高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)研究

鐘偉 王昊森 陳雷 蔡凡杰 張鵬飛

摘 要：文章介紹高速公路隧道施工中進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)的重要作用，介紹監(jiān)控量測(cè)工作的主要目的和項(xiàng)目，最后對(duì)高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)流程與方法進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；隧道施工；監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

1引言

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們的生產(chǎn)和生活方式有了較大的改變，而且對(duì)于出行以及貨物運(yùn)輸?shù)男枨笠苍絹?lái)越多，增加了道路交通的壓力。改革開(kāi)放40年來(lái)，我國(guó)的高速公路建設(shè)取得舉世矚目的成就，尤其是進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)總里程已經(jīng)居世界首位。與此同時(shí)，人們對(duì)于高速公路建設(shè)的質(zhì)量也提出了較高的要求，尤其是高速公路工程中數(shù)量比較多的隧道工程來(lái)說(shuō)，為了確保其施工質(zhì)量和安全，就需要對(duì)施工監(jiān)控量測(cè)等工作進(jìn)行管理和控制的加強(qiáng)，在準(zhǔn)確判斷圍巖穩(wěn)定和支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性基礎(chǔ)上，進(jìn)行高速公路隧道工程的施工。

2監(jiān)控量測(cè)的重要作用

高速公路中的隧道工程數(shù)量較多，而且屬于地下較為隱蔽的工程類型，具有較為復(fù)雜和問(wèn)題不可預(yù)見(jiàn)等特點(diǎn)，所以在隧道工程施工中，其施工安全則很容易受到隧道周圍以及工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等條件的影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)隧道塌方以及突水突泥等問(wèn)題，不僅會(huì)對(duì)隧道工程的施工進(jìn)度造成影響，而且可以會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的安全事故，引發(fā)人員傷亡等問(wèn)題的發(fā)生。而且在隧道工程施工中，由于地下空間以及其他條件的限制會(huì)影響勘測(cè)技術(shù)的實(shí)施，無(wú)法對(duì)洞身圍巖狀況進(jìn)行查明，以及對(duì)圍巖進(jìn)行準(zhǔn)確的劃分，這也是導(dǎo)致施工中出現(xiàn)浪費(fèi)問(wèn)題以及安全事故的原因之一。此外，目前在高速公路隧道施工中比較常用也是比較先進(jìn)的方法就是新奧法，在此技術(shù)中所應(yīng)用的兩側(cè)信息的方式就可以對(duì)掌子面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等條件進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)圍巖、支護(hù)的時(shí)空變形、應(yīng)力以及壓力進(jìn)行量測(cè)，這樣就可以希艾娜對(duì)支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)的確認(rèn)和修改，以及對(duì)圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，所以說(shuō)，監(jiān)控量測(cè)對(duì)支護(hù)類型和時(shí)間的改變對(duì)隧道施工質(zhì)量和進(jìn)度具有重要作用，而且可以對(duì)地表沉陷、圍巖以及支護(hù)工作狀態(tài)進(jìn)行掌握，以及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和時(shí)間進(jìn)行確定來(lái)對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而可以確保隧道施工的安全。

3監(jiān)控量測(cè)的主要目的和項(xiàng)目

3.1監(jiān)控量測(cè)的主要目的

根據(jù)監(jiān)控量測(cè)對(duì)高速公路隧道工程施工的重要作用就可以看出，隧道施工中的監(jiān)控量測(cè)的主要目的就是要確保施工中的安全，所以這就需要在隧道施工過(guò)程中應(yīng)提高對(duì)監(jiān)控量測(cè)工作的重視，在監(jiān)控量測(cè)工作開(kāi)展中監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和信息及時(shí)提供給相關(guān)的工作人員，然后工作人員通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析之后起到對(duì)具體的施工工作開(kāi)展進(jìn)行指導(dǎo)的作用。此外，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)還可以用于指導(dǎo)具體的施工以及施工工藝的優(yōu)化，從而可以降低施工工程量，對(duì)施工成本控制也起到重要作用。

