浅谈湖州南太湖互通连接线工程隧道施工监测技术的运用

程 郁

（安徽省公路工程检测中心 桥梁与隧道工程检测安徽省实验室，安徽 合肥 230051）

湖州南太湖地区隧道工程项目主要经过坡洪积斜坡及低山丘陵区，该项目与湖沼积平原直接相连。工程所在区域范围受构造及人工采石影响，地形较为凌乱。因此，在进行施工建设和监督管理的过程中，都会遇到较大的困难。如何采用科学的监测技术与管理方法，提高工程项目整体有效性，成为相关施工部门技术人员重点关注内容之一。

1 隧道施工风险因素分析

1.1 方案设计因素

施工方案与超前地质预报等方案的设计不合理，容易导致后续的施工建设和管理工作无法获取精准的数据支撑。设计方案的科学性与有效性十分重要，如果此环节出现了问题，后续的风险难以得到精准评估。同时，如果工程项目的施工管理部门没有编制出复合现场实际情况的专项施工方案，也会导致应急措施不完善。超前地质预报设计不符合规范，导致超前地质预报的工艺技术会出现选择性错误[1]。

1.2 支护因素

支护设计需要结合现场的实际情况进行优化设计。如果支护设计不符合规范，则会导致项目中使用的支护钢管的型号、规格以及性能无法满足实际的设计要求。再比如，管棚的搭接长度不符合设计要求，注浆浆液的强度与配合比不符合设计施工的管理规范，也会导致超前小导管的支撑结构在应用中无法达到应有的效果。

1.3 监督管理因素

监督管理工作中，监控测量不符合设计管理与相关规定的要求，会导致施工监测工作失效。比如，在进行监测点布设的过程中，没有按照规定的方法进行布设，监测的频率难以得到规定的要求，最终得出的数据会出现失效和读数异常等情况，如果不能得到妥善地处理，则会影响施工项目整体监测效果。

2 隧道施工监测技术应用

2.1 三维激光扫描技术

三维激光扫描技术是一种在短时间内获取空间三维信息的技术手段。在实际的使用中，可以将传统的单点采集技术与数据模式，转移到海量自动获取信息数据的模式中。在此环节中，能够充分地发挥出高精度与高准确度的优点。目前，该项技术以及在隧道监测工作中得到了逐步推广与使用，相对于传统的监测方法而言，此种方法的优势更为明显[2]。

2.2 信息化数据监测技术

信息化数据监测技术能够提供精准的数据，为后续的数据分析与处理工作提供支持。传统的监测方法不能对规模巨大的数据进行集中监测，监测工作的有效性较差，在进行监管中，也需要耗费大量的时间和精力。现代化信息技术持续发展的进程中，相关领域工作人员可以通过大数据技术，对海量隧道监控测量数据进行高效处理。同时，在此过程中还可以形成分析报表的形式，完成对特殊情况的自动预警，及时反馈到施工现场，提高管理水平。

2.3 自动化施工监测技术

信息化技术手段的发展还可以实现自动化施工监测。该项技术是在无线网络通信技术与数据库技术的基础上发展起来的，在隧道环境中，可以实现24 h无人化自动监测作业。此种方式减少了人员的投入，可提高监测工作的精准度、实时性与安全性，为隧道监测与管理工作的发展带来巨大的经济效益和社会效益。

3 隧道施工监测效果分析——以湖州南太湖互通连接线工程为例

3.1 工程项目概况

湖州南太湖隧道工程项目是申苏浙皖高速公路上的新增线路，该工程项目在进行设计中能够，连接线长计划4 578 m，改造原高速公路主线路长度约为1 276 m，新建匝道总长度约为2 354 m。本工程项目在进行设计的过程中，严格地按照了交通部颁布的《公路工程技术标准》进行设计，遵照其中的高速公路标准，对高速公路车道进行了优化，改造成为双向六车道[3]。

3.2 监测目的

隧道工程项目施工建设中，监测环节是其中一项重要的组成部分。为了提高工程项目的整体经济效益与社会效益，需要对监测环节进行优化提升，确保监测管理符合项目设计目标，同时与区域范围内的经济发展和社会建设总体方向保持一致。此次工程项目监测中，通过采用监控测量的方式，充分了解施工建设期间的地层、周围环境以及支护结构的动态变化，从而确定工程项目对地质因素所产生的影响，重点对其中薄弱的环节进行提升，降低安全事故发生的概率。此外，在施工期间同步进行监测工作，还可以充分地发挥出指导、反馈与优化的作用，预判可能出现的突发情况，并提供相对应的解决措施，提高项目的信息化水平，突出社会效益。此次工程项目中实施施工监测，还可以最大限度地积累经验，为本工程项目的优化以及其他类似工程项目的提供真实有效的借鉴，为隧道的养护工作保留最真实的原始数据。

