談高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)

何洪濤

(四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司，610071)

談高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)

何洪濤

(四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司，610071)

為了研究高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)，本文以監(jiān)控量測的重要作用為出發(fā)點，主要介紹了監(jiān)控量測技術(shù)的優(yōu)點。然后詳細(xì)的介紹了高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)的目的和監(jiān)控量測的具體項目，然后從監(jiān)控量測的流程和方法上介紹了監(jiān)控量測技術(shù)的應(yīng)用。監(jiān)控量測技術(shù)能夠通過對現(xiàn)場隧道圍巖動態(tài)的檢測來指導(dǎo)隧道的施工過程，進(jìn)而對整個施工過程進(jìn)行優(yōu)化，盡可能的保證隧道施工的穩(wěn)定性和安全性。本文的研究可以作為高速公路隧道施工過程中的參考。

高速公路 監(jiān)控量測 隧道圍巖

前言

高速公路施工過程中首先要考慮的因素就是施工過程中的安全性和穩(wěn)定性，安全和穩(wěn)定的施工對于我國公路建設(shè)有非常重要的意義。所謂隧道的施工監(jiān)控量測指的是通過分析施工現(xiàn)場測量獲得的數(shù)據(jù)來對未來的事故和危險進(jìn)行預(yù)判，近年來施工監(jiān)控量測技術(shù)在高速公路隧道施工中得到了廣泛的應(yīng)用。隧道施工過程比較復(fù)雜，很多困難和危險具有不可預(yù)知性，同時隧道內(nèi)的構(gòu)筑方式、開挖方式、支護(hù)方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)和時機等因素會影響隧道的穩(wěn)定性。因此下面對于高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)進(jìn)行研究。

1 監(jiān)控量測的重要作用研究

隧道的監(jiān)控量測技術(shù)能夠通過改變支護(hù)類型和時間來控制工程的質(zhì)量和進(jìn)度，同時還能夠控制工程的成本。新奧法現(xiàn)場量測在確認(rèn)和修改支護(hù)設(shè)計參數(shù)和判別圍巖穩(wěn)定上發(fā)揮著非常重要的作用，能夠有效的保證隧道施工的安全性。監(jiān)理人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工單位規(guī)定的要求進(jìn)行拱頂下沉和凈空量測以保證隧道的設(shè)計凈空斷面，相關(guān)量測數(shù)據(jù)和分析接軌應(yīng)當(dāng)及時的與設(shè)計進(jìn)行比較，這樣能夠有效的掌握地表沉陷、圍巖以及支護(hù)的工作狀態(tài)，在對圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行評價的過程中確定或者調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)參數(shù)和支護(hù)時間，可以評價支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在對設(shè)計和施工的合理性進(jìn)行評估和信息反饋的過程中保證施工安全和隧道的穩(wěn)定。

新奧法技術(shù)在20世紀(jì)70年代被研究出來，并在中國得到了成功的應(yīng)用。廣大公路建設(shè)者對這種技術(shù)進(jìn)行不斷的總結(jié)和實踐，逐漸的將新奧法中的“利用量測信息確保施工安全”的技術(shù)途徑發(fā)展到采用監(jiān)控量測對掌子面前方工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和對圍巖、支護(hù)的時空變形、應(yīng)力、壓力進(jìn)行量測。通過反饋信息及時修正支護(hù)參數(shù)的動態(tài)反饋設(shè)汁與信息化施工方法。這樣能夠有效的發(fā)揮指導(dǎo)施工和修正設(shè)計的目的。

隧道工程作為一種地下工程，具有一定的隱蔽性、復(fù)雜性和不可預(yù)見性。首先隧道施工的安全在很大程度上受到隧道周圍及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的影響。很多隧道坍方、突水突泥都是由于一些不良的地質(zhì)條件引起的，這既會影響整個隧道施工的進(jìn)程，很多突發(fā)事故還容易導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損失、工期延誤。進(jìn)而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然后，在工程施工的各個階段會受到勘測手段的限制，無法對洞身圍巖狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的查明，進(jìn)而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的劃分圍巖，這就會造成施工過程中的浪費和安全事故，通過分析圍巖、支護(hù)的時空變形和應(yīng)力、壓力數(shù)據(jù)能夠有效的評價隧道支護(hù)狀態(tài)，進(jìn)而對險情進(jìn)行預(yù)估，同時根據(jù)隧道超前地質(zhì)預(yù)報評定的合理性來改善原有的設(shè)計方案。

2 監(jiān)控量測的主要目的和項目

首先，監(jiān)控量測的主要目的是保障施工過程中的安全，因此在施工過程中應(yīng)當(dāng)充分的重視此項工作，將系統(tǒng)的處理結(jié)果反饋給工作人員，工作人員利用這些結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)工作。施工過程中的信息預(yù)測以及反饋指導(dǎo)工作都可以通過監(jiān)控量測來實現(xiàn)，進(jìn)而保證施工的安全性，另外一方面，在高速公路隧道施工過程中利用監(jiān)控量測技術(shù)還可以對項目的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益進(jìn)行優(yōu)化。

