公路中隧道施工監(jiān)測與安全探討

何宗松

摘要：近年來我國經(jīng)濟呈現(xiàn)出快速發(fā)展勢途，為進(jìn)一步加快地區(qū)間的經(jīng)濟交流，公路修建的速度逐漸加快。為節(jié)省行車距離和時間，隧道設(shè)計和施工是公路建設(shè)的關(guān)鍵點。下面圍繞隧道施工展開討論，對監(jiān)測的必要性、現(xiàn)存監(jiān)測問題進(jìn)行詳細(xì)介紹，并針對不同項目檢測進(jìn)行安全分析，最后總結(jié)目前隧道施工中存在的安全問題并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：隧道監(jiān)測;施工安全;解決措施

引言：

在公路建設(shè)中，隧道施工的難度較大。作為連接兩地之間的重要樞紐，隧道的存在是非常有必要的。為保證施工過程中周圍巖體保持相對穩(wěn)定狀態(tài)，必須對施工現(xiàn)場全程監(jiān)測，實時收集隧道掘進(jìn)過程中，周圍山體的各項數(shù)據(jù)，及時做好支護(hù)工作，對隧道掘進(jìn)的順利進(jìn)行非常有利。目前我國的隧道監(jiān)測工作已逐漸趨于完善，但在施工安全上仍需進(jìn)一步完善。

一、必要性

隧道施工是20世紀(jì)八十年代傳入我國的，使用的施工理念是新奧法，即借助山體本身的結(jié)構(gòu)特性，在其中尋找最佳位置挖掘隧道。再通過不同的支護(hù)措施保持巖體的穩(wěn)定狀態(tài)不發(fā)生改變，將周圍巖體的自身承載力發(fā)揮到最大，從而在山體中挖掘出完整的隧道。監(jiān)測作為隧道掘進(jìn)過程中必不可少的步驟，其發(fā)揮的作用包括以下幾點：時刻測量周圍巖體的應(yīng)力變化，捕捉其細(xì)微的位置變動，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供準(zhǔn)確依據(jù);山體處于實時動態(tài)監(jiān)控之下，計算機系統(tǒng)將數(shù)據(jù)整合后，能夠預(yù)測可能發(fā)生的事故，及時通知施工人員做好防護(hù)措施;檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔處理，為后期施工提供寶貴的資料，減少后期施工人員對支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整時所做的工作量。

二、監(jiān)測問題

（一）主體及地質(zhì)素描

在傳統(tǒng)施工過程中，監(jiān)測施工過程的主體是施工單位本身，這樣存在明顯弊端。很多施工單位為加快工期，監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)一降再降，且監(jiān)測部門不能公正履行自身職責(zé)，監(jiān)測效果大打折扣。鑒于此種情況，監(jiān)測主體必須進(jìn)行更換，換成具有施工經(jīng)驗、理論知識扎實的第三方機構(gòu)，與施工方和業(yè)主方不存在任何關(guān)系。這樣才能保證監(jiān)測過程的公平公正，施工現(xiàn)場的情況也能被客觀的展現(xiàn)出來。地質(zhì)素描值得是施工前的勘測工作，即成立專業(yè)的勘測團隊，對山體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)等方面進(jìn)行詳細(xì)勘察，綜合各項數(shù)據(jù)繪制出相對準(zhǔn)確的勘測圖紙。這項工作是施工方常常會忽略的，還有的單位為減少成本也會省去勘測步驟，這對隧道工程質(zhì)量的提高非常不利。

（二）預(yù)報、錨桿軸力

現(xiàn)階段隧道掘進(jìn)的地質(zhì)預(yù)報，通常是由雷達(dá)完成^[1]。與原來的純粹依靠人工預(yù)測相比有很大進(jìn)步，但雷達(dá)預(yù)測也存在一定缺陷。其天線重量較大，在較為惡劣的工作條件下，雷達(dá)能夠覆蓋的面積非常有限。雷達(dá)掃視面被稱為掌子面，在有限的覆蓋面下，對掌子面地質(zhì)情況的預(yù)測準(zhǔn)確程度有所降低。作為穩(wěn)固圍巖的主要設(shè)備，錨桿的布置位置在掌子面附近。錨桿很容易和雷達(dá)測線纏在一起，且掌子面需要進(jìn)行爆破工作，這對錨桿的穩(wěn)定性會產(chǎn)生較大影響。

（三）壓力及頻率

壓力指的是接觸壓力，圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸時難免會產(chǎn)生相對壓力。施工過程中接觸斷面的布置位置，通常在周圍巖體穩(wěn)定性較差的地方。此種情況下，掘進(jìn)時極易產(chǎn)生超挖現(xiàn)象，這樣會為后期的支護(hù)工作造成一定難度，支護(hù)時的密實度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。此時測得的接觸壓力會低于標(biāo)準(zhǔn)值，甚至壓力值會變成負(fù)值。頻率指的是檢測頻率，即對隧道內(nèi)部的測量頻率，施工前期測量較為頻繁，監(jiān)測頻率相對較高，后期頻率逐漸降低，但實際施工要求監(jiān)測頻率需保持在穩(wěn)定狀態(tài)。

三、項目監(jiān)測安全分析

（一）監(jiān)測注意事項

不同隧道的監(jiān)測項目受外界環(huán)境的影響，例如埋深、跨度等。公路建設(shè)中，經(jīng)常使用連拱隧道，此類型的隧道一般需要測量四個項目。測點、參考數(shù)據(jù)和量測頻率是項目中必須包含的量。連拱隧道每個拱道之間是相互影響的，為將影響降到最低，拱道同時進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)的同時需做好壓實土層、保證隔斷墻傾斜角度等工作。

