探讨输水隧洞工程施工监控测量的目的及要求

彭健　刘阳秋

【摘要】在水里工程当中，引水隧洞施工可以说是整个工程最重要的步骤，为了确保引水隧洞工程能够顺利的展开，需要对各个方面的因素都进行慎重的考虑，才能够保证隧洞施工的顺利进行。

【关键词】水利工程；引水隧洞

1、工程概况

本输水隧洞工程划全长3450m，隧洞断面为2.3×2.7m，其中在隧洞主洞洞身SD1+492.917处设置支洞斜井长292.043m，隧洞断面为2.7×2.5m，与主洞交汇处断面为4.7×2.7m。施工分为平洞进口段、出口段两个施工工作面，分别由2个隧洞施工队承担施工。平洞进出口各工作面同时施工开挖，并计划每个工作面共掘进1725m。

2、施工过程中监控测量、地质预报

在施工过程中要加强监控量测。使用QT-81型球铰式坑道周边收敛仪，拱顶使用精密水平仪、水平尺、钢尺和测钎，分别进行周边位移、拱顶下沉和地质超前预报监控，由监测小组进行测点埋设，日常量测工作根据量测数据绘制净空水平收敛图，拱顶下沉距开挖工作面距离关系图，并对初期时态曲线进行回归分析，同时绘制地质描述图，通过分析处理计算判断，及时进行预报反馈，确保施工安全。

2.1 现场监测的目的及要求。现场监控量测是新奥法隧洞施工的核心技术之一，按照《水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范》的要求，制定详细的监控量测计划，设专职量测组，进行监控量测，以量测资料为基础及时修正支护系数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳状态，达到确保工程质量、施工安全进度和节约投资的目的。结合本隧洞工程，量测具有以下作用：根据量测数据采取相应措施，正确的应用支护手段，保证隧道施工安全；根据围岩的位移、变形及应力状况，将观测成果及时整理，并据此调整钻爆参数及提出必要的安全支护措施，及时调整和修正支护参数；隧洞开挖后仅做喷锚支护，而且围岩暴露时间长，故在隧道内特别是在一些断层破裂带进行监控量测和围岩松弛测定，通过分析性能较真实地反映围岩的变形和位移，并通过位移反分析，反推围岩力学参数和原始应力；积累资料，为同类工程施工积累经验，以利提高设计质量和施工技术水平。

2.2 洞内施工监控量测。施工监控量测是在隧洞开挖过程中，使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测，并在洞门段依据量测结果确定衬砌施做时间。

2.2.1 各类围岩量测项目与方法

2.2.2 监测项目分必测项目和选测项目。必测项目是用以判断围岩的变化情况和支护结构工作状态的经常性量测。

2.2.3 测试要点

（1）洞内观察：开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，特别是软弱围岩条件下，开挖后应立即进行地质调查，并绘出地质素描图。若遇特殊不稳定情况时，应派专人进行不间断观察。

（2）围岩位移量测：围岩位移量测是在钻孔中埋入单点或多點位移计以测试岩体内部各点的相对位移。围岩位移量测断面纵向间距一般为净空变化量测断面间距的3-5倍。

（3）B类量测项目主要用于验证预设计的合理性和探讨与支护衬砌的受力机理，作为A类量测的补充，用以调整和改变设计。B类量测宜在施工初期阶段进行。

（4）净空变化量测和拱顶下沉量测，应在同一断面上进行。量测断面的间距与隧洞长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关。

2.3 测点布置和量测

2.3.1 净空量测测点布置。

2.3.2 拱顶下沉测点布置。

2.3.3 围岩位移和锚杆轴力量测。

2.3.4 量测频率和结束量测的时间

2.3.5 洞内地质超前预测预报

（1）洞内地质超前预测预报程序

（2）地质和支护状态观察

（3）地质预测预报内容。对照勘测阶段的地质资料，预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度，随工作面素描地质结构状态；可能出现坍方、滑动影响施工时，预报其部位、形式、规模及发展趋势，并提出处理措施；隧道将穿越不稳定岩层，较大断层等特殊地段需改变施工方法或作应急措施时的预报；预报可能出现突然涌水地点，涌水量大小，地下水、泥砂含量及施工的影响；软岩再现内鼓、片帮掉块地段，预报对施工的影响程度，岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，应预报其危害程度；在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对围岩稳定性的影响程度；隧洞浅埋段地面下沉或工裂，预报对隧道稳定和施工的影响程度；洞口可能出现滑坡、坠石时、及时预报；预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施；绘制全洞地质断面、剖面的展开图。

（4）地质预报预测方法。隧洞开挖面地质素描；岩体结构面调查；涌水量观测；超前钻探（XY-1、YQ100A型）；浅层地震法（HSP地质预报仪）；对地表水、地下水的调查。

（5）施工检测管理。施工检测结果应尽快地反馈到施工和设计中去，以指导施工。

（6）位移速率标准。当每天净空变化大于1mm时，则认为围岩处于急剧变形阶段，加强支护，加强观测；当每天净空变化值在0.2-1.0mm之间时，则认为围岩处于缓慢变形阶段，表示围岩向稳定方向发展；当每天净空变化值小于0.2mm时，则认为围岩基本稳定。

2.3.6 量测资料的整理

（1）对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应在二小时内进行资料整理工作。

（2）及时将资料填入有关图表，使能了解数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比。