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1、引言
这几年，在全国山岭公路建设中，因地质、地形条件制约，道路总体线形设计要求或特殊地段等情况，双向隧道间距达不到设计规范要求，隧道愈来愈多的选用小净距隧道方案。目前，根据在建工程，开展了施工方法、合理净距、支护技术，围岩应力，爆破、中夹岩柱变形与破坏规律及加固控制技术等多方面的研究。
同时，小净距隧道的各项研究成果是独立的、相对的（如施工方法、围岩应力、合理间距等），在不同地质、围岩状况、支护措施及施工工艺等条件下，其分析的结果则不同。因此，小净距隧道研究更多是建立在具体工程实践基础上，为隧道工程研究成果多样性和应用提供了更广阔的前景。
本文以京福高速公路金旗山隧道的现场监测工作为依据，介绍了现场监控量测采用的方式，并根据监测结果，针对施工过程中隧道围岩和支护体系的变形和受力经行分析。
2、工程地质概况
受地形及路线布设影响，京福高速公路金旗山隧道采用小净距的布设方案。金旗山隧道长205m，双洞轴线间距为17.519m，中间岩柱净宽为5.079m，整座隧道的平面位于R=2000m的圆曲线和R=10000m的竖曲线上。隧道处于丘陵地区，路线横切一小山脊，地形波状起伏，呈驼峰型，植被发育，覆盖较薄，洞口位于小山谷旁。隧道所处地区未见地下水露头，地下水主要源于基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙和破碎带中，受大气降水补给，水量不大，季节影响小。隧道穿过的岩性单一，为燕山早期侵入花岗岩，未见有断层，仅在进口处见有一隐伏辉绿岩脉，对隧道无影响。隧道的围岩情况：Ⅲ类围岩41m，Ⅳ类围岩164m。支护与衬砌形式分三种：S12型33m（Ⅲ类围岩浅埋段）、S3型18m（Ⅲ类围岩深埋段）、S4型144m（Ⅳ类围岩深埋段）、削竹式洞门结构10m。
隧道施工开挖针对围岩类别和部位不同分别采用上、下台阶法、侧导洞开挖及超前导洞开挖，每环进尺1.0m-1.5m；初期支护采用环形布置长500cm、Φ50超前注浆小导管，径向布置长300cm、Φ22砂浆锚杆，梅花布置长350cm、Φ25中空注浆螺纹锚杆及U25型钢拱架，喷射钢纤维混凝土支护；二次衬砌采用C25混凝土，初期支护与二次衬砌之间采用1.2mm厚EVA复合防水板。
3、监控量测布置方案
针对金旗山小净距隧道围岩情况，主要开展了地质及支护状态观察、地质描述、拱顶下沉量测、周边位移收敛量测、二次衬砌接触压力量测，围岩松动圈超声波测试等项目。监控量测断面布置如图1和如图2所示。
4、测试结果及分析
4.1周边位移收敛
从量测结果分析（如图三和图四所示及表一），金旗山小净距隧道的整体稳定性较完整，及时初期支护的施工有效地抑制了围岩的收敛变形。金旗山小净距最大收敛量15.954，远小于允许相对收敛量。收敛稳定时间短，各监测断面基本在20d左右收敛变形趋于稳定。
4.2拱顶下沉
从量测结果分析（如图五和如图六所示及表二），金旗山隧道拱顶下沉的变化规律和周边位移收敛表现出较均匀，各监测断面拱顶下沉值变化不大，小于围岩允许值，说明初期支护施工及时，支护参数设定有效，围岩整体稳定；同时，更说明先行开挖、支护的左洞受到后行开挖、支护的右洞影响，围岩应力调整周期变长，导致围岩收敛变形较大。
4.3 锚杆内力
从检测数据分析（如图七所示及表三），锚杆内力最大为202.78MPa，小于其屈服强度值，但安全贮备减少；从锚杆内力变化曲线的波动情况分析，金旗山小净距隧道围岩应力调整过程明显，围岩受力状态较为复杂；小净距Ⅰ-Ⅰ断面中间岩柱一侧锚杆受力较大，为Ⅱ-Ⅱ测试断面的两倍左右，说明小净距Ⅰ-Ⅰ断面中间岩柱围岩差，造成岩体稳定性较差，为整个小净距隧道最薄弱的部分，应引起足够重视。