監(jiān)控量測的兩個主要項目是圍巖內(nèi)部位移量測和拱頂下沉量測。隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)的變化可以通過圍巖內(nèi)部位移的量測直接反映出來。支護(hù)壓力襯砌內(nèi)的情況，是根據(jù)圍巖壓力及層間的支護(hù)壓力來判斷的。根據(jù)不同的監(jiān)測項目了解不同的圍巖條件，隧道的圍巖條件支護(hù)和施工方法，選擇對支護(hù)狀況的觀測，是量測的必測項目。

在隧道開挖的過程中以監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)繪制相關(guān)信息，對于隧道內(nèi)的凈空變化和洞內(nèi)、現(xiàn)場情況仔細(xì)觀察。通過量測周邊位移可以對隧道的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行判斷，進(jìn)而利用這些數(shù)據(jù)來指導(dǎo)整個隧道的施工。在監(jiān)控量測的過程中要進(jìn)行開挖、支護(hù)作業(yè)，在監(jiān)測和布置的過程中按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行，及時的調(diào)整現(xiàn)場情況，對監(jiān)測的目的和內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對于隧道內(nèi)的施工應(yīng)當(dāng)在洞內(nèi)和洞外進(jìn)行有效的觀察，通過對工作區(qū)域信息的分析來保證隧道施工的安全性，定期的觀察已經(jīng)施工的地段，采取相應(yīng)的應(yīng)急措施處理那些支護(hù)經(jīng)常發(fā)生異?，F(xiàn)象的部位。嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行洞內(nèi)外的觀察，并整理和記錄這些觀察的數(shù)據(jù)，進(jìn)而在施工過程中可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)。

3 高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)的相關(guān)流程和方法研究

在監(jiān)控量測的過程中要按照相應(yīng)的流程進(jìn)行，首先應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)勘探資料進(jìn)行分析，并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)來制定相應(yīng)的監(jiān)控量測方案，在施工、監(jiān)控、地表觀測、地質(zhì)預(yù)測與開挖驗證的過程中也可以利用這些勘探資料，根據(jù)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形量測與狀態(tài)結(jié)構(gòu)觀測對隧道的安全性做出判斷，然后對支護(hù)參數(shù)和相關(guān)應(yīng)急參數(shù)進(jìn)行修改，最后完成整個隧道施工。

在地表下沉測量的過程中應(yīng)當(dāng)埋設(shè)兩個基本點，這兩個點主要用來相對校核，為了獲得原始高程標(biāo)準(zhǔn)點的埋設(shè)要與附近水準(zhǔn)點聯(lián)測。在測點位置挖長寬高200米的坑，然后再在地表進(jìn)行量測，在測點周圍利用混凝土進(jìn)行填實。通常利用水準(zhǔn)儀或者全站儀進(jìn)行量測。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)有效的判斷周圍相對位移值和周邊位移速率、拱頂沉降等指標(biāo)。在選擇量測的項目和具體觀察方法的過程中應(yīng)當(dāng)參考圍巖的條件、施工方式和支護(hù)情況。同時可以采用接觸量測和高精度全站儀進(jìn)行非接觸量測。

最后根據(jù)量測的結(jié)果來繪制位移量測和位移速度的變化，施工人員通過反饋得到隧道內(nèi)

的圍巖和位移變化，隧道圍巖的變形過程反映了圍巖經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整建立新的平衡的過程。其穩(wěn)定性和變形值和時間有關(guān)系。通過分析和驗證斷面的量測數(shù)據(jù)來確認(rèn)量測結(jié)果的準(zhǔn)確度，由回歸分析得到位移的物理量隨著時間變化的動態(tài)曲線，由區(qū)曲線可以得到位移和變化規(guī)律來確定圍巖穩(wěn)定性的特征。在公路施工的過程中應(yīng)當(dāng)對隧道周邊和拱頂下沉的數(shù)據(jù)進(jìn)行量測，及時觀察圍巖位移現(xiàn)象有沒有改變方向以及位移速率的改變情況。最后位移速率會逐漸的穩(wěn)定。我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)洞內(nèi)、 外觀察數(shù)據(jù)和實際情況來進(jìn)行監(jiān)測，通過對錯誤信息的修改和設(shè)計理念的完善來獲得正確的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)來指導(dǎo)整個隧道施工工作。

4 總結(jié)

總而言之，周邊位移量測和拱頂下沉量測在高速公路隧道施工過程中發(fā)揮著非常重要的作用，要通過監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的掌握來充分的了解圍巖和位移量測，這樣在施工的過程中可以采用科學(xué)化的手段應(yīng)對突發(fā)應(yīng)急事件，進(jìn)而采取有效的措施來保證整個施工過程的安全性和穩(wěn)定性。在隧道施工以前應(yīng)當(dāng)充分借鑒以往施工的經(jīng)驗。后續(xù)還應(yīng)當(dāng)對高速公路隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。

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1007-6344（2015）05-0231-01