淺談湖州南太湖互通連接線工程隧道施工監(jiān)測技術的運用

程 郁

（安徽省公路工程檢測中心 橋梁與隧道工程檢測安徽省實驗室，安徽 合肥 230051）

湖州南太湖地區(qū)隧道工程項目主要經過坡洪積斜坡及低山丘陵區(qū)，該項目與湖沼積平原直接相連。工程所在區(qū)域范圍受構造及人工采石影響，地形較為凌亂。因此，在進行施工建設和監(jiān)督管理的過程中，都會遇到較大的困難。如何采用科學的監(jiān)測技術與管理方法，提高工程項目整體有效性，成為相關施工部門技術人員重點關注內容之一。

1 隧道施工風險因素分析

1.1 方案設計因素

施工方案與超前地質預報等方案的設計不合理，容易導致后續(xù)的施工建設和管理工作無法獲取精準的數(shù)據(jù)支撐。設計方案的科學性與有效性十分重要，如果此環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，后續(xù)的風險難以得到精準評估。同時，如果工程項目的施工管理部門沒有編制出復合現(xiàn)場實際情況的專項施工方案，也會導致應急措施不完善。超前地質預報設計不符合規(guī)范，導致超前地質預報的工藝技術會出現(xiàn)選擇性錯誤[1]。

1.2 支護因素

支護設計需要結合現(xiàn)場的實際情況進行優(yōu)化設計。如果支護設計不符合規(guī)范，則會導致項目中使用的支護鋼管的型號、規(guī)格以及性能無法滿足實際的設計要求。再比如，管棚的搭接長度不符合設計要求，注漿漿液的強度與配合比不符合設計施工的管理規(guī)范，也會導致超前小導管的支撐結構在應用中無法達到應有的效果。

1.3 監(jiān)督管理因素

監(jiān)督管理工作中，監(jiān)控測量不符合設計管理與相關規(guī)定的要求，會導致施工監(jiān)測工作失效。比如，在進行監(jiān)測點布設的過程中，沒有按照規(guī)定的方法進行布設，監(jiān)測的頻率難以得到規(guī)定的要求，最終得出的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)失效和讀數(shù)異常等情況，如果不能得到妥善地處理，則會影響施工項目整體監(jiān)測效果。

2 隧道施工監(jiān)測技術應用

2.1 三維激光掃描技術

三維激光掃描技術是一種在短時間內獲取空間三維信息的技術手段。在實際的使用中，可以將傳統(tǒng)的單點采集技術與數(shù)據(jù)模式，轉移到海量自動獲取信息數(shù)據(jù)的模式中。在此環(huán)節(jié)中，能夠充分地發(fā)揮出高精度與高準確度的優(yōu)點。目前，該項技術以及在隧道監(jiān)測工作中得到了逐步推廣與使用，相對于傳統(tǒng)的監(jiān)測方法而言，此種方法的優(yōu)勢更為明顯[2]。

2.2 信息化數(shù)據(jù)監(jiān)測技術

信息化數(shù)據(jù)監(jiān)測技術能夠提供精準的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析與處理工作提供支持。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法不能對規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)測，監(jiān)測工作的有效性較差，在進行監(jiān)管中，也需要耗費大量的時間和精力?，F(xiàn)代化信息技術持續(xù)發(fā)展的進程中，相關領域工作人員可以通過大數(shù)據(jù)技術，對海量隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)進行高效處理。同時，在此過程中還可以形成分析報表的形式，完成對特殊情況的自動預警，及時反饋到施工現(xiàn)場，提高管理水平。

2.3 自動化施工監(jiān)測技術

信息化技術手段的發(fā)展還可以實現(xiàn)自動化施工監(jiān)測。該項技術是在無線網絡通信技術與數(shù)據(jù)庫技術的基礎上發(fā)展起來的，在隧道環(huán)境中，可以實現(xiàn)24 h無人化自動監(jiān)測作業(yè)。此種方式減少了人員的投入，可提高監(jiān)測工作的精準度、實時性與安全性，為隧道監(jiān)測與管理工作的發(fā)展帶來巨大的經濟效益和社會效益。

