隧道施工监控量测预警及信息

董毅 孙瑞杰

摘要：在现代公路隧道建设中，隧道监控量测技术已成为隧道建设的重要组成部分。监测和测量施工现场是利用一些简单的仪器和方法，及时获得围岩和支护结构的应力和变形情况，并对周围岩石的变化进行分析，评价其稳定性和支护系统的可靠性。以实现及时调整、确定支护参数和施工决策。

关键词：隧道施工；监控量测；预警；信息

近年来，中国城乡现代化步伐加快。随着公路带和公路战略的发展，中国在公路建设中投入了大量的人力物力，以更好地实现中华民族伟大复兴的光荣使命。公路隧道工程已成为公路建设领域不可忽视的重要工程类型之一。在隧道施工过程中，隧道围岩的稳定性非常重要。它决定了整个项目的安全发展和正常进展。如果周围岩石的稳定性不能令人满意，则随着工程的进展，会发生周围岩石的变形。严重威胁建筑人员和工程机械安全，甚至倒塌，造成重大生命财产损失和经济损失。因此，要充分重视隧道围岩的稳定性，正确认识其重要性。为更好地保证公路隧道施工的安全性和可靠性，确保工程顺利完成，提高公共交通服务质量。

1监控量测的作用

近年来，隧道的建设通常采用新的奥地利方法。这是一种岩石力学理论，基于维持周围岩石的自养能力，以及有效利用周围岩石使其成为支撑系统的一部分。施工方法利用新的奥地利方法，可以有效提高隧道的支护能力，减少对围岩的感染，充分利用围岩的自支护能力，实现支护能力的显著提高。在新奥地利的建设中，由于需要充分利用围岩的自力，相应地需要对围岩进行认真、严格的监测和测量，为了更好地掌握围岩的稳定性和性质，可以作为支撑构件。通过监控量测技术，可以了解围岩动态稳定情况以及支护系统可靠程度，以便于开展支护系统的设计工作，对开挖方式和二次支护时间进行确定，有效保障施工过程的安全，利用施工监控量测，可以有效地对施工进行指导，修正设计 。

2 量测方法与内容

2.1 测点布置

隧道开挖爆破之后，围岩应力重分布。量测点布置应当在使测点不被爆破破坏的前提下，尽可能离掌子面近点埋设，通常取为 1. 5 m ～ 2 m，其初始读数的取值应在下次爆破前取得第一手数据 5 。初始读数读取在开挖后 12 h 内，最迟不宜超过 24 h，并且在下一循环掘进开挖前，完成围岩初期变形值的读数。观测点的布局应当根据施工步骤、地质水文条件、测量段位置和隧道洞埋深确定。在实际施工过程中，我们采用步法进行开挖，根据施工现场的实际情况，可以在拱腰和侧墙各设一条水平线，同时还需要对较大变形区的观测点和岩级的差异进行加密。应尽快在隧道两侧的侧壁、拱腰的水平方向和拱顶上设置带带条钩的膨胀螺栓，深度约30毫米至50毫米，并喷上红色油漆作为醒目标志，以防止施工时对试验点的破坏。

2.2量测内容

凉水井隧道在监控量测时的主要的必测项目有洞内洞外观测、拱顶下沉和周边位移、地表沉降。按照《公路隧道施工技术规范》 （JTG F60—2009） 的规定，量测内容中的必测项目的量测间距一般为 20 m～50 m。洞内观测是最简单、最实用的方法。是指在坑道掌面开挖过程中，结合工程地质资料、掌面岩性、岩体结构、岩层、地质结构无缺陷，对棕榈面前及周围的地下水开发和隧道支护进行了认真的观察和分析。其主要目的是了解地层结构的性质，对手掌前周围岩石的地质状况作出合理的科学预测，并为判断周围岩石的保护系统的稳定性和安全性提供地质基础。拱顶下沉是指隧道开挖后及时铺设，使其测量点和周围位移测量点位于同一断面上。它的测量值可作为预测坍塌和其他危险条件的重要参考。隧道拱顶下沉的测量方法有很多，其中比较常用的有： 收敛计三角法测量、水准仪测量、全站仪测量等。地表沉降测量是指在隧道出入孔浅埋段一定距离上平行于掌面的海拔测量点。常使用精密仪表和塔尺。在隧道施工浅埋段开挖过程中，地表沉降量的测量结果能较好地反映地表围岩的变化。由于开挖后围岩的自稳性较差，特别是浅埋面段，在短时间内很容易变形。如果石公房不合适，容易发生滑坡和工程事故，严重威胁工人安全，造成巨大的经济损失。因此，隧道浅埋段的地表测量对工程的顺利进行具有重要意义。

3公路隧道施工监控量测信息在隧道施工中的应用

3.1 公路隧道施工监控量信息在监控方法上的应用

在施工测量中采用传统的隧道测量方法有许多缺点。主要表现为：一是目前隧道净空段宽而高，难以定位某些高度角的位置。第二，如果测量时间太长，可能会对其余的过程造成一些不便。第三，信息收集的误差受人为因素的影响很大，难以保证信息的准确性。但是，如果使用监测测量可以很好地避免这种不便。通过对各种监测数据结果的分析，可以预测围岩的变形频率、二次施工的可能性和导向施工的合理性。在隧道的具体实践中，我们选择围岩位移和拱顶下沉的数据作为两个必要的测量项目。通过分析监测和测量信息的结果，我们可以进行更具体和更彻底的分析和综合。根据隧道施工中积累的经验，以隧道的客观条件为辅助，合理利用监测测量信息，可以确定各种类型的围岩水平及其变形频率。总之，公路隧道施工的监测测量信息提供了大量的数据支持，这是工程顺利进行的前提。

3.2公路隧道施工监控量测信息在长大隧道中的应用

隧道公路工程是一门经验科学，理论分析必须依靠公路隧道监测的信息进行测试。但是，由于隧道周围岩石的复杂性和多样性，不可能在理论分析的基础上完全计算出周围岩石的特征，而监测测量信息可以在理论分析的基础上对这些数据进行改进。

3.3隧道施工变形监测数据处理

对隧道变形的监测是一个初步阶段，有必要采用一定的方法对监测数据进行分析，为今后的施工设计提供依据。也可以对长期监测和分析案例进行总结，以提高隧道施工技术的整体水平。目前，监测数据分析的主要程序有：一是进行回归分析，将变形监测的相关理论引入数据分析，并作为指导，计算了多个监测点得到的变量值，以确定最终的位移距离。

4结束语

由于隧道工程的不确定性和隐蔽性以及不断变化的特点，在对公路隧道施工进行监测和预警管理时，对信息的获取和信息的多重处理提出了更加严格的要求。准确掌握乱信息中的规律，消除信息中掺杂的虚假信息和噪声，对监测具有重要的现实意义。

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（作者单位：中交铁道设计研究总院有限公司）