隧道新奥法施工中监控量测技术的应用分析

许斌

【摘要】近年来，隧道新奥法施工得到了快速发展和广泛应用，研究其中监控量测技术的应用有着重要意义。本文首先对监控量测做了概述，分析了隧道监控量测的内容，在结合相关实践经验的基础上，就隧道新奥法施工中监控量测技术的应用做了研究。

【关键词】隧道；新奥法；监控量测；应用

1 前言

作为隧道新奥法施工中的重要工作，对监控量测技术进行合理应用在近期得到了业内的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升监控量测技术的实践应用水平，从而有效优化隧道新奥法施工的整体效果。

2 监控量测概述

监控量测在整体控制阶段有重要的作用，其中涉及到工程规模、支护类型及施工方法等因素，在具体设计过程中必须对项目类型进行分类，按照固定的设计形式对其进行设计，进而达到理想的设计效果。以下将对监控量测的内容和方法进行分析。

3 隧道监控量测的内容分析

3.1 地质及支护状况的观察

在每次完成爆破后和初喷后，为了对隧道围岩的稳定性进行正确评价，判断围岩的类别是否与预设计相符，需要通过施工者进行肉眼观察、地质罗盘及锤击检查隧道中各个掌子面的方法，描述、记录围岩地质、岩性、岩层产状、结构面、裂隙、溶洞、地下水情况以及衬砌支护效果，必要时地下水流量也应进行拍照、测量。

3.2 围岩周边收敛量测

周边收敛量测是对隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值进行测量，了解周边收敛和断面变形状况，直观表现了隧道开挖所引起围岩的变形情况，大多采用收敛计进行接触量测或高精度全站仪进行非接触式量测。

3.3 拱顶下沉量测

大多浅埋隧道里判断围岩稳定性的必要依据就是拱顶下沉和地表下沉。地表的下沉是由于隧道拱顶发生下沉造成的，地表点所发生的下沉位移值一般比拱顶点发生的下沉位移值要小，两者发生下沉的时间不同，拱顶点下沉要比地表点下沉早。特殊情况下两者下沉同时发生，当隧道埋深很浅、围岩发生破碎时，地表下沉位移值逼近拱顶下沉位移值。所以，根据不同隧道开挖面上拱顶点的垂直位移的变化情况，就可以对隧道的稳定性做出判断。

3.4 地表下沉

是通过地表下沉位移量来判断隧道开挖施工对地表下沉造成的影响，从而最终确定隧道支护结构。量测过程中基准点埋设在以隧道开挖横向各3～5倍洞径外的区域为地表测试有效范围，在此范围内埋设地表沉降观测基点，再使用水准仪量测观测基点下沉位移值。

4 隧道新奥法施工中监控量测技术的应用探析

4.1 隧道内外变形情况的测量工作

在隧道掌子面每次爆破后通过肉眼观察掌子面地质水文条件、岩性、结构面产状、有无断层、是否偏压、围岩类别，掌子面自稳情况、顶板有无剥落现象，对掌子面涌出的地下水容量、具体的涌水位置、涌水压力以及涌水的主要组成成分；隧道工程施工初期支护结构施工过程中支护喷层的表面是否有裂缝以及具体的裂缝情况，锚杆应用过程中是否发生位移以及锚杆的具体深度变化情况，混凝土结构在施工过程中是否产生剥离现象以及是否发生剪切破坏口现象，钢拱架有无被压屈现象、是否存在底鼓现象；隧道外部的测量工作应该集中在隧道洞口地段以及洞身浅埋地段，观察和记录上述位置是否出现裂缝、沉降、滑坡情况以及观察隧道边坡的稳定情况和隧道外部表面的渗水情况等等，做好隧道周围建筑物位移、倾斜情况的监控和测量工作。所有的测量项目应及时进行，对观察结果的描述和记录应详细，必要时进行拍照记录。

（一）拱顶下沉量测

拱顶下沉量测需要使用精密水准仪、钢圈尺以及精密因瓦水准尺完成相关测量工作。其具体测量方法是预先在隧道支护结构的拱顶位置设置预埋件作为测量主体，做包预埋件的固定和保护工作工作，进而观察预埋件在不同位置的高度，最后根据隧道工程的施工过程观察其不同位置的高度变化情况，测量出拱顶下沉量。

（二）周边位移量测

围岩周边位移可采用收敛仪进行量测。在预设点的断面，隧道开挖爆破以后，沿隧道周边有代表性位置埋设预埋件，围岩周边位移与拱顶下沉量测断面布置在同一断面上，以便进行数据分析。

（三）地表下沉量测

地表下沉量的测量工作也需要使用精密水准仪来完成，其首先需要在隧道洞口和洞身前段位置沿着隧道工程的中心轴线方向测量隧道的断面位置，根据实际情况确定隧道断面的间距大小，进而在事先选定的断面测量区域设置相应的观测基准点，基准点要求能够能够通视断面、位置牢固、方便测量等等，通常每一个隧道断面的测量基准点都会在7个以上，适宜保持3m的横向间距。当两隧道之间间距较小，可能存在相互影响时，量测范围应适当加宽。

4.2 监控量测数据的分析处理过程

（一）监控量测技术数据的分析方法

监控量测数据的分析方法包括散点图分析方法和回归分析方法两种，以散点图分析方法为例，其能够根据数据分析过程中数据时态曲线的绘制结合针对支护结构的施工状态以及施工过程中围岩稳定性的变化情况提出相应的安全评价，进而针对施工方案进行一定的优化调整，使用散点图分析方法的过程主要包括以下内容：根据量测值绘制时态曲線；选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策。监控量测数据可采用指数模型、对数模型、双曲线模型、分段函数、经验公式等进行分析，并预测最终值。

（二）监控量测技术数据处理

监控量测技术的数据处理过程主要是针对采集到的数据进行实时性分析以及阶段性分析两部分内容，其中实时性分析是指通过每天对监控测量的信息数据进行分析并发现相关的安全隐患，制定相应的施工优化措施，并将上述内容做成报告提交；而阶段性分析是指分每周、每月对实时性监控测量信息的数据进行分析，综合监控测量数据的变化情况制定相应的分析图标，观察隧道施工整体情况的变化，并将上述内容做成报告提交。

5 结束语

综上所述，加强对隧道新奥法施工中监控量测技术应用的研究分析，对于保障新奥法施工的顺利进行有着十分重要的意义，因此在今后的实践中，应该加强对监控量测技术的重视程度，并注重其在实际应用中的整体性与科学性。

参考文献：

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[3] 于宁，朱合华，江勇.盾构法隧道施工过程模拟以及对相邻构筑物的影响分析[J].地下铁道新技术文集.2013（02）：459-460.