3 隧道施工監(jiān)測效果分析——以湖州南太湖互通連接線工程為例

3.1 工程項目概況

湖州南太湖隧道工程項目是申蘇浙皖高速公路上的新增線路，該工程項目在進行設計中能夠，連接線長計劃4 578 m，改造原高速公路主線路長度約為1 276 m，新建匝道總長度約為2 354 m。本工程項目在進行設計的過程中，嚴格地按照了交通部頒布的《公路工程技術標準》進行設計，遵照其中的高速公路標準，對高速公路車道進行了優(yōu)化，改造成為雙向六車道[3]。

3.2 監(jiān)測目的

隧道工程項目施工建設中，監(jiān)測環(huán)節(jié)是其中一項重要的組成部分。為了提高工程項目的整體經濟效益與社會效益，需要對監(jiān)測環(huán)節(jié)進行優(yōu)化提升，確保監(jiān)測管理符合項目設計目標，同時與區(qū)域范圍內的經濟發(fā)展和社會建設總體方向保持一致。此次工程項目監(jiān)測中，通過采用監(jiān)控測量的方式，充分了解施工建設期間的地層、周圍環(huán)境以及支護結構的動態(tài)變化，從而確定工程項目對地質因素所產生的影響，重點對其中薄弱的環(huán)節(jié)進行提升，降低安全事故發(fā)生的概率。此外，在施工期間同步進行監(jiān)測工作，還可以充分地發(fā)揮出指導、反饋與優(yōu)化的作用，預判可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，并提供相對應的解決措施，提高項目的信息化水平，突出社會效益。此次工程項目中實施施工監(jiān)測，還可以最大限度地積累經驗，為本工程項目的優(yōu)化以及其他類似工程項目的提供真實有效的借鑒，為隧道的養(yǎng)護工作保留最真實的原始數(shù)據(jù)。

3.3 監(jiān)測方法

在進行施工監(jiān)測中，要以全局的視角對施工建設的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)測與管理，提高項目的整體性以及監(jiān)測管理方法的有效性。以湖州太湖隧道項目的隧道開挖工作環(huán)節(jié)為例，在隧道開挖之后，周圍巖石向坑道方向出現(xiàn)位移十分顯著的表現(xiàn)，對此，要對周邊位移情況進行監(jiān)測。此次工程項目的隧道設計施工監(jiān)測中，施工單位采用了全站儀進行測量，測量得出兩點之間的相對位移值，用于反應圍巖位移的狀態(tài)，在測量中按照如圖1方式對位移的測量點進行布置，能夠獲取精準的測量結果。

圖1 隧道圍巖位移測量點分布圖

3.4 監(jiān)測項目

3.4.1 地表沉降

從現(xiàn)場監(jiān)測管理工作中得出的數(shù)據(jù)可以看出，該工程項目YK0+699部分的斷面各個監(jiān)測點部分有明顯的沉降情況，最大累計的沉降量在6號監(jiān)測點位置，已經達到了124 mm。據(jù)此次研究工作得出的結果，該部分的沉降點從1月開始，沉降量迅速增加。經過對沉降點周圍的情況以及施工建設管理工作內容進行分析得出，進入到4月份之后，該部分的沉降點斷面已經沒有明顯的變化，沉降值也趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。出現(xiàn)此種情況的主要原因，主要是掌子面停工對圍巖的擾動降低，仰拱的封閉成環(huán)有效地增強隧道整體穩(wěn)定性。隧道開挖對山體的擾動首先由洞口之初，并且洞口埋深較淺。此時，邊仰坡在隧道開挖時產生的變形也會加劇地表沉降。

