0 引言
近年来, 业界对黄土隧道发生变形侵限的问题做了一定研究。宋维龙等[1]全球通家庭计划
采用统计分析和数值计算相结合的方法对甘肃某黄土隧道衬砌开裂进行分析, 结果表明围岩受到地下水浸水影响是衬砌开裂的主要原因，且浸水范围越大，衬砌受力情况越恶劣。赵元科[2]依托新庄岭隧道综合分析隧道开裂的原因为围岩等级划分有误导致支护结构偏弱，进而引起初期支护结构发生大变形。高晓春等[3]对黄土隧道隧址区地下水入渗引起支护结构开裂现象进行分析并给出处治建议，结果表明调整注浆参数、阻碍地下水渗流可以有效改善支护结构受力特性，控制隧道变形。陈建勋等[4]对大跨隧道支护结构大变形侵限等问题进行研究并得出结论，浅埋地段地基承载力较低的隧道可以使用钢管桩进行基底加固，从而达到控制隧道大变形的目的。赖金星等[5]对浅埋黄土隧道3层支护结构力学特性进行分析，结果表明初期支护结构在隧道安全施工中扮演了重要角，承担了浅埋黄土隧道的大部分围岩荷载。 祝健湛江师范学院附属中学>许沂光目前，大多数的浅埋隧道地表变形机制、支护结构受力特性以及浅埋隧道修建技术研究成果
都是基于围岩自身的工程特性和原始地层特性考虑的，未能充分考虑地表水径流的影响以及埋深关系。上阁村隧道穿越董志塬区台塬地形地貌，为长距离浅埋慢坡段隧道，地表汇水面积广阔，浅埋黄土地层水敏性强。鉴于此，基于现场实际监测数据、模型对董志塬区浅埋大断面隧道施工变形问题进行分析研究，针对性地给出施工建议，并对处治效果进行评价，以期为同类工程提供参考。
1 工程概况
上阁村隧道位于甘肃省庆阳市董志塬区上塬部分，进口位于塬边沟壑梁茆区，出口位于塬面平坦农田区，全长6.78 km。出口1.1 km为长段落浅埋慢坡段，埋深小于20 m，如图1所示。
图1 上阁村隧道地质剖面
Fig. 1 Geological profile of Shanggecun Tunnel
隧道通过地层为第四系上、中更统风积黄土，土质均一，针状孔隙发育，垂直节理发育，土体疏松，具有自重湿陷性，Ⅴ级围岩，Ⅴe复合式衬砌，初期支护采用I25a型钢钢架，间距0.6 m/榀，网喷C25混凝土，厚度35 cm，采用三台阶预留核心土法开挖[6]刘怀元，开挖断面162 m2 , 属于大断面隧道。
2 现场监测
2.1 测点布置与监测方法
选择在埋深H为5、10、15、20 m的对应里程设置监测断面，监测断面设置拱顶沉降监测点①，收敛点②-⑤，见图2。
监测方法为在围岩土体插入φ20 mm的钢筋，在露置于洞内侧的钢筋端部焊接一块方形薄铁片并粘贴反光膜片(GD01、SL01-SL04)，采用高精度的Leica全站仪进行观测，测量精
度为0.1 mm。根据变形速率调整观测频率，一般为每天1次，直至变形基本稳定后结束观测。
图2 测点布置示意
Fig. 2 Layout of measuring points
2.2 监测结果与分析
根据现场监测结果，绘制不同埋深条件下隧道洞内变形及含水率变化时程曲线。综合分析后发现，含水率变化整体呈逐步增长趋势，沉降及收敛呈快速增长-持续增长-趋于平稳3阶段变化[7]。1)不同埋深所表现的差异沉降不尽相同。埋深增加，收敛变形量值有减小趋势，收敛变形明显小于拱顶沉降[8-9]。 2)随着时间推移，含水率变化与沉降量表现出一定
逆变效率的规律性，在掌子面掘进过程中，监测点位置的含水率逐渐增加，且拱顶沉降量曲线斜率整体呈增大趋势; 3)隧道初期支护封闭成环以后，含水率虽持续增长但基本对围岩变形影响较小。
由图3分析可知，隧道埋深H=5 m时，随着开挖自由面形成，在空间上地表水向洞内径流补给距离短，表现为含水率迅速增长，拱顶沉降量曲线斜率呈增大趋势，尤其在下台阶开挖后至仰拱开挖阶段，上台阶含水率增加2.9%，拱顶沉降量增幅约87.5%，累计沉降量达217 mm。
图3 埋深H=5 m时，含水率与沉降量随开挖的变化曲线(2019年)
Fig. 3 Variations of moisture content and settlement with excavation stage when buried depth H is 5 m (in 2019)
隧道埋深H=10 m时，地表水向洞内径流补给在空间上存在一定距离，且越向下部发展黄土致密性越好，对径流下渗具有一定阻滞作用。直到自由面打开，自下台阶开挖至仰拱开挖阶段，含水率曲线斜率快速增大，拱顶沉降量曲线斜率呈增大趋势，上台阶含水率增加2.1%，拱顶沉降量增幅约47.1%，累计沉降量达304.6 mm，如图4所示。
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