监控测量在高速公路隧道中的应用研究

摘要:本文阐述了监控测量在高速公路隧道的重要意义、所测项目内容、方法及注意事项，目的在于通过对高速公路隧道工程的监测，为围岩动态、支护提供信息依据，为以后工程设计与施工积累资料,加强工程施工现场的指导、险情预报，确保安全施工。

关键词：监控测量；高速公路；隧道应用；

在我国高速公路隧道工程的建設中，通过监控测量可以掌握到高速公路大断面隧道现场的围岩动态，从而为项目提供及时准确的合理设计参数、可行施工方法和围岩、支护结构承载-变形-时间等特性依据，并据此指导隧道设计与施工中的开挖作业与支护结构，保持发挥围岩最大限度自承力、局部的应力松驰及支护结构有限变形。

1监控量测在高速公路隧道建设中的重要意义

高速公路大断面隧道监控量测是通过对现场实测数据的分析处理，向施工、监理和业主等关联方及时提供资料，为设计施工方案的修正调整提供依据，以便更好地进行指导现场施工，提高安全性。由于岩石的生成条件、地质作用等较为复杂，要确保在大断面隧道构筑过程中，能正确得到影响岩体状态开挖、支护方式及刚度等因素对结构稳定性的正确反映，就必须要借助于监控测量，它的应用犹如隧道项目设计施工的眼睛，帮助施工现场了解掌握到支护结构在不同施工状况下受力状态和应力分布结构，是保障隧道建设成功的重要手段。

尽管多年来国内外通常采用地下工程围岩的监控量测，来监视围岩变形和支护的稳定性，但隧道工程受力特征极其复杂，加之施工程序、管理缺泛科学性，致使高速公路隧道变形过大，不断酿成安全事故，因此，分析研究隧道施工变形的监测，进一步深化理论研究提供原始依据，为以后优化设计提供类比依据等具有不可忽视的作用和意义。

2高速公路隧道建设监控测量的项目和主要内容

高速公路隧道不同类别的围岩，尽管保持与铁路隧道或地下工程有许多共同点，但同时也具有自己的独特。因此，监控测量要充分考虑到公路工艺等方面的限制，根据实际情况来制定出贴近于实际的工作方案，做好确定对隧道现场监测项目布置测点和内容的选择；采集监测数据的变化；分析与施工状态的量测关系；准确及时反馈量测的信息，指导设计、施工和支护参数的修改，保证隧道施工安全,预防隧道坍塌。

2.1 监测地质观察与支护状况

测量人员要对每次爆破后的开挖及初期支护进行断面后布置量测，使用工具为地质罗盘、规尺等，主要是观察或描述围岩特性、支护的裂缝和变形及掌子面结构现状。

2.2 监测隧道围岩的变形量

测量人员主要针对是大断面隧道洞内的变形收敛，测量出净空收敛、围岩内部位移、拱顶下沉及地质描述，以此来保持洞室的稳定状态与评价隧道变形的特征值。

2.3监测隧道周边的位移及拱顶的下沉

测量人员首先选择好隧道周边水平位移、拱顶下沉监测量点的布置，在做好初期支护后，先用风钻凿出直径为40mm、深度为200 mm的孔[1]，用1∶1砂浆填满凿孔，待砂浆凝固好插入其上的测点固定杆时即可使用收敛计、水平仪及水平尺进行量测工作。要注意到施工时对观测点的损毁，发现一旦测点出现情况，应尽快重新设置来确保数据的不中断。对拱顶下沉量测点应设置大小适中的测点，将固定杆埋设在风钻打眼内并外露杆头设挂钩。测量间隔时间为: 半月内每天1至2次，半月至一个月2天1次，一个月至三个月每周一次[2]，3月以后每月2次。

2.4监测应力—应变

测量人员采用应变计、盒与测力计等监测工具，对拱架、支撑、锚杆和衬砌受力变形情况的测量,从而对支护效果做出有效地检验与评价。其中，对锚杆的测量，可设置成10 米一个断面，每一断面不小于3根[3]。