3.4.2 拱頂沉降

在對拱頂沉降的問題進行分析的過程中，得出該項目的右側隧道部分埋深較淺，周圍的圍巖質量較差，所以在進行隧道開挖階段，各個部分的受力不均勻，而對隧道整體產生了側壓力作用。此種情況下，隧道地表沉降和拱頂沉降會持續(xù)累積。同時，當在對隧道下部分臺階的仰拱部分進行開挖時，采用的方法為全幅開挖的方法。一次累計的進尺量較大，會對圍巖產生嚴重的干擾。鋼拱架對于圍巖的約束性較差，因此造成了嚴重的拱頂沉降。除此之外，在進行施工建設中，周圍環(huán)境因素也容易導致拱頂沉降。比如，雨水下滲會時隧道頂端的土體強度變小，圍巖本身的承重能力會降低，由此導致了巖體下陷，鋼拱架變形會增加。

3.4.3 周邊位移

隧道內部長興端部分已經初步完成了上部收斂點的布設。在4月份新增了2對收斂點。通過對各個部分收斂點的實際情況進行觀察可得出隧道現(xiàn)場周圍的位移情況。根據(jù)拱頂沉降以及周邊位移監(jiān)測結果能夠了解到，在開始階段隧道圍巖和初支整體變形量都較小。此時，隧道整體性與穩(wěn)定性都處于較好的狀態(tài)中。隨著后續(xù)施工進展，施工人員可以適當對初支預留變形量進行調整，從而減少施工量，實現(xiàn)材料的節(jié)約。目前，隧道湖州端右洞監(jiān)測斷面收斂值已經趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，但是，仍需要持續(xù)進行監(jiān)測，防止出現(xiàn)復工后二次變形情況。

3.5 保障措施

為了獲取最真實、最精確的測量數(shù)據(jù)，在實際的監(jiān)測工作中，技術部門要采用專業(yè)的組織管理方法，確保各個環(huán)節(jié)的測量結果精準度不會受到明顯影響。比如，此次工程項目中，采用了專人現(xiàn)場監(jiān)測的質量控制方法。參與監(jiān)測工作的專業(yè)人員，要嚴格地落實工程項目的質量管理體系，將工作中積累的工作經驗，應用到項目施工監(jiān)測之中，確保工作經驗豐富且具有優(yōu)秀職業(yè)操守的工作人員參與到該環(huán)節(jié)，保障項目的施工進度、施工安全以及施工質量。此外，在進行現(xiàn)場監(jiān)測中，要對工程項目監(jiān)測環(huán)節(jié)使用的設備進行質量管理。在設備選購前，對各個生產供應商的產品質量、價格以及供貨能力等方面因素進行橫向對比，選擇質優(yōu)價廉的設備，降低工程造價、提高監(jiān)測質量。技術人員要根據(jù)工程項目施工進度與管理情況，科學地對組織儀器與設備進行采購、運輸、加工和現(xiàn)場調度管理，確?，F(xiàn)場各項管理工作均能有序進行。對項目的施工技術、管理規(guī)范與其他規(guī)程等文件進行集中管理，確保各項管理文件的有效性。對于企業(yè)的推薦標準要認真地進行審核與認定，確保監(jiān)測方法與技術使用均符合隧道項目的管理規(guī)定，以此保證檢驗所得結果精準可靠。如果遇到項目設計變更時，要與業(yè)主共同商議制定解決辦法。

4 結語

綜上所述，湖州南太湖隧道項目的施工監(jiān)測管理實現(xiàn)精細化管理模式。在進行監(jiān)測管理的過程中，要著重強調工程項目施工建設的安全性、質量和效益等方面。相關領域的工作人員在施工建設和監(jiān)測管理中，要結合工程項目的具體情況和項目所在區(qū)域的地質環(huán)境特征，明確監(jiān)測的目的，提高監(jiān)測方法實施的有效性，采用可靠的保障措施，提高管理水平，從根本上提高項目的整體質量。