4.4 钢拱架内力
从U型钢拱架内力测试结果分析（如图八所示及表四），钢拱架最大内力183.89MPa，远小于其容许应力。由于岩层产状影响，做U型钢拱架受力大于右侧，而其顶部较小；U型钢拱架受力稳定的时间在19d左右，这与围岩应力调整、收敛变形趋于稳定的时间比较吻合，U型钢拱架在初期支护过程中控制围岩收敛变形的效果明显。
4.5 松动圈测试
从声波测孔的波速曲线分析（如图九所示），小净距围岩的松动圈范围为0-1.5m，初期支护锚杆为3m，说明施工采取的超前注浆小导管施工、台阶法开挖、侧导洞开挖、超前导洞开挖、中间岩柱加固、光面控制爆破及初期支护锚杆有效抑制了围岩松动圈得扩展，施工开挖方案和支护参数合理、有效。
4.6 二次衬砌接触压力测试
从测试结果分析（如图十及表五所示），金旗山小净距隧道二次衬砌接触压力均偏小，不超过7.65MPa,说明二次衬砌施工时围岩的收敛变形趋于稳定，二次衬砌施工的时间确定合理；二次衬砌接触压力随时间不断波动直至趋于稳定，说明随着时间的推移，在变形协调过程中二次衬砌强度储备的作用逐渐发挥；中间岩柱附近围岩由于受力体系较为复杂，围岩应力和变形较大，因此该部位二次衬砌接触压力较大，作为重点监测部位。
5结论
通过金旗山小净距隧道现场监控量测数据分析可以看出，小净距段整体稳定性较好，围岩的扰动范围为1-1.6m，最大收敛量15.954mm，拱顶最大下沉9.45mm；支护受力状态良好，U型钢拱架结构最大应力为183.89MPa，锚杆最大内力202.78MPa，均小于容许应力，且局部地质条件影响明显；二次衬砌接触压力不超过7.65MPa，说明二次衬砌施工时围岩的收敛变形基本趋于稳定，二次衬砌支护时机合理。
从监测结果可以分析，金旗山小净距隧道开始部位Ⅰ-Ⅰ断面岩柱围岩较差，经多次的开挖扰动，受力最为薄弱，作为小净距的重点监测和加固部位。
这几年，在全国山岭公路建设中，因地质、地形条件制约，道路总体线形设计要求或特殊地段等情况，双向隧道间距达不到设计规范要求，隧道愈来愈多的选用小净距隧道方案。目前，根据在建工程，开展了施工方法、合理净距、支护技术，围岩应力，爆破、中夹岩柱变形与破坏规律及加固控制技术等多方面的研究。
同时，小净距隧道的各项研究成果是独立的、相对的（如施工方法、围岩应力、合理间距等），在不同地质、围岩状况、支护措施及施工工艺等条件下，其分析的结果则不同。因此，小净距隧道研究更多是建立在具体工程实践基础上，为隧道工程研究成果多样性和应用提供了更广阔的前景。
本文以京福高速公路金旗山隧道的现场监测工作为依据，介绍了现场监控量测采用的方式，并根据监测结果，针对施工过程中隧道围岩和支护体系的变形和受力经行分析。
2、工程地质概况
受地形及路线布设影响，京福高速公路金旗山隧道采用小净距的布设方案。金旗山隧道长205m，双洞轴线间距为17.519m，中间岩柱净宽为5.079m，整座隧道的平面位于R=2000m的圆曲线和R=10000m的竖曲线上。隧道处于丘陵地区，路线横切一小山脊，地形波状起伏，呈驼峰型，植被发育，覆盖较薄，洞口位于小山谷旁。隧道所处地区未见地下水露头，地下水主要源于基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙和破碎带中，受大气降水补给，水量不大，季节影响小。隧道穿过的岩性单一，为燕山早期侵入花岗岩，未见有断层，仅在进口处见有一隐伏辉绿岩脉，对隧道无影响。隧道的围岩情况：Ⅲ类围岩41m，Ⅳ类围岩164m。支护与衬砌形式分三种：S12型33m（Ⅲ类围岩浅埋段）、S3型18m（Ⅲ类围岩深埋段）、S4型144m（Ⅳ类围岩深埋段）、削竹式洞门结构10m。