3.2監(jiān)控量測(cè)的主要項(xiàng)目

高速公路隧道施工中的主要監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目就是圍巖內(nèi)部位移量測(cè)以及拱頂下沉量測(cè)兩個(gè)方面。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，其主要是對(duì)隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)的變化進(jìn)行反映，然后根據(jù)圍巖壓力及層間的支護(hù)壓力來(lái)進(jìn)行支護(hù)壓力襯砌內(nèi)具體情況的判斷，在對(duì)不同的圍巖條件和施工方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)和了解之后，根據(jù)不同的施工要求進(jìn)行支護(hù)狀況的觀測(cè)，這就是監(jiān)控量測(cè)的主要項(xiàng)目之一。而對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)信息和圖紙的繪制，主要用于進(jìn)行隧道內(nèi)凈空的變化以及洞內(nèi)以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況的反映，在進(jìn)行開(kāi)挖和支護(hù)作業(yè)開(kāi)展中根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)對(duì)洞內(nèi)和洞外的觀察來(lái)確保隧道施工安全，并且可以對(duì)已經(jīng)施工完成的地段進(jìn)行定期觀察，對(duì)容易出現(xiàn)問(wèn)題和異常的部位進(jìn)行應(yīng)急措施的制定，并且將所監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)用于具體的施工中。

4高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)流程與方法

4.1監(jiān)控量測(cè)的流程

在高速公路隧道施工中進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)時(shí)需要按照以下流程進(jìn)行：首先是要進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)資料的分析，并且根據(jù)分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)方案的制定，然后根據(jù)具體的方案進(jìn)行施工和監(jiān)控量測(cè)工作的開(kāi)展，在實(shí)際的工作中進(jìn)行地表觀測(cè)、地質(zhì)預(yù)測(cè)和開(kāi)挖工作，從而對(duì)所制定的方案進(jìn)行驗(yàn)證和對(duì)隧道施工的安全性進(jìn)行評(píng)測(cè)，通過(guò)對(duì)施工中所用支護(hù)方式的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)的修改和優(yōu)化來(lái)確保施工安全，并且制定相應(yīng)的應(yīng)急措施對(duì)施工中出現(xiàn)的事故進(jìn)行應(yīng)急處理來(lái)減少事故造成的損失。

4.2地表下沉測(cè)量

在進(jìn)行地表下沉測(cè)量的過(guò)程中，最重要的就是要進(jìn)行基本點(diǎn)的埋設(shè)，為了確保測(cè)量的準(zhǔn)確性且便于進(jìn)行校核，需要埋設(shè)兩個(gè)基本點(diǎn)，然后通過(guò)這兩個(gè)基本點(diǎn)的測(cè)量，以及附近水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量來(lái)對(duì)原始高程進(jìn)行獲取。具體的方法就是在確定基本點(diǎn)的埋設(shè)位置后進(jìn)行埋設(shè)坑的挖掘，其尺寸為長(zhǎng)寬高各為200mm，并且需要在測(cè)點(diǎn)周圍使用混凝土進(jìn)行填充。所用的量測(cè)方法主要是可以采用接觸量測(cè)和高精度全站儀非接觸量測(cè)兩種方法，而且在進(jìn)行拱頂下沉量測(cè)等必測(cè)項(xiàng)目時(shí)可以采用水準(zhǔn)儀配合鋼尺進(jìn)行接觸量測(cè)、非接觸量測(cè)以及周邊收斂量測(cè)等。

4.3位移量測(cè)和位移速度變化的繪制

在監(jiān)控量測(cè)作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)相應(yīng)參數(shù)和數(shù)據(jù)的獲取來(lái)得到圍巖和位移變化之后傳輸給技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)曲線的繪制，然后提供給施工人員作為參考。通過(guò)此曲線可以進(jìn)行位移和變化規(guī)律的分析以及圍巖穩(wěn)定性特征的確定。所以在高速公路施工中就需要對(duì)隧道周邊和拱頂下沉的數(shù)據(jù)進(jìn)行量測(cè)，并且對(duì)圍巖位移以及位移速率的改變情況進(jìn)行觀察，并且位移速率最后會(huì)趨于穩(wěn)定。

5結(jié)語(yǔ)

在高速公路施工中，周邊位移量測(cè)和拱頂下沉量測(cè)在隧道施工中有很重要的作用。要及時(shí)掌握監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)圍巖和位移量測(cè)有充分的了解。在施工中能科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，采取相應(yīng)的措施來(lái)保證施工的安全。在隧道施工前要積累經(jīng)驗(yàn)，收集有關(guān)資料和了解隧道施工的注意事項(xiàng)。了解了圍巖的變化，能夠確保隧道在施工過(guò)程中的安全問(wèn)題。將工程中的信息做出積極的調(diào)整，使數(shù)據(jù)的具有可行性。確保各個(gè)隧道在施工過(guò)程中能夠安全的施工，在監(jiān)控量測(cè)的指導(dǎo)下，及時(shí)的調(diào)整施工方法，使工程投資更加合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李海峰. 高速鐵路隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)信息化管理技術(shù)研究[J]. 工程技術(shù)：文摘版， 2016（12）：00252-00252.