監(jiān)控測量在高速公路隧道中的應(yīng)用研究

摘要:本文闡述了監(jiān)控測量在高速公路隧道的重要意義、所測項(xiàng)目內(nèi)容、方法及注意事項(xiàng)，目的在于通過對高速公路隧道工程的監(jiān)測，為圍巖動態(tài)、支護(hù)提供信息依據(jù)，為以后工程設(shè)計(jì)與施工積累資料,加強(qiáng)工程施工現(xiàn)場的指導(dǎo)、險(xiǎn)情預(yù)報(bào)，確保安全施工。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控測量；高速公路；隧道應(yīng)用；

在我國高速公路隧道工程的建設(shè)中，通過監(jiān)控測量可以掌握到高速公路大斷面隧道現(xiàn)場的圍巖動態(tài)，從而為項(xiàng)目提供及時準(zhǔn)確的合理設(shè)計(jì)參數(shù)、可行施工方法和圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)承載-變形-時間等特性依據(jù)，并據(jù)此指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)與施工中的開挖作業(yè)與支護(hù)結(jié)構(gòu)，保持發(fā)揮圍巖最大限度自承力、局部的應(yīng)力松馳及支護(hù)結(jié)構(gòu)有限變形。

1監(jiān)控量測在高速公路隧道建設(shè)中的重要意義

高速公路大斷面隧道監(jiān)控量測是通過對現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的分析處理，向施工、監(jiān)理和業(yè)主等關(guān)聯(lián)方及時提供資料，為設(shè)計(jì)施工方案的修正調(diào)整提供依據(jù)，以便更好地進(jìn)行指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提高安全性。由于巖石的生成條件、地質(zhì)作用等較為復(fù)雜，要確保在大斷面隧道構(gòu)筑過程中，能正確得到影響巖體狀態(tài)開挖、支護(hù)方式及剛度等因素對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的正確反映，就必須要借助于監(jiān)控測量，它的應(yīng)用猶如隧道項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工的眼睛，幫助施工現(xiàn)場了解掌握到支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同施工狀況下受力狀態(tài)和應(yīng)力分布結(jié)構(gòu)，是保障隧道建設(shè)成功的重要手段。

盡管多年來國內(nèi)外通常采用地下工程圍巖的監(jiān)控量測，來監(jiān)視圍巖變形和支護(hù)的穩(wěn)定性，但隧道工程受力特征極其復(fù)雜，加之施工程序、管理缺泛科學(xué)性，致使高速公路隧道變形過大，不斷釀成安全事故，因此，分析研究隧道施工變形的監(jiān)測，進(jìn)一步深化理論研究提供原始依據(jù)，為以后優(yōu)化設(shè)計(jì)提供類比依據(jù)等具有不可忽視的作用和意義。

2高速公路隧道建設(shè)監(jiān)控測量的項(xiàng)目和主要內(nèi)容

高速公路隧道不同類別的圍巖，盡管保持與鐵路隧道或地下工程有許多共同點(diǎn)，但同時也具有自己的獨(dú)特。因此，監(jiān)控測量要充分考慮到公路工藝等方面的限制，根據(jù)實(shí)際情況來制定出貼近于實(shí)際的工作方案，做好確定對隧道現(xiàn)場監(jiān)測項(xiàng)目布置測點(diǎn)和內(nèi)容的選擇；采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化；分析與施工狀態(tài)的量測關(guān)系；準(zhǔn)確及時反饋量測的信息，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和支護(hù)參數(shù)的修改，保證隧道施工安全,預(yù)防隧道坍塌。

2.1 監(jiān)測地質(zhì)觀察與支護(hù)狀況

測量人員要對每次爆破后的開挖及初期支護(hù)進(jìn)行斷面后布置量測，使用工具為地質(zhì)羅盤、規(guī)尺等，主要是觀察或描述圍巖特性、支護(hù)的裂縫和變形及掌子面結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。

2.2 監(jiān)測隧道圍巖的變形量

測量人員主要針對是大斷面隧道洞內(nèi)的變形收斂，測量出凈空收斂、圍巖內(nèi)部位移、拱頂下沉及地質(zhì)描述，以此來保持洞室的穩(wěn)定狀態(tài)與評價(jià)隧道變形的特征值。

2.3監(jiān)測隧道周邊的位移及拱頂?shù)南鲁?/p>

測量人員首先選擇好隧道周邊水平位移、拱頂下沉監(jiān)測量點(diǎn)的布置，在做好初期支護(hù)后，先用風(fēng)鉆鑿出直徑為40mm、深度為200 mm的孔[1]，用1∶1砂漿填滿鑿孔，待砂漿凝固好插入其上的測點(diǎn)固定桿時即可使用收斂計(jì)、水平儀及水平尺進(jìn)行量測工作。要注意到施工時對觀測點(diǎn)的損毀，發(fā)現(xiàn)一旦測點(diǎn)出現(xiàn)情況，應(yīng)盡快重新設(shè)置來確保數(shù)據(jù)的不中斷。對拱頂下沉量測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置大小適中的測點(diǎn)，將固定桿埋設(shè)在風(fēng)鉆打眼內(nèi)并外露桿頭設(shè)掛鉤。測量間隔時間為: 半月內(nèi)每天1至2次，半月至一個月2天1次，一個月至三個月每周一次[2]，3月以后每月2次。

