隧道监测及超前地质预报工作现状问题及对策

赵 栋

(长安大学公路学院，陕西 西安 710064)

隧道监测及超前地质预报工作现状问题及对策

赵 栋

(长安大学公路学院，陕西 西安 710064)

监控量测工作作为隧道施工的一项重要内容，现已得到普遍重视及广泛应用，从实地工作实施情况来看，仍面临着不少问题。依据鹤大高速多条隧道监控量测的实地状况，从多方面对公路隧道监测及地质预报工作面临的问题、对策以及未来技术发展进行了论述。

监控量测；问题及对策；分级化监测

1 引 言

1.1 现场监测人员专业水平不高

由于现场工作人员专业能力有限，整体技术水平还有待提高，基本理论知识和专业经验相对匮乏，尤其是在监测经验积累上有所欠缺，导致监测工作通常毫无主次，不能针对特定地质条件、施工措施等环境采取特定监测方案，从而导致隐患区段监测不到位，不能起到应有的保障施工安全的作用。

1.2 量测结果精度及分析处理重视不足

由于主观上技能原因及客观上设备及监测环境原因，导致规范要求的对应监测精度有时难以达到。隧道施工环境下仪器受恶劣条件影响严重，加之受水准仪视距、立尺不稳、基点位置不平等难以改善因素影响，实际量测精度很难达到规范要求。同时，开挖面后方2 m范围内的初支变形由于测点无法及时布置而难以及时获得。此外，之后的数据整理及分析处理也仅仅限于数据的收集，大多仅简单的利用若干天的数据计算变形速率或利用数据进行预测围岩动态条件。

1.3 工作方式有不合理之处

要保质完成监测工作，必须要定人、定设备长期驻守于各洞口，以便于选择合适时机进洞量测。利用车载技术人员到达洞口的方式，要达到规范要求的测量频率则非常困难，如遇道路不畅、洞内作业影响、天气原因等情况将导致监控量测工作成为一种“巡视”。

1.4 风险预测唯数据为准

作为经验性较强的隧道工程建设，监测数据作为一项重要的参考标准但绝不应是唯一标准。事实上，在诸多因素的影响下，监测工作的核心是处理预警问题，即究竟什么时候该预警。过于保守的预警只会削弱技术服务工作者的权威，过于松懈的预警仅会使监测工作流于形式。

1.5 监测信息反馈不及时

目前大多数监测单位通常以纸质报告的形式反馈监测结果，由于现场通常距离较远，以致资料送达需耗费较长时间。然而现场施工速度通常较快，因而隧道施工决策者难以及时获得监测详情。监控量测与地质预报工作的数据与结论经常要报送很多单位和人员，例如现场施工决策者与现场监理等人员，在正式资料送达之前，他们是不易第一时间获取的。同时，电话咨询与当面咨询常常难以持续，现场量测人员通常负责数个隧道，很难随时清楚详尽掌握每一个具体洞口的位移情况。这就导致监测的结果常常仅成为档案资料，是与新奥法施工理念极不相符的。为应对该问题，现场通常采取分级预警的措施，然而这始终是一种被动的反馈措施，不能有效发挥动态指导施工的作用，也难以让各方施工参与者第一时间了解监测动态。

1.6 超前地质预报后续工作不足

超前地质预报作为隧道施工中降低施工过程地质灾害发生、减少灾害损失的重要手段，对降低施工风险、指导施工起着较大的作用。大多数监测单位存在着“为报告”而预报的普遍状况，未能重视物探结果的及时验证以及宏观围岩状态与地质雷达结果的综合分析工作。对不断针对预报围岩的特异性总结积累经验，并结合实际开挖面、侧壁出露围岩定性分析的重视有所欠缺。

2 思考对策

2.1 监测人员应积极进行监测状态分级工作

为应对专业理论知识和监测经验的欠缺，隧道监测人员应积极查读规范、翻阅图纸，在监测中应多观察、细心记录，并及时解决疑问。在制定监测方案时，应积极搜寻并整理邻区隧道项目建设中出现的灾害记录，明确特定围岩易发对应事故，对待监测隧道的各区段结合设计资料、实地条件进行监测风险预风险分级，并在随后利用监测结果、开挖围岩揭露进行动态修正。并针对设定监测分级选择必要的选测项目。针对性的参考相同地区、岩性、埋深、进洞深度，确定围岩急剧变形和基本稳定的基本临近速率。有预备性的针对特殊地段布设测点，重点盯防松散含水多、初衬开裂、已发塌方等区段。还可以建立专家顾问组通讯群，定期在群中发布开挖面、初支等照片信息供专家指导现场工作。

