随着我国西部大开发战略中各种重大工程的不断启动，例如“泛亚铁路网”、“川藏铁路”以及“雅康高速公路”等，使我国交通建设进入了蓬勃发展阶段，其中山岭隧道的建设也随之迈入了一个崭新的纪元[1～3]。但是我国西部地区地形地质条件极其复杂，近年来不断有隧道失稳塌方等现象的出现，为此，众多学者结合大量工程实例，对山岭隧道开挖过程中围岩的变形特征[4～6]及二衬施作时机[7]等进行了相关研究。蒋树屏等[8]通过对实测数据的反演分析，得到围岩内部剪应变和塑性区的历时变化估计；房倩等[9]收集整理103座隧道的监控量测数据，得到稳定时变形量和变形时间在不同围岩级别下的分布规律和参考值。然而众多研究中并未对花岗岩区段隧道的各稳定性指标分布概率情况及周边收敛与拱顶下沉量值的关系等问题进行独立的研究。本文基于雅(安)康(定)高速公路二郎山地区7条NATM隧道花岗岩区段现场监控量测工作和数据统计工作，对隧道开挖引起的围岩变形特性进行总结和分析，研究成果可对该线隧道初支效果进行评价，并为其他同类花岗岩隧道工程设计和施工提供参考。

一、工程案例

(一)工程概况。研究区内的7条隧道位于四川省雅安市天全县境内。隧道设计采用四车道高速公路标准，设计时速80km/h，隧道主洞限界10.25m*5.00m，行车道3.75m*2，侧向宽度为0.5/0.75m，检修道为0.75m*2。隧址区属构造剥蚀高山地貌区。地层岩性主要为全新统(Q4)松散堆积层的块石、碎石及粘土和元古代基底构造层的花岗岩。工程区大地构造上处于扬子地台西缘，龙门山、大巴山台缘断褶带之西南端，西邻康滇地轴，东接四川台坳，西北侧相邻松潘-甘孜地槽褶皱系。构造部位上处于东北向龙门山断裂带和西北向鲜水河断裂带及南北向安宁河断裂带构成的“Y”字形构造交汇部位东侧，具体构造部位处于龙门山断裂带西南段内。隧道初期支护参数如表1所示。

表1 隧道初期支护参数

适用断面围岩级别喷砼(cm)锚杆长度锚杆间距(纵×环)钢筋网钢架纵距深埋Ⅲ10cm2.5m1.2m×1.2mφ6.5mm@25cm无Ⅳ18cm3m1.0m×1.2mφ6.5mm@25cm格栅10cm×15cm@1.0mⅤ243.00.8m×1.0mφ8mm@20cmI18@0.8m

(二)监测断面情况。本文选取的监测断面主要位于二郎山地区花岗岩段。监测项目为拱顶下沉和周边收敛两项。拱顶下沉和周边收敛测点布置在同一断面的初期支护表面，布置时机为掌子面开挖1～2天之内。剔除异常点和中途破坏点，周边收敛测点共计171个，其中Ⅳ级围岩131个，Ⅴ级围岩40个。拱顶下沉测点共计146个，其中Ⅳ级围岩108个，Ⅴ级围岩38个。

基于严重拥堵里程比的交通指数计算是指在一定的统计时间内首先通过路段运行速度判断处于拥堵状态的路段[10]，如城市快速路路段低于20 km/h判定为拥堵；其次分不同道路等级求出拥堵路段长度占到总路段长度的比例，进一步按照不同道路等级的VKT(车公里)进行加权，得到全路网的拥堵里程比例；最后按照一定的数学转换，计算出全路网交通指数，指数一般取值0～10，数值越高表明越拥堵. 北京、广州、杭州、武汉等城市采用此种模型方法，但是不同城市根据各自的运行特点，在拥堵路段阈值划分、拥堵里程比例与指数的转换关系、指数分级等方面存在不同.

二、围岩稳定性指标的统计分析

(一)变形量参数统计分析。图1为Ⅳ级围岩131个周边收敛测点和108个拱顶下沉测点稳定时变形量的分布概率。从图1可以看出，Ⅳ级围岩周边收敛值及拱顶下沉均主要集中在0～15mm的低值区，极少部分处于高值区。其中周边收敛测点所占比率为85.5%。其中0～10mm区间内测点占比最多，达68.7%，拱顶下沉测点所占比率为91.7%，其中仅0～5mm区间内的测点占比就达55.6%。两者分布形式均近似指数分布。图2为Ⅴ级围岩40个周边收敛测点和38个拱顶下沉测点稳定时变形量的分布概率。从图2可以看出，Ⅴ级围岩周边收敛及拱顶下沉均主要集中在低值区，极少部分处于高值区。周边收敛在0～20mm的测点所占比率为85%，其中0～10mm区间内测点占比最多，达67.5%；拱顶下沉在0～15mm的测点所占比率为86.9%，其中仅0～5mm区间内的测点占比就达52.6%。两者分布形式均近似指数分布。

