隧道施工监控测量

黄银豪

(重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074)

1.监控测量的作用

由于隧道工程本身的多异性、不均匀性和偶然性等特点，每项工程都有自己的独特性，只有在施工过程中结合监控测量，时刻了解围岩的动态，及时变更设计和指导施工，才能使隧道的设计更加经济合理。监控测量能提供对施工工艺、设计参数以及围岩和支护结构的受力、变形特性的合理性的判断的可靠根据，对隧道的成功建设有重要作用。

通过监控测量，可判断施工工艺的可行性，提出更加合理的施工方法，达到隧道施工动态控制，以便安全施工、降低造价的。同时，通过选择项目量测，对隧道支护参数合理性进行分析判断，为支护参数的调整提供可靠依据。

2.测量要点

(1)尽快布置测点。在隧道开挖时，掌子面周围影响最大范围为二倍洞径。为了早测取围岩初始阶段的变形，测点要靠近掌子面埋设，早测量。测点布设一般距离掌子面不大于2m，开挖后12h(最大不超过24h)内测取初值;(2)要以最快速度测量，争取费时最少;(3)元件在埋设后能长期有效工作，并且应具有足够的精度、较好的抗震能力;(4)测试结果要在合理误差范围内，不能出现错误。

3.监控测量内容及方法

监控测量项目包括必测项目和选测项目，必测项目是为了保证施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性工作，操作简便，布设断面多，测量结果可靠，对监视围岩稳定，指导设计施工有巨大的作用，主要包括:对地质、支护情况直接观察，周边位移、拱顶下沉及地表下沉测量。选测项目是对必测项目的补充，对特殊地段、危险地段或有代表性的地段进行测量，更深入地掌握围岩状态和支护效果，对支护实施有效控制，作出评价，对未开挖段提供参考信息，以便未来设计和施工参考。选测项目埋设比较复杂，项目较多、时间长、费用大，主要包括包括:围岩与初期支护、初期支护与二次衬砌间接触压力量测，锚杆轴力量测，围岩内部位移量测、钢支撑内力量测、喷射混凝土以及二次衬砌混凝土内应力量测等。另外，必要时还要监测孔隙水压力、流量测试，温度监测，围岩冻胀力监测等。

注:b隧道开挖宽度，h隧道埋深

4.监控测量断面及测点布置

必测项目测量间距一般为5－50m，视具体情况而定。洞口和特殊围岩地段一般小于20m，选测项目应视需要而定，可在有代表性地段选取若断面测量。地质条件差或重要工程，应加密布点。地表下沉测量在纵向方向上在掌子面前后 (1～2)(h+h0)，在横向方向上延伸至隧道中线两侧 (1～2)(b/2+h+h0)(注:b为隧道开挖宽度，h为隧道开挖高度，h0为隧道埋深)，测点间距大约在2～5m之间为宜，有必要时根据实际环境和地质条件调整。选测项目中，一个断面一般布设3～5个多点位移计，多点位移计位置要紧挨着周边位移测点，一般布设3～7个测点测量锚杆轴力、接触压力，测点要尽量布置在靠近实际锚杆的位置，方便数据之间互相验证。在测定围岩松动区范围时，一般情况需要设置不少于三对测孔。

5.测量频率确定

主要根据位移速度和测量断面距掌子面的距离来确定周边位移和拱顶下沉量的测量频率。测量频率出现较大差异时，按测量频率较高的作为测量频率，施工状况发生变动时，要增加测量频率。选测项目测量频率基本与必测项目相同。一般情况量在结构基本稳定2～3周后结束测量作业。对于膨胀性和挤压性围岩，在位移没有减缓的情况下，应视情况加长量测时间。

6.施工监控测量计划制定

应根据隧道的地质条件、地形条件、施工方法、支护类型和参数等条件由设计人员来制定施工监控测量计划。测量计划制定的是否合理，很大程度上决定了现场测量能否反馈于工程设计与施工，达到变更设计和指导施工。

计划基本内容有:(1)监控测量的项目、方法和断面位置选择，主要有测点数量、位置、所用仪器和元件的选择及精度的要求，测点埋设的时间要求等。(2)传感器等各种元件的埋设设计，主要是埋设方式、步骤、工艺的选择，与工程进度衔接等方面的设计。(3)测试元件的固定方式、结构和测试元件的其他附属构件的设计。要保证测点位置正确，使测到的力和变形方向明确，防震以及引出线的布线方法，保证测试仪器对环境的要求。

7.施工监控测量的管理

隧道现场监控的测量任务应由施工单位或委托其他专业单位承担，成立专门的测量小组，测量小组全权负责所有与测量监控相关作业以及负责仪器保养维修的工作，测量完毕后，及时对测量数据进行分析，并将测量信息和分析意见转交于设计与施工方面，以便相关负责人作出正确的判断，视情况优化设计指导施工。现场测量人员必须按照所制定的量测计划认真实施测量作业，并做好与其他环节的紧密配合。所设各类测点和元件必须固定牢固，容易发现和辨别，不得随意挪动和改变甚至破坏。

［1］王斌.公路隧道施工监测检测技术及实践［M］.北京交通大学出版社，2010

［2］范智杰.隧道施工与检测技术 ［M］.人民交通出版社，2006

［3］吴从师，阳军生.隧道施工监控量测与超前地质预报［M］.人民交通出版社，2012