探究監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在軟巖隧道施工中的應(yīng)用

宋宏偉

摘 要： 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)交通建設(shè)項(xiàng)目的增多。隧道施工是公路施工的重要內(nèi)容之一，當(dāng)前工程建設(shè)中的公路隧道施工情況也越來越多，但由于隧道施工中存在的不確定性因素較多，對(duì)施工開展的影響也較為突出，需要通過全面、有效的監(jiān)控量測(cè)工作開展，為公路隧道施工提供更加科學(xué)與合理指導(dǎo)，從而促進(jìn)公路隧道施工的安全和順利開展，確保公路隧道施工的質(zhì)量。本文就監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在軟巖隧道施工中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞： 監(jiān)控量測(cè)技術(shù);軟巖隧道;施工;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】U456.3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.047

引言：勤測(cè)量和動(dòng)態(tài)監(jiān)控是隧道工程的施工原則之一，以量測(cè)數(shù)據(jù)反饋?zhàn)冃魏褪芰π畔ⅲM(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和施工，是保證安全優(yōu)質(zhì)高效的基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理的監(jiān)控量測(cè)及在此基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)分析，能直觀地判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性，更好地服務(wù)隧道施工。

1 軟巖隧道的監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目

當(dāng)前，我國(guó)在軟巖隧道的施工工作中，主要根據(jù)《隧道施工技術(shù)規(guī)范》來對(duì)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目展開分類，具體如下。（1）支護(hù)與地質(zhì)狀態(tài)觀測(cè)。方法工具：地質(zhì)素描、地質(zhì)羅盤、地質(zhì)錘、相機(jī);測(cè)點(diǎn)布置要求：開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行;檢測(cè)頻率：每天進(jìn)行一次。（2）周邊位移量測(cè)。收斂計(jì);每10m-15m一個(gè)斷面、每斷面2至3個(gè)對(duì)測(cè)點(diǎn);15天內(nèi)每日進(jìn)行一至兩次、巧天至一個(gè)月內(nèi)每?jī)扇者M(jìn)行1次、一至三個(gè)月內(nèi)每周進(jìn)行一至兩次。三個(gè)月以上每月進(jìn)行一至三次。（3）拱頂下沉。水平儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺或測(cè)桿;每10m-15m一個(gè)斷面;檢測(cè)頻率同上。（4）錨桿抗拔力。電測(cè)錨桿測(cè)力計(jì)、拉拔器;錨桿軸力每座隧道不同圍巖類別設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3至5根錨桿測(cè)力計(jì)。錨桿抗拔力每10m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面至少做3根錨桿;檢測(cè)頻率同上。（5）洞口淺理段地表下沉。水平儀、水準(zhǔn)尺;洞口與淺理段每5m-50m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面至少七個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)隧道至少一個(gè)斷面，中線每5m-20m設(shè)立一個(gè)測(cè)點(diǎn);開挖面距監(jiān)測(cè)斷面前后<2倍時(shí)，每日進(jìn)行一至兩次、開挖面距監(jiān)測(cè)斷面前后<5倍時(shí)，每?jī)扇者M(jìn)行一次、開挖面距監(jiān)測(cè)斷面前后>5倍時(shí)，每周進(jìn)行一次。（6）開挖斷面凈空。激光斷面儀;每20m一個(gè)斷面;開挖后初支前。（7）圍巖內(nèi)部位移量測(cè)。多點(diǎn)位移計(jì);每5m-100m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置3-5個(gè)多點(diǎn)位移計(jì);巧天內(nèi)每日進(jìn)行一至兩次、巧天至一個(gè)月內(nèi)每?jī)扇者M(jìn)行1次、一至三個(gè)月內(nèi)每周進(jìn)行一至兩次、三個(gè)月以上每月進(jìn)行一至三次。（8）鋼支撐內(nèi)力。鋼筋應(yīng)力計(jì);每一個(gè)代表性地段一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置5-7個(gè)測(cè)點(diǎn);檢測(cè)頻率同上。（9）初襯、二襯硅應(yīng)力?；炷翍?yīng)變計(jì);每一個(gè)代表性地段一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置5至7個(gè);檢測(cè)頻率同上。（10）滲透水壓力。滲壓計(jì);每一個(gè)代表性地段一個(gè)斷面，每個(gè)斷面設(shè)置2-4個(gè)測(cè)點(diǎn);檢測(cè)頻率同上。

2 監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在軟巖隧道施工中的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)觀察