3.3 监测方法

在进行施工监测中，要以全局的视角对施工建设的各个环节进行监测与管理，提高项目的整体性以及监测管理方法的有效性。以湖州太湖隧道项目的隧道开挖工作环节为例，在隧道开挖之后，周围岩石向坑道方向出现位移十分显著的表现，对此，要对周边位移情况进行监测。此次工程项目的隧道设计施工监测中，施工单位采用了全站仪进行测量，测量得出两点之间的相对位移值，用于反应围岩位移的状态，在测量中按照如图1方式对位移的测量点进行布置，能够获取精准的测量结果。

图1 隧道围岩位移测量点分布图

3.4 监测项目

3.4.1 地表沉降

从现场监测管理工作中得出的数据可以看出，该工程项目YK0+699部分的断面各个监测点部分有明显的沉降情况，最大累计的沉降量在6号监测点位置，已经达到了124 mm。据此次研究工作得出的结果，该部分的沉降点从1月开始，沉降量迅速增加。经过对沉降点周围的情况以及施工建设管理工作内容进行分析得出，进入到4月份之后，该部分的沉降点断面已经没有明显的变化，沉降值也趋于稳定的状态。出现此种情况的主要原因，主要是掌子面停工对围岩的扰动降低，仰拱的封闭成环有效地增强隧道整体稳定性。隧道开挖对山体的扰动首先由洞口之初，并且洞口埋深较浅。此时，边仰坡在隧道开挖时产生的变形也会加剧地表沉降。

3.4.2 拱顶沉降

在对拱顶沉降的问题进行分析的过程中，得出该项目的右侧隧道部分埋深较浅，周围的围岩质量较差，所以在进行隧道开挖阶段，各个部分的受力不均匀，而对隧道整体产生了侧压力作用。此种情况下，隧道地表沉降和拱顶沉降会持续累积。同时，当在对隧道下部分台阶的仰拱部分进行开挖时，采用的方法为全幅开挖的方法。一次累计的进尺量较大，会对围岩产生严重的干扰。钢拱架对于围岩的约束性较差，因此造成了严重的拱顶沉降。除此之外，在进行施工建设中，周围环境因素也容易导致拱顶沉降。比如，雨水下渗会时隧道顶端的土体强度变小，围岩本身的承重能力会降低，由此导致了岩体下陷，钢拱架变形会增加。

3.4.3 周边位移

隧道内部长兴端部分已经初步完成了上部收敛点的布设。在4月份新增了2对收敛点。通过对各个部分收敛点的实际情况进行观察可得出隧道现场周围的位移情况。根据拱顶沉降以及周边位移监测结果能够了解到，在开始阶段隧道围岩和初支整体变形量都较小。此时，隧道整体性与稳定性都处于较好的状态中。随着后续施工进展，施工人员可以适当对初支预留变形量进行调整，从而减少施工量，实现材料的节约。目前，隧道湖州端右洞监测断面收敛值已经趋于稳定的状态，但是，仍需要持续进行监测，防止出现复工后二次变形情况。

3.5 保障措施

为了获取最真实、最精确的测量数据，在实际的监测工作中，技术部门要采用专业的组织管理方法，确保各个环节的测量结果精准度不会受到明显影响。比如，此次工程项目中，采用了专人现场监测的质量控制方法。参与监测工作的专业人员，要严格地落实工程项目的质量管理体系，将工作中积累的工作经验，应用到项目施工监测之中，确保工作经验丰富且具有优秀职业操守的工作人员参与到该环节，保障项目的施工进度、施工安全以及施工质量。此外，在进行现场监测中，要对工程项目监测环节使用的设备进行质量管理。在设备选购前，对各个生产供应商的产品质量、价格以及供货能力等方面因素进行横向对比，选择质优价廉的设备，降低工程造价、提高监测质量。技术人员要根据工程项目施工进度与管理情况，科学地对组织仪器与设备进行采购、运输、加工和现场调度管理，确保现场各项管理工作均能有序进行。对项目的施工技术、管理规范与其他规程等文件进行集中管理，确保各项管理文件的有效性。对于企业的推荐标准要认真地进行审核与认定，确保监测方法与技术使用均符合隧道项目的管理规定，以此保证检验所得结果精准可靠。如果遇到项目设计变更时，要与业主共同商议制定解决办法。

4 结语

综上所述，湖州南太湖隧道项目的施工监测管理实现精细化管理模式。在进行监测管理的过程中，要着重强调工程项目施工建设的安全性、质量和效益等方面。相关领域的工作人员在施工建设和监测管理中，要结合工程项目的具体情况和项目所在区域的地质环境特征，明确监测的目的，提高监测方法实施的有效性，采用可靠的保障措施，提高管理水平，从根本上提高项目的整体质量。