）位移值为 3.80mm，占累计位移量的 29.05%，
平均位移速率为 0.190mm/d。从围岩周边收敛（下测线）位移历时曲线（见图 7-18）
可知，在下台阶开挖后的 19d 中，其周边收敛位移在前 2d 变化量较快，随后的 4d 围
岩变形速率逐渐减慢，其后趋于稳定值 3.63mm，围岩周边收敛（下测线）位移曲线

呈抛物线型。从速率图（见图 7-15）我们可以看出拱顶下沉的速率开始波动较大，而
整体速率减小，表明该断面拱顶开始不是很稳定，有局部掉块、小塌方的可能性，在
实地观察中确实如此，但危害不大。我方适当增密了监测频率，并建议施工方应进行
及时支护，对围岩进行封闭和加固，以使变形速率收敛得到控制。

根据测得的变形数据散点图用对数函数对图 7-14、图 7-15、图 7-18 进行回归分析，
并附于相应的图上，现仅对图 7-18 回归分析作出说明：所选回归函数形式见。

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