監控測量在高速公路隧道中的應用研究

摘要:本文闡述了監控測量在高速公路隧道的重要意義、所測項目內容、方法及注意事項，目的在于通過對高速公路隧道工程的監測，為圍巖動態、支護提供信息依據，為以后工程設計與施工積累資料,加強工程施工現場的指導、險情預報，確保安全施工。

關鍵詞：監控測量；高速公路；隧道應用；

在我國高速公路隧道工程的建設中，通過監控測量可以掌握到高速公路大斷面隧道現場的圍巖動態，從而為項目提供及時準確的合理設計參數、可行施工方法和圍巖、支護結構承載-變形-時間等特性依據，并據此指導隧道設計與施工中的開挖作業與支護結構，保持發揮圍巖最大限度自承力、局部的應力松馳及支護結構有限變形。

1監控量測在高速公路隧道建設中的重要意義

高速公路大斷面隧道監控量測是通過對現場實測數據的分析處理，向施工、監理和業主等關聯方及時提供資料，為設計施工方案的修正調整提供依據，以便更好地進行指導現場施工，提高安全性。由于巖石的生成條件、地質作用等較為復雜，要確保在大斷面隧道構筑過程中，能正確得到影響巖體狀態開挖、支護方式及剛度等因素對結構穩定性的正確反映，就必須要借助于監控測量，它的應用猶如隧道項目設計施工的眼睛，幫助施工現場了解掌握到支護結構在不同施工狀況下受力狀態和應力分布結構，是保障隧道建設成功的重要手段。

盡管多年來國內外通常采用地下工程圍巖的監控量測，來監視圍巖變形和支護的穩定性，但隧道工程受力特征極其復雜，加之施工程序、管理缺泛科學性，致使高速公路隧道變形過大，不斷釀成安全事故，因此，分析研究隧道施工變形的監測，進一步深化理論研究提供原始依據，為以后優化設計提供類比依據等具有不可忽視的作用和意義。

2高速公路隧道建設監控測量的項目和主要內容

高速公路隧道不同類別的圍巖，盡管保持與鐵路隧道或地下工程有許多共同點，但同時也具有自己的獨特。因此，監控測量要充分考慮到公路工藝等方面的限制，根據實際情況來制定出貼近于實際的工作方案，做好確定對隧道現場監測項目布置測點和內容的選擇；采集監測數據的變化；分析與施工狀態的量測關系；準確及時反饋量測的信息，指導設計、施工和支護參數的修改，保證隧道施工安全,預防隧道坍塌。

2.1 監測地質觀察與支護狀況

測量人員要對每次爆破后的開挖及初期支護進行斷面后布置量測，使用工具為地質羅盤、規尺等，主要是觀察或描述圍巖特性、支護的裂縫和變形及掌子面結構現狀。

2.2 監測隧道圍巖的變形量

測量人員主要針對是大斷面隧道洞內的變形收斂，測量出凈空收斂、圍巖內部位移、拱頂下沉及地質描述，以此來保持洞室的穩定狀態與評價隧道變形的特征值。

2.3監測隧道周邊的位移及拱頂的下沉

測量人員首先選擇好隧道周邊水平位移、拱頂下沉監測量點的布置，在做好初期支護后，先用風鉆鑿出直徑為40mm、深度為200 mm的孔[1]，用1∶1砂漿填滿鑿孔，待砂漿凝固好插入其上的測點固定桿時即可使用收斂計、水平儀及水平尺進行量測工作。要注意到施工時對觀測點的損毀，發現一旦測點出現情況，應盡快重新設置來確保數據的不中斷。對拱頂下沉量測點應設置大小適中的測點，將固定桿埋設在風鉆打眼內并外露桿頭設掛鉤。測量間隔時間為: 半月內每天1至2次，半月至一個月2天1次，一個月至三個月每周一次[2]，3月以后每月2次。

2.4監測應力—應變

測量人員采用應變計、盒與測力計等監測工具，對拱架、支撐、錨桿和襯砌受力變形情況的測量,從而對支護效果做出有效地檢驗與評價。其中，對錨桿的測量，可設置成10 米一個斷面，每一斷面不小于3根[3]。