在超前地质预报中，应充分利用地质调查法配合好地质雷达工作，做好掌子面地质素描，勤记录掌子面出露状况，常分析掌子面记录渐变情况。对特定围岩岩性特征进行定量分析，结合隧道穿越区实地地质条件，尽可能为施工决策者提供翔实信息。

2.2 应重视消除量测误差工作

针对量测精度难以达标的问题，应尽可能合理布置测点，测点必须牢固可靠。必要时可以利用已稳定的洞内拱顶下沉测点作为测量基点，避免立尺误差。此外，建议在架立钢支撑的时间进洞量测，一个合适的量测环境对量测结果影响较大。

数据分析处理应尽可能有效利用好已测得数据。首先科学剔除无效的数据，消除偶然误差的影响，才能确切的获得变形规律。不能简单地将相邻两时刻测得的数据相减后除以时间间隔获得的变形速率。应对所有数据进行回归分析, 即用曲线对时间—位移散点图进行插值拟合，然后计算t时刻的函数的一阶导数，同时还可以通过二阶导数判断位移—时间曲线的大致情况，确定测点属于哪一种情形。一般变形曲线主要分为正常型和非正常型两种。

2.3 应逐步改变“为报告而监测”而采取“面向风险”的监测理念

只有以预测风险为核心，才能不拘泥于机械消极的例行监测。例如某下台阶开挖处同日内位移较大，就应尽可能利用单次反复监测、高频率采集大量数据进行误差消除。同时，应积极观察测点范围内初支状态及初支渗漏水情况，结合多方面因素共同做出风险预测结论。此外，应积极检查初期支护状态，对初支开裂、变形处应及时增设测点。

2.4 建立监测及超前地质预报快速反馈系统

针对监测结果反馈难以及时问题，应积极利用网络手段建立各方QQ群等方式，及时发送监测及地质预报结果。开发应用集数据录入、分析处理、图像处理及多方式反馈一体的隧道监测及超前地质预报快速反馈系统。以逐步改善目前施工单位、监理单位及建设单位被动接受监测信息，发挥第三方监测工作的重要作用。

2.5 加强超前地质预报预后工作

应针对设计资料、监测与地质预报结果及隧道内实地条件动态制定超前地质预报方案，避免盲目消极进行例行预报。应结合围岩出露实际动态积极制定测线、预测深度方案，不拘于预测深度、预测频率限制。对预测结果应积极验证修正，不断提高预报水平。此外，对实际开挖出露围岩的总结记录工作尚未重视。隧道开挖后出露的围岩常与勘察报告有较大出入，能够在实施超前预报工作的同时将一份真实可靠的地质判断资料回馈给建设单位，对前方围岩定性预测、地质资料存档等都有较大意义。

[1] 吕康成.隧道工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社,2000：36-51.

[2] 薛翊国,李术才，等.隧道施工期超前地质预报实施方法研究[J]. 岩土力学，2011,32(8):2416-2422.

[3] 钟世航. 关于隧道监控量测几个需要解决的问题[A].第五届中国国际隧道工程研讨会文集[C]. 2011:149-153.

[4] 曹虎奇. 隧道岩溶探测、灾害预防与处治技术研究[D].西安.长安大学硕士论文，2012.

[5] 万利. 高速公路隧道施工监测技术研究[D].西安.长安大学硕士论文，2006.

Tunnel monitoring and forecasting geological prediction current work situation problems and solutions

ZHAO Dong

(Chang'an University, Xi'an Highway Institute,Xi′an,Shanxi 710064,China)

As an important part of monitoring and measurement in tunnel construction, it has now been widely used and widespread paid attention. From the implementation of the field work, it still faces with many problems. In this paper, based on a number of Heda high-speed tunnel monitoring measurement conditions on the ground, and through many aspects the problem, measures and future technological development of highway tunnel monitoring and forecasting geological work are discussed.

monitoring and measurement;problems and solutions;classification monitoring;

2015-10-21

赵栋(1990-)，男，硕士研究生。

U456

C

1008-3383(2016)02-0108-02