虽然随着围岩级别的上升，围岩条件的变差，出现地下水，破碎围岩等复杂情况的可能性增大，但雅康高速二郎山地区隧道围岩的支护措施，参数及施工工艺等都有相应的调整，所以变形均控制在0～25mm内的低值区间内。

但是你从未在忙忙碌碌寻觅成功的路途中停下小憩一番，你更不知道你所追求的成功，只是别人的成功，而非你自己的。

尽管如此，这位天使不但活过了这可恶的冬天，而且随着天气变暖，身体又恢复了过来。他在院子最僻静的角落里一动不动地呆了一些天。到十二月时，他的眼睛重新又明亮起来，翅膀上也长出粗大丰满的羽毛。这羽毛好像不是为了飞，倒像是临死前的回光返照。有时当没有人理会他时，他在满天繁星的夜晚还会唱起航海人的歌子。

图1 Ⅳ级围岩稳定变形量分布概率

图2 Ⅴ级围岩稳定变形量分布概率

(二)时间参数统计分析。图3为Ⅳ级围岩131个周边收敛测点和108个拱顶下沉测点变形稳定时间的分布概率。从图3可以看出，Ⅳ级围岩周边收敛稳定时间主要为15～35d，该区间内的测点所占比率为71.8%，其中20～30d的区间占比最大，达43.5%。拱顶下沉稳定时间主要为15～30d，该区间内的测点所占比率为59.2%，其中15～20d的区间占比最大，达25%。两者分布形式均近似正态分布。图4为Ⅴ级围岩40个周边收敛测点和38个拱顶下沉测点变形稳定时间的分布概率。从图4可以看出，Ⅴ级围岩周边收敛稳定时间主要为15～30d，该区间内的测点所占比率为67.5%，其中20～25d的区间占比最大，达25%。拱顶下沉稳定时间主要为15～30d，该区间内的测点所占比率为60.5%，其中20～25d的区间占比最大，达26.3%。两者分布形式均近似正态分布。

通过对时间参数的统计分析，发现Ⅳ、Ⅴ级围岩主要在15～30d达到稳定，而由图3至图4可见，随着围岩级别的增加，周边收敛和拱顶沉降的稳定时间在45d以后的测点均逐渐增加，图4中，周边和拱顶的稳定时间在45～50d内的测点占比均大于或等于10%。

图3 Ⅳ级围岩稳定时间分布概率

图4 Ⅴ级围岩稳定时间分布概率

(三)空间参数统计分析。图5(a)为Ⅳ级围岩131个周边收敛测点和108个拱顶下沉测点变形稳定时距掌子面距离的分布概率。可以看出，Ⅳ级围岩周边收敛及拱顶下沉两者稳定时距掌子面距离均主要处于50～100m的区间内，所占比率分布为周边为63.4%，拱顶为54.6%。两者分布形式均近似正态分布。图5(b)为Ⅴ级围岩40个周边收敛测点和38个拱顶下沉测点变形稳定时距掌子面距离的分布概率。可以看出，Ⅴ级围岩周边收敛及拱顶下沉两者稳定时距掌子面距离均主要处于50～100m的区间内，所占比率分布为周边为52.5%，拱顶为52.6%。两者分布形式均近似正态分布。

图5 围岩稳定时距掌子面距离分布概率

三、结语

本文基于雅康高速公路隧道净空变形实测数据，分析了实测变形时程曲线形态特征。通过统计工作，得到了围岩稳定时的变形量、时间、空间参数的概率分布情况。具体结论如下：第一，Ⅳ级围岩稳定时变形量概率分布近似呈指数型，数值主要集中于低值区。有85.5%的周边测点稳定时的变形量和91.7%的拱顶测点稳定时的变形量均在0～15mm；稳定时间集中分布在15～35d；稳定时距掌子面的距离概率分布近似呈正态型，集中分布在50～100m。第二，Ⅴ级围岩有稳定时变形量概率分布近似呈指数型，数值主要集中于低值区。有85%的周边测点稳定时的变形量在0～20mm，有86.8%的拱顶测点稳定时的变形量在0～15mm；稳定时间集中分布在15～30d；稳定时距掌子面的距离概率分布近似呈正态型，集中分布在50-100m。第三，根据本文的统计分析结果可知，雅康高速二郎山地区花岗岩隧道段的初支设计方案合理，有效保证了施工安全及施工速度。但初支仍有优化的空间。

【参考文献】

[1]蒋树屏.我国公路隧道建设技术的现状及展望[J].交通世界，2003，2：22～27

[2]洪开荣.我国隧道及地下工程发展现状与展望[J].隧道建设，2015，35(2)：95～107

[3]《中国公路学报》编辑部.中国隧道工程学术研究综述[J].中国公路学报，2015，28(5)：1～65

[4]叶飞,丁文其,朱合华,王旭亮.公路隧道现场监控量测及信息反馈[J].长安大学学报(自然科学版),2007，5：79～83