3 監控測量在高速公路隧道建設應用中的注意事項

由于各個高速公路隧道的施工條件不同，因此，測量人員要因地制宜，在監測中，應注意以下事項與操作要領。

3.1 注意對開挖段工作面監控測量的及時性

測量人員要對每個隧道斷面的開挖立即進行地質調查，完成對地質繪出素描圖。如遇隧道洞室特殊地質的情況下，首先要依次進行掌子面地質調查程序[4]：（1）工程及水文地質；（2）巖層結構面產狀；（3）節理裂隙發育程度及其方向；（4）開挖面的穩定狀態；（5）底板有否涌水隆起現象。同時，安排出專人進行24小時的不間斷觀察。其次對于初期支護的地段，要加強觀察圍巖動態情況，噴射混凝土裂隙剝離現象、錨桿受力變形，拱架受壓變形等。

3.2 注意對隧道測量控制點布設的選擇性

首先要堅持“穩布點、勤檢核、準施工”的監控測量的原則，選擇通視良好、少擾動、便于施工的適宜地方布設控制點。要在布點及使用控制點時，把點的檢核必須放在首位。比如說在山林中監測，應利用全站儀將控制點聯測在山坡上天然林中，充分考慮通視，保持50一150m左右的間距，盡量布設牢固并做好標記、點之記，便于隧道貫通測量的應用。在實測時，做到設站點、前視、后視均采用三角架法，結束一個測站觀測后，只需將后視三角架移動到前視，其它的三角架不動，以此測量下去。二是在松軟林中采用前、后視棱鏡三角腳固定，確保做到前后視點位的對中準確、穩定且現場僅需3個專業人員。三是施測時，測量人員要攜帶照明工具，以備光線不好而無法在導線點上架設儀器，同時合理的安排觀測時間，避開霧氣時間工作，

3.3 注意對隧道施工階段洞內控制點的建立

隧道洞內控制點（平面控制點、水準點）的建立，應分步驟進行。首先平面控點一般中線點與控制點合為一，施工時先期在利用鋼釘固定在頂板上，并隨著圍巖的不斷變化，及時調整控制點的位置。然后在實測前，及時校準點位有無變化，一旦發現變動將原有鋼釘除掉。待施工到圍巖穩定時間，便布設鋼釘永久控制點，釘上系小段白線為日后觀測使用，同時除掉原有鋼釘防止影響。用紅油漆兩側拱腳處做好標記，記錄控制點的樁號，以便查找。在施工下導坑時，選擇底版位置建立控制點，采用風動鑿巖機在選中位置打出深Zm的巖孔，將金屬錨桿涂上錨固劑打人巖孔內，再焊接錨桿上端的一鐵板，留做刻記控制點的點位，利用原有的控制點做輔助檢核。

4 結語

總之，由于高速公路隧道工程具有特殊、復雜和隧道圍巖的不確定, 進行監控測量是保證隧道工程質量安全的重要手段。要通過對圍巖位移及初期支護變形等監控測量，提供有關監控信息依據，科學的加以分析，為以后工程設計與施工積累資料，確保隧道現場施工的指導及施工的安全性、經濟性。

參考文獻：

[1] 秦之富,唐健. 高速公路隧道監控量測及應用[J]. 公路交通技術, 2006,(02) .

[2] 張英富. 馬鞍山隧道監控量測技術研究[J]. 土工基礎, 2010,(02) .

[3] 陳俊青. 江西省萍洪高速長平隧道監控量測淺談[J]. 科技傳播, 2010,(10) .

[4] 何華春,曾水泉. 杭千高速南峰和善嶺隧道監控量測技術的應用[J]. 山西建筑, 2010,(17) .

作者簡歷：孟福興 ，男 ，河南蘭考 1982年4月出生，中鐵隧道集團有限公司廣樂高速T10標項目部 ， 河南理工大學測繪工程本科專業，助理工程師，從事工程施工測量工作。通訊地址：廣東省韶關市武江區龍歸鎮馬渡村中鐵隧道集團有限公司廣樂T10標項目部