单线隧道监控量测方法

黄茂生

(中铁十六局集团北京工程有限公司，北京 100000)

1 概述

监控量测能够及时为施工管理提供可靠的安全信息，确保施工安全和工程质量。项目部自开工以来就高度重视隧道的监控量测工作，在各隧道口都配备了监控量测仪器，要求现场工程师与现场测量人员坚持按规范要求对围岩净空、拱顶下沉进行量测。我标段所承担的梁家营3号隧道出口及牛圈子隧道出口围岩较差，监控量测关系到上述两个施工口的隧道施工安全，因此本工程根据现场条件及隧道工程规范、设计要求对隧道监控量测进行了归纳总结。

本文根据工程开工以来的监控量测工作经验，结合相关规范、设计要求，对隧道监控量测提出了具体的要求以及制定详细的监控量测方案。

2 量测资源配置

2．1 量测设备配置

1)JSS30A型数显收敛仪;2)水准仪、塔尺。

2．2 量测人员配置

现场工程师技术员1名(围岩较差洞口配置2名)，测量员2名，要求负责人必须具有责任心强，且经过培训、具有较高的质量和安全意识。

3 操作步骤

1)开工前，根据工程的特点、设计要求，综合确定隧道的量测项目，一般有:洞内外观察、净空变化、拱顶下沉、地表下沉等。

2)隧道施工过程中应进行洞内外观察，洞内观察可分为掌子面处和已支护地段观察两部分。

a．掌子面处观察应在每次开挖后进行，观察中发现围岩破碎、节理或存在断层等现象时，应及时采取相应处理措施。在进行掌子面处观察时应及时绘制开挖面地质素描图，填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。

对已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。

b．洞外观察的工作重点应集中在洞口段尤其隧道进出口段及浅埋地段，其观察洞内应包括地表开裂及沉降、边坡稳定状态、地表水渗漏情况等。

4 监测项目及频率

1)净空位移、拱顶下沉和地表下沉(浅埋地段)等监测项目应设置在同一横断面，其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按表1执行。

表1 必测项目量测断面和每断面测点数量

2)净空位移、拱顶下沉量测应在每次开挖后12 h内取得初读数，最迟不得大于24 h，且在下一循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠，易于识别。并注意保护，严防爆破损坏。拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内外水准点建立联系。

3)隧道浅埋地段地表下沉的量测应与洞内净空位移和拱顶下沉量测在同一断面内，否则其量测数据无法与洞内量测数据进行对比，对判断围岩变形情况造成影响。横断面方向应在隧道中心及两侧间距2 m～4 m设地表下沉测点，每个断面6点～10点;地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止;地表下沉量测频率应与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。

4)各项量测项目量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离分别按表2，表3确定。

表2 量测频率(按位移速度)

表3 量测频率(按距开挖面距离)

5)各项量测作业均应持续到变形基本稳定后3周结束。

5 量测数据整理、分析与反馈

5．1 测试数据整理

1)每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距掌子面关系图。2)对初期的时态曲线应进行回归分析，由具有经验的现场工程师根据估计出时态曲线走势及现场实际情况，根据曲线最大值和变化速度，判断围岩发展情况。3)遇有数据异常时，应及时判断出原因并根据具体情况及时采取加厚喷层，加密或加强锚杆，增加钢架及超前支护等加固措施。

5．2 量测数据分析与反馈

由监测数据信息量大，如不在庞大信息中准确地判断围岩发展情况，容易造成隧道支护存在过度加强或低估围岩软弱程度，给隧道施工造成经济损失或发生围岩变形侵限衬砌，重者容易发生安全等级施工，损失不可估量，下面将量测数据分析归纳如下:

1)实测最大位移值或回归预测最大位移值不应大于表4所列指标，并按变形管理等级指导施工。

表4 单线隧道初期支护极限相对位移 %

图1 梁家营3号隧道出口净空变化曲线

2)根据位移变化速度判别(见图1):净空变化速度持续大于1．0 mm/d时，围岩处于急剧变化状态，应加强初期支护系统。净空变化速度小于0．2 mm/d时，围岩达到基本稳定，进行二次衬砌作业。

［1］ 关宝树．隧道工程施工要点集［M］．北京:人民交通出版社，2003．

［2］ 李宁军，曹文贵．隧道设计与施工百问［M］．北京:人民交通出版社，2004．

［3］ 黄茂生．软土中沉拔钢护筒对周围土特性影响的研究［J］．山西建筑，2007，33(22):100-101．