3 监控测量在高速公路隧道建设应用中的注意事项

由于各个高速公路隧道的施工条件不同，因此，测量人员要因地制宜，在监测中，应注意以下事项与操作要领。

3.1 注意对开挖段工作面监控测量的及时性

测量人员要对每个隧道断面的开挖立即进行地质调查，完成对地质绘出素描图。如遇隧道洞室特殊地质的情况下，首先要依次进行掌子面地质调查程序[4]：（1）工程及水文地质；（2）岩层结构面产状；（3）节理裂隙发育程度及其方向；（4）开挖面的稳定状态；（5）底板有否涌水隆起现象。同时，安排出专人进行24小时的不间断观察。其次对于初期支护的地段，要加强观察围岩动态情况，喷射混凝土裂隙剥离现象、锚杆受力变形，拱架受压变形等。

3.2 注意对隧道测量控制点布设的选择性

首先要坚持“稳布点、勤检核、准施工”的监控测量的原则，选择通视良好、少扰动、便于施工的适宜地方布设控制点。要在布点及使用控制点时，把点的检核必须放在首位。比如说在山林中监测，应利用全站仪将控制点联测在山坡上天然林中，充分考虑通视，保持50一150m左右的间距，尽量布设牢固并做好标记、点之记，便于隧道贯通测量的应用。在实测时，做到设站点、前视、后视均采用三角架法，结束一个测站观测后，只需将后视三角架移动到前视，其它的三角架不动，以此测量下去。二是在松软林中采用前、后视棱镜三角脚固定，确保做到前后视点位的对中准确、稳定且现场仅需3个专业人员。三是施测时，测量人员要携带照明工具，以备光线不好而无法在导线点上架设仪器，同时合理的安排观测时间，避开雾气时间工作，

3.3 注意对隧道施工阶段洞内控制点的建立

隧道洞内控制点（平面控制点、水准点）的建立，应分步骤进行。首先平面控点一般中线点与控制点合为一，施工时先期在利用钢钉固定在顶板上，并随着围岩的不断变化，及时调整控制点的位置。然后在实测前，及时校准点位有无变化，一旦发现变动将原有钢钉除掉。待施工到围岩稳定时间，便布设钢钉永久控制点，钉上系小段白线为日后观测使用，同时除掉原有钢钉防止影响。用红油漆两侧拱脚处做好标记，记录控制点的桩号，以便查找。在施工下导坑时，选择底版位置建立控制点，采用风动凿岩机在选中位置打出深Zm的岩孔，将金属锚杆涂上锚固剂打人岩孔内，再焊接锚杆上端的一铁板，留做刻记控制点的点位，利用原有的控制点做辅助检核。

4 结语

总之，由于高速公路隧道工程具有特殊、复杂和隧道围岩的不确定, 进行监控测量是保证隧道工程质量安全的重要手段。要通过对围岩位移及初期支护变形等监控测量，提供有关监控信息依据，科学的加以分析，为以后工程设计与施工积累资料，确保隧道现场施工的指导及施工的安全性、经济性。

参考文献：

[1] 秦之富,唐健. 高速公路隧道监控量测及应用[J]. 公路交通技术, 2006,(02) .

[2] 张英富. 马鞍山隧道监控量测技术研究[J]. 土工基础, 2010,(02) .

[3] 陈俊青. 江西省萍洪高速长平隧道监控量测浅谈[J]. 科技传播, 2010,(10) .

[4] 何华春,曾水泉. 杭千高速南峰和善岭隧道监控量测技术的应用[J]. 山西建筑, 2010,(17) .

作者简历：孟福兴 ，男 ，河南兰考 1982年4月出生，中铁隧道集团有限公司广乐高速T10标项目部 ， 河南理工大学测绘工程本科专业，助理工程师，从事工程施工测量工作。通讯地址：广东省韶关市武江区龙归镇马渡村中铁隧道集团有限公司广乐T10标项目部