2.4監(jiān)測應(yīng)力—應(yīng)變

測量人員采用應(yīng)變計(jì)、盒與測力計(jì)等監(jiān)測工具，對拱架、支撐、錨桿和襯砌受力變形情況的測量,從而對支護(hù)效果做出有效地檢驗(yàn)與評價(jià)。其中，對錨桿的測量，可設(shè)置成10 米一個斷面，每一斷面不小于3根[3]。

3 監(jiān)控測量在高速公路隧道建設(shè)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

由于各個高速公路隧道的施工條件不同，因此，測量人員要因地制宜，在監(jiān)測中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)與操作要領(lǐng)。

3.1 注意對開挖段工作面監(jiān)控測量的及時性

測量人員要對每個隧道斷面的開挖立即進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，完成對地質(zhì)繪出素描圖。如遇隧道洞室特殊地質(zhì)的情況下，首先要依次進(jìn)行掌子面地質(zhì)調(diào)查程序[4]：（1）工程及水文地質(zhì)；（2）巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀；（3）節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向；（4）開挖面的穩(wěn)定狀態(tài)；（5）底板有否涌水隆起現(xiàn)象。同時，安排出專人進(jìn)行24小時的不間斷觀察。其次對于初期支護(hù)的地段，要加強(qiáng)觀察圍巖動態(tài)情況，噴射混凝土裂隙剝離現(xiàn)象、錨桿受力變形，拱架受壓變形等。

3.2 注意對隧道測量控制點(diǎn)布設(shè)的選擇性

首先要堅(jiān)持“穩(wěn)布點(diǎn)、勤檢核、準(zhǔn)施工”的監(jiān)控測量的原則，選擇通視良好、少擾動、便于施工的適宜地方布設(shè)控制點(diǎn)。要在布點(diǎn)及使用控制點(diǎn)時，把點(diǎn)的檢核必須放在首位。比如說在山林中監(jiān)測，應(yīng)利用全站儀將控制點(diǎn)聯(lián)測在山坡上天然林中，充分考慮通視，保持50一150m左右的間距，盡量布設(shè)牢固并做好標(biāo)記、點(diǎn)之記，便于隧道貫通測量的應(yīng)用。在實(shí)測時，做到設(shè)站點(diǎn)、前視、后視均采用三角架法，結(jié)束一個測站觀測后，只需將后視三角架移動到前視，其它的三角架不動，以此測量下去。二是在松軟林中采用前、后視棱鏡三角腳固定，確保做到前后視點(diǎn)位的對中準(zhǔn)確、穩(wěn)定且現(xiàn)場僅需3個專業(yè)人員。三是施測時，測量人員要攜帶照明工具，以備光線不好而無法在導(dǎo)線點(diǎn)上架設(shè)儀器，同時合理的安排觀測時間，避開霧氣時間工作，

3.3 注意對隧道施工階段洞內(nèi)控制點(diǎn)的建立

隧道洞內(nèi)控制點(diǎn)（平面控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)）的建立，應(yīng)分步驟進(jìn)行。首先平面控點(diǎn)一般中線點(diǎn)與控制點(diǎn)合為一，施工時先期在利用鋼釘固定在頂板上，并隨著圍巖的不斷變化，及時調(diào)整控制點(diǎn)的位置。然后在實(shí)測前，及時校準(zhǔn)點(diǎn)位有無變化，一旦發(fā)現(xiàn)變動將原有鋼釘除掉。待施工到圍巖穩(wěn)定時間，便布設(shè)鋼釘永久控制點(diǎn)，釘上系小段白線為日后觀測使用，同時除掉原有鋼釘防止影響。用紅油漆兩側(cè)拱腳處做好標(biāo)記，記錄控制點(diǎn)的樁號，以便查找。在施工下導(dǎo)坑時，選擇底版位置建立控制點(diǎn)，采用風(fēng)動鑿巖機(jī)在選中位置打出深Zm的巖孔，將金屬錨桿涂上錨固劑打人巖孔內(nèi)，再焊接錨桿上端的一鐵板，留做刻記控制點(diǎn)的點(diǎn)位，利用原有的控制點(diǎn)做輔助檢核。

4 結(jié)語

總之，由于高速公路隧道工程具有特殊、復(fù)雜和隧道圍巖的不確定, 進(jìn)行監(jiān)控測量是保證隧道工程質(zhì)量安全的重要手段。要通過對圍巖位移及初期支護(hù)變形等監(jiān)控測量，提供有關(guān)監(jiān)控信息依據(jù)，科學(xué)的加以分析，為以后工程設(shè)計(jì)與施工積累資料，確保隧道現(xiàn)場施工的指導(dǎo)及施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張英富. 馬鞍山隧道監(jiān)控量測技術(shù)研究[J]. 土工基礎(chǔ), 2010,(02) .

[3] 陳俊青. 江西省萍洪高速長平隧道監(jiān)控量測淺談[J]. 科技傳播, 2010,(10) .

[4] 何華春,曾水泉. 杭千高速南峰和善嶺隧道監(jiān)控量測技術(shù)的應(yīng)用[J]. 山西建筑, 2010,(17) .

作者簡歷：孟福興 ，男 ，河南蘭考 1982年4月出生，中鐵隧道集團(tuán)有限公司廣樂高速T10標(biāo)項(xiàng)目部 ， 河南理工大學(xué)測繪工程本科專業(yè)，助理工程師，從事工程施工測量工作。通訊地址：廣東省韶關(guān)市武江區(qū)龍歸鎮(zhèn)馬渡村中鐵隧道集團(tuán)有限公司廣樂T10標(biāo)項(xiàng)目部