高速公路隧道施工監控量測技術應用研究

王進

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，西安 710065）

1 引言

在高速公路隧道施工時，首先要考慮施工的安全性和支護結構的穩固性，這樣，才能保障隧道施工的順利進行。對高速公路隧道的施工作業進行動態監測，主要是通過對現場的施工數據進行分析和比對來判斷高速公路隧道是否安全。最近幾年，在高速公路隧道施工過程中，監控量測技術得到了廣泛的應用。隧道施工具有工藝復雜、環境惡劣等特點，許多困難與危險都無法事先預知，并且，隧道施工所采取的構筑方法、開挖方案、支護類型、支護結構以及施工時機等要素都會對隧道的穩定性造成一定影響。因此，對監控量測技術在高速公路隧道施工應用進行研究有著重要的意義。

2 高速公路隧道施工監控量測技術

2.1 高速公路隧道施工監控量測技術的介紹

現如今，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于出行的舒適性和安全性要求也隨之提高。高速公路逐漸成為人們日常出行的主要交通方式，其施工質量受到了交通行業的廣泛關注，而高速公路隧道施工監控量測是提高其施工質量和安全性的主要途徑。在工程實踐中，應用監控量測技術能夠直觀地反映出高速公路隧道圍巖的變形情況、支護的下沉情況以及支護結構的動態變化（見圖1），并且能夠及時地發現高速公路隧道工程施工過程中存在的問題，可以幫助施工人員更加及時、高效地解決施工問題，并與實際施工情況相結合對隧道施工進行指導【1】。

圖1 某高速公路隧道內支護情況

2.2 高速公路隧道施工監控量測技術的重要意義

隨著人們對交通基礎設施建設的日益重視，縣城區域高速公路“能通全通”政策的不斷落實，加之對施工期間環保理念的深入融合，以及在山嶺區域高速公路隧道的建設項目越來越多，隧道項目的施工對于高速公路工程而言都是重要的環節。監控量測工作對于隧道項目施工發揮著關鍵作用，特別是在工程質量控制、節約施工成本、把控施工進度方面有著突出效果，因此，必須要在開展工程的施工與組織設計工作中對監控量測技術的應用多加重視【2】。

一般來說，隧道工程實際上屬于地下工程的一種，其自身具有一定的復雜性、隱蔽性、量測難度較高等特性。再加上隧道施工本身也具有不可預見性等許多難題，在實際施工時，若是地質環境較差，不僅會為技術人員帶來諸多難題，而且還易引起隧道塌方、突水等問題，情況嚴重時有可能會給現場的施工人員帶來生命威脅，進而導致施工無法正常進行，工程延期，使工程經濟效益受到嚴重影響。隨著監控量測技術的日益發展成熟，在實際工程中的普及應用，現在已經能夠全面、有效地對隧道施工中潛在的問題加以準確預測，進而使得問題得以有效解決處理，并制定出合理可行的設計方案。在未來的交通工程項目建設中，將監控量測技術應用于高速公路隧道施工中是一項必然舉措。不過也需要看到，在當前部分隧道施工項目中并未嚴格依照制定的監控量測方案實施，而且安排的工作人員數量與資質以及量測儀器都與方案要求存在一定出入。

3 高速公路隧道施工監控量測的項目及內容

監控量測工作的開展是為了保證高速公路隧道施工的安全性，因此，施工單位應該加強對高速公路隧道的監控量測，并且將監測結果反饋給專業人員，讓專業人員能夠對現場的實際施工情況進行分析和指導，進而保障高速公路隧道施工的安全性。除此之外，開展監控量測工作還可以使項目的經濟和環境效益得到優化【3】。監控量測的主要內容為：監控量測隧道圍巖的位移情況和拱頂的沉降情況，并通過位移情況來判斷隧道圍巖的受力情況。支護壓力襯砌內的狀況是依照圍巖壓力與層間的支護壓力予以判斷而得出。按照監測項目的不同來分析圍巖條件的特點，了解隧道圍巖支護方案與施工技術，確定支護結構的監測范圍，是量測工作的必測對象。

在隧道開挖施工環節，需要將監控量測所得的數據信息作為重要參考依據，對隧道內部的凈空變化以及洞內狀況實行全面觀察。基于對附近環境的位移情況的量測，能夠準確掌握隧道的穩定情況與安全程度，從而通過這些信息數據來指導隧道的進一步施工。在實行監控量測工作時，需要確保開挖、支護作業按照有關規定規范化進行，并依照施工現場狀況對施工方案進行及時調整，對監測的目標和對象也要實行適當調整，處于隧道內的施工任務需要從洞內與洞外2 個角度進行詳細觀察，在對施工現場相關信息進行深入分析的基礎上，保障隧道施工工作的安全進行。此外，還需對已經完成施工的區域進行定期觀察，并采取有效的應急措施來解決支護結構中頻繁出現異動的部位，嚴格依照有關規范標準實行洞內外的監察觀測，同時對觀察所得數據進行整理與存儲，為后續施工任務的開展提供指導依據。

4 高速公路隧道施工監控量測技術的步驟和方案

開展高速公路隧道施工監控量測工作時，要嚴格按照預先設定的流程進行各項操作，首先應當對地質勘探資料進行分析,并根據統計數據制定相應的監控量測方案【4】。在對地表下沉情況進行量測時，應當埋設2 個基本點，并將這2 個基本點作為參考點，用來對比與原始標準點之間的差距，通過監測數據可以判斷隧道周圍支護的位移速度和沉降情況。施工人員要根據圍巖的位移情況得出圍巖的位移規律，進而判斷圍巖是否穩固。此外，還需依照量測結果來繪制出位移量測結果與位移速度的變化圖表，作業人員可依照量測結果得知隧道內部的圍巖與位移變化情況，隧道圍巖發生變形的過程能夠直接反映出圍巖通過應力調整創建新的平衡過程。通常而言，時間越短，則穩定性越佳、變形程度越低，圍巖類別則越高，對斷面的量測數據進行對比分析，從而判斷量測結果是否準確可靠。圍巖的物理量是隨著時間變化的動態曲線來進行回歸分析的，以此得出位移與變化規律，從而確定圍巖的穩定性特點。在高速隧道施工過程中，需要對隧道周邊與拱頂下沉情況進行量測監控，了解圍巖位移狀況是否有變更方向，以及位移的速度是處于持續降低的狀態還是持續升高的狀態。當其達到某一限值時，位移的速度會逐漸變得穩定。在監測工作中，應當多加注意按照洞內外觀察所得數據與實際施工情況來確定量測對象，修正錯誤信息，并對設計理念加以完善，最終得到正確的數據，以此指導隧道施工順利、安全地進行。

5 結語

監控量測技術對于高速公路隧道工程的順利施工有著重要意義，在具體應用時，應當嚴格根據監控量測方案對圍巖實行位移量測、拱頂下沉量測，并及時采取解決措施，使得施工人員人身安全得到有效保障。對圍巖的變化規律加以詳細掌握，可以有效解決隧道施工中的各項安全隱患，并基于對量測數據的深入分析，聯系地質超前預報信息，對預留變形量、支護參數以及施工計劃進行及時優化，進而提高高速公路隧道工程的安全性和穩固性，推進我國交通基礎設施建設行業的發展。