監(jiān)控量測在隧道新奧法施工中的應用

鮑 大 春

(安徽省七星工程測試有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引言

自從新奧法出現(xiàn)以后，隧道的監(jiān)控量測技術(shù)在國外已經(jīng)得到了廣泛的應用和快速的發(fā)展，我國的監(jiān)控量測技術(shù)的發(fā)展是從20世紀80年代引進了新奧法之后，隨后，在新奧法成為我國公路隧道施工主流方法之后，這項技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的監(jiān)控量測技術(shù)在監(jiān)控方法和手段上都取得了巨大的進步。

但總體來說，我國的隧道監(jiān)控量測方面的技術(shù)和方法還處于發(fā)展階段，國內(nèi)對這方面的研究還不是很多，需要大量的學者加入到這個課題方面的研究分析，才能推動這方面的技術(shù)的進一步發(fā)展。

1 隧道新奧法施工方法簡介

1.1 基本原理

隧道新奧法施工是應用了巖體力學理論，其原理是建立在巖體力學特性、巖體變形特性的基礎上，在隧道開挖過程中，充分利用和發(fā)揮圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用，利用爆破作為主要的開挖手段，減少施工對圍巖產(chǎn)生的擾動，以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐等作為主要支護手段，使圍巖成為整個支護體系的一個組成部分，在隧道開挖過程中，及時對圍巖進行支護和加固，使圍巖的松弛和變形受到一定的約束，并對圍巖和支護結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控測量，通過監(jiān)控量測的結(jié)果指導隧道工程的設計與施工。

1.2 主要原則

隧道新奧法施工過程中，主要的原則有以下4點：

1)充分保護圍巖，減少對圍巖的擾動；

2)充分發(fā)揮圍巖的自承能力；

3)盡快的閉合支護結(jié)構(gòu)；

4)加強監(jiān)控量測，并根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果對施工進行指導和對設計進行修正。

以上4點可以簡單的概括為12個字：“少擾動、早支護、快封閉、勤測量”。

2 隧道監(jiān)控量測的作用

隧道監(jiān)控量測的作用主要有以下幾點：

1)通過隧道施工過程中監(jiān)控量測的結(jié)果，掌握各施工階段圍巖狀況和支護結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，把握施工過程中圍巖和支護結(jié)構(gòu)的狀態(tài)是否安全，判斷圍巖的穩(wěn)定性、支護、襯砌的可靠性，確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性；

2)通過對現(xiàn)場實測結(jié)果的分析，來彌補理論分析過程中存在的不足，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果對設計進行反饋和分析，根據(jù)反饋和分析結(jié)果對施工進行指導、對圍巖級別進行修正，并為優(yōu)化施工工藝和調(diào)整支護設計參數(shù)提供依據(jù)，為驗證支護結(jié)構(gòu)的效果，確認支護參數(shù)和施工方法的準確性和合理性提供依據(jù)；

3)通過監(jiān)控量測可以及時的預測出安全隱患，以便及時的采取措施，保證施工安全；

4)通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的研究和分析，對初期支護穩(wěn)定性做出判斷，并以此為依據(jù)來確定施作二次襯砌的時間；

5)對工程施工可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進行全面的監(jiān)控；

6)通過監(jiān)控量測中所反映出圍巖變形的特點和規(guī)律，可以積攢很多隧道施工和監(jiān)控量測寶貴的經(jīng)驗，可以為日后改進隧道施工方法和隧道監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展提供指導和借鑒的作用。

3 隧道監(jiān)控量測的內(nèi)容和方法

隧道監(jiān)控量測的內(nèi)容較多，通常分為必測量測項目和選測量測項目。

1)必測量測項目的內(nèi)容和方法如表1所示。

表1 必測項目及量測方法

2)選測量測項目的內(nèi)容和方法如表2所示。

4 隧道監(jiān)控量測達到的效果

在隧道新奧法施工過程中，通過及時的進行隧道監(jiān)控量測，主要達到以下效果：

1)在隧道開挖的過程中，每次爆破之后，都要對洞內(nèi)的地質(zhì)和支護狀況進行觀察，對掌子面圍巖的工程地質(zhì)信息進行描述和記錄，對隧道圍巖情況做出快速的評價，以保障隧道施工安全，并為后期的檢修提供原始數(shù)據(jù)；

2)通過對地表下沉觀測來判斷出隧道洞室的開挖對洞口邊仰坡、淺埋地面所產(chǎn)生影響，包括影響的范圍、程度及其與隧道施工的時空關系，進而判斷隧道施工的安全性和隧道施工對地面邊仰坡的穩(wěn)定性的影響以及對地表建筑物的影響；

3)通過對周邊收斂和拱頂下沉量測的監(jiān)測，計算出位移發(fā)展速率，并對最終位移值進行預測，對隧道支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作出評價，此外，還可以為隧道施工工藝的發(fā)展、支護結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、二次襯砌選擇合理的施作時間等提供依據(jù)和參考；

4)通過對圍巖內(nèi)部位移的量測，了解圍巖松動破壞范圍，分析隧道圍巖的變形規(guī)律，對施工方法和參數(shù)進行調(diào)整和修改，并對圍巖的穩(wěn)定性作出準確的評價；

5)通過對錨桿內(nèi)力進行檢測，可以了解到錨桿的應力情況和實際工作狀態(tài)，并反映出圍巖的穩(wěn)定性狀態(tài)；

6)通過對錨桿拉拔力進行檢測，可以反映出噴錨支護體系在整體上的可靠性和支護質(zhì)量；

7)通過日常的觀察和分析，及時的發(fā)現(xiàn)安全隱患，并及時進行排除。

表2 選測項目及量測方法

5 結(jié)語

通過監(jiān)控量測在隧道新奧法施工中的應用的介紹，在隧道新奧法施工過程中進行監(jiān)控量測非常的有意義、有必要，作用也非常的明顯，通過監(jiān)控量測，達到確保隧道施工安全和施工質(zhì)量的目的。