在每次隧道開挖后，進(jìn)行隧道內(nèi)的圍巖地質(zhì)情況和支護(hù)狀態(tài)觀察。通過進(jìn)行觀察，了解隧道掌子面圍巖的巖性、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、巖層產(chǎn)狀、地下水和不良地質(zhì)等情況，并與設(shè)計(jì)資料相對(duì)比，分析其是否與設(shè)計(jì)文件一致，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。如果隧道內(nèi)的圍巖和設(shè)計(jì)圖紙相差較大，施工單位應(yīng)向業(yè)主、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位報(bào)告，以便進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，修正支護(hù)參數(shù)，并及時(shí)調(diào)整工序。如發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形變位較大，應(yīng)查明原因，并采取有效措施進(jìn)行處治，如調(diào)整施工工序、改變施工方法或減少進(jìn)尺等。隧道內(nèi)的圍巖地質(zhì)情況和支護(hù)狀態(tài)觀察，主要是通過專業(yè)人員進(jìn)行肉眼觀察，對(duì)檢查情況采用手工素描的方法進(jìn)行記錄，并借助地質(zhì)羅盤、數(shù)碼攝像機(jī)、測(cè)縫計(jì)等等量測(cè)工具進(jìn)行量測(cè)。隧道內(nèi)的圍巖地質(zhì)情況和支護(hù)狀態(tài)觀察，應(yīng)在每次開挖施工或支護(hù)施工完成后進(jìn)行量測(cè)。對(duì)于地質(zhì)情況較差的地段，應(yīng)增加對(duì)初期支護(hù)和二次襯砌的量測(cè)頻率。通過繪制地質(zhì)素描圖，檢查設(shè)計(jì)文件與實(shí)際開挖后的圍巖類別，并對(duì)掌子面前方圍巖進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集

主要選取具備內(nèi)存儲(chǔ)卡的設(shè)施，例如：TCA2003。在開展現(xiàn)場(chǎng)施工期間，通過專用的反射片在測(cè)點(diǎn)上粘貼，將基點(diǎn)設(shè)置在距離地面較近的洞壁或是襯砌處，利用設(shè)施在不同的位置上進(jìn)行兩次的觀測(cè)，從而將中整平誤差降低。利用坐標(biāo)計(jì)算三角形來了解絕對(duì)變化量。將多個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。其主要的優(yōu)勢(shì)便是能夠?qū)?shù)據(jù)化、一機(jī)多用等功能實(shí)現(xiàn)，為數(shù)據(jù)采集帶來便利，提升施工的效率。

2.3 預(yù)留變形量的判斷

初支的預(yù)估變形量可根據(jù)數(shù)值模擬技術(shù)和相鄰已經(jīng)穩(wěn)定的初支的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)確定。初支的累積變形量可以作為預(yù)留變形量的依據(jù)，但監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)埋設(shè)后，由于太靠近掌子面經(jīng)常被施工機(jī)械破壞，因此一般埋點(diǎn)3d以后進(jìn)行首次觀測(cè)，而初支的變形量通常在施作后的前幾天比較大，因此實(shí)際變形量通常比監(jiān)控量測(cè)測(cè)得的累計(jì)變形量大得多。為了準(zhǔn)確測(cè)量初支的實(shí)際變形量，可采用斷面測(cè)量和沉降測(cè)量相結(jié)合的方法，即在初支完成后及時(shí)測(cè)出初支的斷面，首次沉降測(cè)量的同時(shí)再次測(cè)量初支斷面，通過兩次斷面圖的疊加比較可以測(cè)出首次沉降測(cè)量時(shí)初支已經(jīng)產(chǎn)生的沉降量。每次沉降測(cè)量測(cè)得的累計(jì)沉降量，再加上首次沉降測(cè)量時(shí)初支已經(jīng)產(chǎn)生的沉降量就可以得到初支的實(shí)際沉降量。

2.4 隧道施工中的風(fēng)險(xiǎn)防治對(duì)策建議

首先，在進(jìn)行隧道施工的監(jiān)控量測(cè)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程軟弱隧道圍巖以及進(jìn)出口附近有關(guān)數(shù)據(jù)變化的強(qiáng)化監(jiān)測(cè)，并及時(shí)向隧道施工單位就監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)反饋，以促進(jìn)其在隧道施工的指導(dǎo)作用充分發(fā)揮;其次，對(duì)隧道圍巖等級(jí)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況存在異同的工程地段，在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)方案變更過程中，應(yīng)注意對(duì)其施工開展的監(jiān)測(cè)方案也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行變更糾正，并對(duì)隧道斷面監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)布設(shè)密度進(jìn)行合理控制，以確保監(jiān)測(cè)分析結(jié)果準(zhǔn)確、合理，及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)分析的數(shù)據(jù)結(jié)果采取有效的應(yīng)對(duì)策略，防止隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)及危害影響發(fā)生。

結(jié)語：在隧道施工中進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，可以通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析修正設(shè)計(jì)參數(shù)，正確指導(dǎo)施工。尤其是對(duì)于圍巖條件較差的隧道，必須按照要求進(jìn)行必測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)控量測(cè)，并根據(jù)需要選擇選測(cè)項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

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