（二）斷面、儀器位置

為提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度，選擇時盡量選取能夠代表整個掘進(jìn)線路巖體結(jié)構(gòu)的斷面。按照圍巖結(jié)構(gòu)、掘進(jìn)深度等要求選擇多處斷面同時進(jìn)行檢測，在空間上讓各個斷面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將整個隧道囊括進(jìn)來。斷面的尺寸要與隧道跨度相適應(yīng)，且將斷面受力、變形等因素全面考慮到一起，進(jìn)一步提升監(jiān)測精確度。這里的儀器指的是監(jiān)測儀器，盡量將其安置在隱蔽位置，且不受掘進(jìn)機械的影響。同時將儀器和計算機相連，實時傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)^[2]。

四、施工安全問題

（一）設(shè)計方面

公路跨越的地域較廣，各地區(qū)間的氣候、地質(zhì)等條件都存在明顯差異，這在一定程度上加大設(shè)計難度。施工時負(fù)責(zé)設(shè)計和具體隧道掘進(jìn)的部門并不是同一個單元。在各單元負(fù)責(zé)自身工作時，由于測量或誤判施工技術(shù)等問題，初步設(shè)計的施工方案可能和施工現(xiàn)場存在較大差距，即方案很難實施下去。若想施工順利進(jìn)行，勢必會將設(shè)計變動，這樣就不能充分保證施工安全。

（二）管理制度

現(xiàn)階段我國的隧道施工，相關(guān)單位只是一味的加快施工進(jìn)度，并未將安全問題重視起來，相應(yīng)單位也沒有建立起比較完善的管理體系。除依靠全面設(shè)計外，還必須確保施工材料和施工技術(shù)的質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。在購買材料時，由于缺乏嚴(yán)格的控制，一些材料的質(zhì)量存在問題。施工團隊在具體施工時，遇到問題不能利用科學(xué)的方法解決，大部分都是依靠經(jīng)驗，安全得不到保證且施工質(zhì)量低下。

（三）施工工藝

機械化水平急需提高^[3]。目前，我國公路隧道施工機械化水平較高，但少數(shù)施工環(huán)節(jié)仍然依賴傳統(tǒng)的施工方式，如：爆破空心連桿和系統(tǒng)螺栓鉆桿通過傳統(tǒng)方式構(gòu)造，爆破范圍經(jīng)常發(fā)生得太大或太小。鉆孔深度太深或太淺，二次爆破對周圍巖石和初始支護(hù)造成大的干擾，從而降低施工過程的安全性。

五、改善措施

（一）完善設(shè)計

設(shè)計前需要做好對施工山體的相關(guān)勘測工作，對當(dāng)?shù)貧夂?、地形特征等多方面因素進(jìn)行考察。全面了解施工現(xiàn)場的巖層結(jié)構(gòu)和地下水分布應(yīng)確保調(diào)查過程中調(diào)查方法的準(zhǔn)確性。然后，根據(jù)詳細(xì)的勘測數(shù)據(jù)，有針對性的設(shè)計施工方案，設(shè)計需要多個團隊同時進(jìn)行，多套方案放在一起進(jìn)行對比，最后選擇最科學(xué)、最合理的方案。

（二）健全制度

嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。材料質(zhì)量是工程質(zhì)量的重要保證。完善制度包括以下幾點：按照設(shè)計圖紙，對需要的材料進(jìn)行統(tǒng)計，并將其價格進(jìn)行預(yù)算;在采購時，應(yīng)對材料制造商和外觀證書進(jìn)行詳細(xì)審查;在材料進(jìn)入現(xiàn)場之前，應(yīng)在試驗室中測試所購材料質(zhì)量;嚴(yán)格控制材料的進(jìn)入，并在進(jìn)入現(xiàn)場時檢查材料的質(zhì)量。加強施工過程監(jiān)管。施工前，組建專業(yè)的工程監(jiān)理團隊。

（三）改善工藝

合適的工藝能夠使隧道掘進(jìn)起到事半功倍的效果，尤其是在爆破和鉆井階段，在經(jīng)濟條件允許的情況下，盡量采用比較先進(jìn)的爆破和鉆井技術(shù)，并精密計算相關(guān)參數(shù)。為保證掘進(jìn)安全，支護(hù)工藝需要注意以下幾點：合理布置錨桿位置，并控制其數(shù)量;澆筑時對稱進(jìn)行，模板小車以十米左右為宜，小車不能偏置;在保證澆筑質(zhì)量的前提下，加快澆筑速度^[4]。

六、結(jié)束語

綜上所述，是對公路隧道監(jiān)測的相關(guān)介紹。首先對其重要性進(jìn)行分析，其次總結(jié)現(xiàn)存的監(jiān)測問題并提出注意事項，接著闡述目前隧道施工中存在的安全問題，針對問題提出改進(jìn)策略。由此可見隧道掘進(jìn)期間，必須進(jìn)行全程監(jiān)測，且需做好安全防范措施，在保證山體安全的同時有效提升工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]崔韞鑫.高速公路隧道安全施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014.

[2]李艷軍.隧道支護(hù)優(yōu)化分析及施工監(jiān)測技術(shù)[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014.

[3]崔寶紅.高速公路隧道施工技術(shù)及控制要點分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016，（14）.

[4]李忠.對公路隧道施工安全管理技術(shù)的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016，（10）.

（作者單位：中交一公局廈門工程有限公司）