隧道施工开挖针对围岩类别和部位不同分别采用上、下台阶法、侧导洞开挖及超前导洞开挖，每环进尺1.0m-1.5m；初期支护采用环形布置长500cm、Φ50超前注浆小导管，径向布置长300cm、Φ22砂浆锚杆，梅花布置长350cm、Φ25中空注浆螺纹锚杆及U25型钢拱架，喷射钢纤维混凝土支护；二次衬砌采用C25混凝土，初期支护与二次衬砌之间采用1.2mm厚EVA复合防水板。
3、监控量测布置方案
针对金旗山小净距隧道围岩情况，主要开展了地质及支护状态观察、地质描述、拱顶下沉量测、周边位移收敛量测、二次衬砌接触压力量测，围岩松动圈超声波测试等项目。监控量测断面布置如图1和如图2所示。
4、测试结果及分析
4.1周边位移收敛
从量测结果分析（如图三和图四所示及表一），金旗山小净距隧道的整体稳定性较完整，及时初期支护的施工有效地抑制了围岩的收敛变形。金旗山小净距最大收敛量15.954，远小于允许相对收敛量。收敛稳定时间短，各监测断面基本在20d左右收敛变形趋于稳定。
4.2拱顶下沉
从量测结果分析（如图五和如图六所示及表二），金旗山隧道拱顶下沉的变化规律和周边位移收敛表现出较均匀，各监测断面拱顶下沉值变化不大，小于围岩允许值，说明初期支护施工及时，支护参数设定有效，围岩整体稳定；同时，更说明先行开挖、支护的左洞受到后行开挖、支护的右洞影响，围岩应力调整周期变长，导致围岩收敛变形较大。
4.3 锚杆内力
从检测数据分析（如图七所示及表三），锚杆内力最大为202.78MPa，小于其屈服强度值，但安全贮备减少；从锚杆内力变化曲线的波动情况分析，金旗山小净距隧道围岩应力调整过程明显，围岩受力状态较为复杂；小净距Ⅰ-Ⅰ断面中间岩柱一侧锚杆受力较大，为Ⅱ-Ⅱ测试断面的两倍左右，说明小净距Ⅰ-Ⅰ断面中间岩柱围岩差，造成岩体稳定性较差，为整个小净距隧道最薄弱的部分，应引起足够重视。
4.4 钢拱架内力
从U型钢拱架内力测试结果分析（如图八所示及表四），钢拱架最大内力183.89MPa，远小于其容许应力。由于岩层产状影响，做U型钢拱架受力大于右侧，而其顶部较小；U型钢拱架受力稳定的时间在19d左右，这与围岩应力调整、收敛变形趋于稳定的时间比较吻合，U型钢拱架在初期支护过程中控制围岩收敛变形的效果明显。
4.5 松动圈测试
从声波测孔的波速曲线分析（如图九所示），小净距围岩的松动圈范围为0-1.5m，初期支护锚杆为3m，说明施工采取的超前注浆小导管施工、台阶法开挖、侧导洞开挖、超前导洞开挖、中间岩柱加固、光面控制爆破及初期支护锚杆有效抑制了围岩松动圈得扩展，施工开挖方案和支护参数合理、有效。
4.6 二次衬砌接触压力测试
从测试结果分析（如图十及表五所示），金旗山小净距隧道二次衬砌接触压力均偏小，不超过7.65MPa,说明二次衬砌施工时围岩的收敛变形趋于稳定，二次衬砌施工的时间确定合理；二次衬砌接触压力随时间不断波动直至趋于稳定，说明随着时间的推移，在变形协调过程中二次衬砌强度储备的作用逐渐发挥；中间岩柱附近围岩由于受力体系较为复杂，围岩应力和变形较大，因此该部位二次衬砌接触压力较大，作为重点监测部位。
5结论
通过金旗山小净距隧道现场监控量测数据分析可以看出，小净距段整体稳定性较好，围岩的扰动范围为1-1.6m，最大收敛量15.954mm，拱顶最大下沉9.45mm；支护受力状态良好，U型钢拱架结构最大应力为183.89MPa，锚杆最大内力202.78MPa，均小于容许应力，且局部地质条件影响明显；二次衬砌接触压力不超过7.65MPa，说明二次衬砌施工时围岩的收敛变形基本趋于稳定，二次衬砌支护时机合理。
从监测结果可以分析，金旗山小净距隧道开始部位Ⅰ-Ⅰ断面岩柱围岩较差，经多次的开挖扰动，受力最为薄弱，作为小净距的重点监测和加固部位。