探究监控量测技术在软岩隧道施工中的应用

宋宏伟

摘 要： 经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。隧道施工是公路施工的重要内容之一，当前工程建设中的公路隧道施工情况也越来越多，但由于隧道施工中存在的不确定性因素较多，对施工开展的影响也较为突出，需要通过全面、有效的监控量测工作开展，为公路隧道施工提供更加科学与合理指导，从而促进公路隧道施工的安全和顺利开展，确保公路隧道施工的质量。本文就监控量测技术在软岩隧道施工中的应用展开探讨。

关键词： 监控量测技术;软岩隧道;施工;应用

【中图分类号】U456.3     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.047

引言：勤测量和动态监控是隧道工程的施工原则之一，以量测数据反馈变形和受力信息，进行动态设计和施工，是保证安全优质高效的基础。科学合理的监控量测及在此基础上的数据分析，能直观地判断隧道围岩的稳定性，更好地服务隧道施工。

1 软岩隧道的监控量测项目

当前，我国在软岩隧道的施工工作中，主要根据《隧道施工技术规范》来对监控量测项目展开分类，具体如下。（1）支护与地质状态观测。方法工具：地质素描、地质罗盘、地质锤、相机;测点布置要求：开挖后及初期支护后进行;检测频率：每天进行一次。（2）周边位移量测。收敛计;每10m-15m一个断面、每断面2至3个对测点;15天内每日进行一至两次、巧天至一个月内每两日进行1次、一至三个月内每周进行一至两次。三个月以上每月进行一至三次。（3）拱顶下沉。水平仪、水准仪、钢尺或测杆;每10m-15m一个断面;检测频率同上。（4）锚杆抗拔力。电测锚杆测力计、拉拔器;锚杆轴力每座隧道不同围岩类别设置一个监测断面，每个断面设置3至5根锚杆测力计。锚杆抗拔力每10m一个断面，每个断面至少做3根锚杆;检测频率同上。（5）洞口浅理段地表下沉。水平仪、水准尺;洞口与浅理段每5m-50m一个断面，每个断面至少七个测点，每个隧道至少一个断面，中线每5m-20m设立一个测点;开挖面距监测断面前后<2倍时，每日进行一至两次、开挖面距监测断面前后<5倍时，每两日进行一次、开挖面距监测断面前后>5倍时，每周进行一次。（6）开挖断面净空。激光断面仪;每20m一个断面;开挖后初支前。（7）围岩内部位移量测。多点位移计;每5m-100m一个断面，每个断面设置3-5个多点位移计;巧天内每日进行一至两次、巧天至一个月内每两日进行1次、一至三个月内每周进行一至两次、三个月以上每月进行一至三次。（8）钢支撑内力。钢筋应力计;每一个代表性地段一个断面，每个断面设置5-7个测点;检测频率同上。（9）初衬、二衬硅应力。混凝土应变计;每一个代表性地段一个断面，每个断面设置5至7个;检测频率同上。（10）渗透水压力。渗压计;每一个代表性地段一个断面，每个断面设置2-4个测点;检测频率同上。

2 监控量测技术在软岩隧道施工中的应用

2.1 地质和支护状态观察

在每次隧道开挖后，进行隧道内的围岩地质情况和支护状态观察。通过进行观察，了解隧道掌子面围岩的岩性、节理裂隙发育情况、岩层产状、地下水和不良地质等情况，并与设计资料相对比，分析其是否与设计文件一致，并对设计进行修正。如果隧道内的围岩和设计图纸相差较大，施工单位应向业主、监理单位和设计单位报告，以便进行设计变更，修正支护参数，并及时调整工序。如发现隧道内的支护结构变形变位较大，应查明原因，并采取有效措施进行处治，如调整施工工序、改变施工方法或减少进尺等。隧道内的围岩地质情况和支护状态观察，主要是通过专业人员进行肉眼观察，对检查情况采用手工素描的方法进行记录，并借助地质罗盘、数码摄像机、测缝计等等量测工具进行量测。隧道内的围岩地质情况和支护状态观察，应在每次开挖施工或支護施工完成后进行量测。对于地质情况较差的地段，应增加对初期支护和二次衬砌的量测频率。通过绘制地质素描图，检查设计文件与实际开挖后的围岩类别，并对掌子面前方围岩进行预测。

2.2 现场数据采集

主要选取具备内存储卡的设施，例如：TCA2003。在开展现场施工期间，通过专用的反射片在测点上粘贴，将基点设置在距离地面较近的洞壁或是衬砌处，利用设施在不同的位置上进行两次的观测，从而将中整平误差降低。利用坐标计算三角形来了解绝对变化量。将多个监测项目实现。其主要的优势便是能够将数据化、一机多用等功能实现，为数据采集带来便利，提升施工的效率。

2.3 预留变形量的判断

初支的预估变形量可根据数值模拟技术和相邻已经稳定的初支的监控量测数据确定。初支的累积变形量可以作为预留变形量的依据，但监控量测点埋设后，由于太靠近掌子面经常被施工机械破坏，因此一般埋点3d以后进行首次观测，而初支的变形量通常在施作后的前几天比较大，因此实际变形量通常比监控量测测得的累计变形量大得多。为了准确测量初支的实际变形量，可采用断面测量和沉降测量相结合的方法，即在初支完成后及时测出初支的断面，首次沉降测量的同时再次测量初支断面，通过两次断面图的叠加比较可以测出首次沉降测量时初支已经产生的沉降量。每次沉降测量测得的累计沉降量，再加上首次沉降测量时初支已经产生的沉降量就可以得到初支的实际沉降量。

2.4 隧道施工中的风险防治对策建议

首先，在进行隧道施工的监控量测中，应加强对工程软弱隧道围岩以及进出口附近有关数据变化的强化监测，并及时向隧道施工单位就监测分析数据进行及时反馈，以促进其在隧道施工的指导作用充分发挥;其次，对隧道围岩等级设计与实际情况存在异同的工程地段，在进行施工设计方案变更过程中，应注意对其施工开展的监测方案也应及时进行变更纠正，并对隧道断面监测的测点布设密度进行合理控制，以确保监测分析结果准确、合理，及时根据监测分析的数据结果采取有效的应对策略，防止隧道施工的风险及危害影响发生。

结语：在隧道施工中进行监控量测，可以通过对量测数据的分析修正设计参数，正确指导施工。尤其是对于围岩条件较差的隧道，必须按照要求进行必测项目的监控量测，并根据需要选择选测项目。

参考文献

[1] 李传斌.监控量测在高速公路某隧道施工中的应用[J].华东公路，2019，32（6）：44-46.

[2] 王拥军.监控量测在高速公路隧道施工中的应用[J].湖南交通科技，2018，34（3）：125-127.