大断面箱涵下穿高速公路过程的施工监测分析

刘 惠 兵

(山西路桥第三工程有限公司，山西 忻州 034000)

为促使公路施工作业的正常开展，确保施工不会受到影响，大断面箱涵技术在公路施工中得到了充分应用，尤其是在高速公路施工作业中。基于大断面箱涵的应用，基于施工而带来的不利因素得到了有效的控制，但伴随而来便是大量的附加工作。大断面箱涵在公路施工中予以应用时，施工人员需要对路面位移状况、箱涵顶进姿态等进行监控，并获取实时数据，从而为施工作业提供参考，避免因为路面问题而造成工程损失。本次研究中，笔者以A市某工程，就大断面箱涵下穿高速工程过程的施工监测工作予以分析。

1 工程概况

之所以选取A市某工程作为研究对象，是因为本次研究所选案例中，所采用的箱涵在目前国内工程中属于宽度最大的，达到了23.4 m，其高度也达到了9.3 m，总重为4 500 kg。并且所选案例在施工过程中，采用的推进技术，从而就大断面箱涵进行应用。在此次施工过程中，共使用箱涵数量为4个，采用“2+2”模式，分别供车辆和行人使用。每个箱涵由三小节构成，其长度分别为17 m,18 m,17 m。需要注意的是在施工过程中，箱涵轴线与路面并不是垂直的，两者之间的夹角已经超过了90°。

2 大断面箱涵下穿高速公路过程的施工监测方案设计

在大断面箱涵下穿高速公路过程中，最为关键的便是就施工过程进行监测从而保证有关路面的关键性数据能够及时获取，以便于监测人员对路面状况进行分析，就工程中的异常情况进行全面掌控，实现问题的“早发现，早处理”，防微杜渐，确保工程顺利进行。除此之外，施工监测工作的进行还能为后续工作的开展提供参考，从而便于后期工作的计划开展。

施工监测方案的设计具有针对性，即因工程而异，工程不同则监测方案也会存在区别。在A市某工程建设过程中就大断面箱涵施工进行监测方案时，设计人员在设计前期学习了解大量的前人经验，并对施工场地的地理环境进行勘察，获取相关数据，从而就箱涵的大小和排列等进行确定，并就主水准仪和经纬仪进行确定。在方案设计中，箱涵内部、周边以及路面都设置了大量的监测点，从而对路面沉降量、路面位移量、箱涵姿态的数据进行近实时监测获取，并对数据进行分析，从而就路面状况，箱涵状态等进行了解，确保施工工作能够得以正常开展。

3 大断面箱涵下穿高速公路过程的施工监测结果分析

3.1 监测结果

大断面箱涵下穿高速公路过程施工监测工作主要包括三个方面的内容，一是路面沉降情况监测；二是路面位移情况监测(主要是水平位移)；三是箱涵姿态状况监测。现就所选案例中，三方面状况的监测结果进行说明。

路面沉降：路面监测点监测数据显示，南箱涵、北箱涵部分沉降情况较为严重，沉降量最大值达到了200 mm。在施工监测过程中，检测人员发现在正式施工之前，东侧路面便已经开始出现沉降现象，沉降量达到了-9 mm，对其沉降原因进行分析，发现其主要是因为施工过程中降水固结。正式施工之后，由于采用了箱涵滑行轨道施工。为此，路面所受到的压力增大，故而路面沉降现象更为严重，属于正常现象，但是需要对沉降量进行控制，当沉降量超出规定值时，则需要注意。

路面水平位移：在进行监测方案设计时，为了获取到路面水平位移数据，笔者专门设置了水平位移监测点，从而就水平位移变化量进行了解，就相关数据进行收集分析。通过数据分析，发现路段中北箱涵变形速度较大，达到了2 mm/d。同时，随着时间实践的推进，尤其是在10月份，变形量增大，速率达到最大值。从监测数据来看，10月10日，位移数据如下：向东X17测点位移总量983 mm；向南位移总量186 mm。

箱涵姿态：监测数据显示，自9月起，箱涵在顶进施工中的整体偏移量较大，尽管在施工中，笔者采取了一定的措施就其进行补救，但是偏移量依旧未能得到控制。就南北箱涵入土前后的姿态进行对比，则相差较大，就其下沉量来看，北箱涵前端为947.2 mm,后端超出455.4 mm；南箱涵前端为1 208.0 mm，后端超出637.3 mm。

3.2 结果分析

通过上述监测数据，不难就三方面的数据规律进行总结，从规律中能够就施工中的问题进行发掘，通过结合工程施工的具体细节，便能够就问题出现的原因进行了解。在A市某工程建设过程，路面沉降和位移较为严重，究其原因无非两点：一是施工操作不规范，二是地质环境限制。

4 大断面箱涵下穿高速公路的施工监测问题

4.1 技术水平有待提高

大断面箱涵技术实施应用时间较短，为此，在技术成熟度较差，而技术人员在该方面的技术水平上则整体不高，技能提升速度较慢。施工人员技术水平较低，其主要与两方面的原因有关，现就其进行分析：一是技术发展限制，还处于探索过程中，为此，研究工作的开展和深入影响到了技术水平的提升，基于研究工作开展情况不佳，为此，技术水平较低，提升速度缓慢；二是工程建设过程中施工单位在人才选拔上标准较低，未能选拔出专业水平突出的技术人员。工程建设前期，施工单位在人才选拔过程中，未能结合施工作业就选拔标准进行明确，为此，在招聘过程中，缺乏选择标准，所选人才在专业水平上存在局限，整个施工队伍中技术人员专业水平相差较大。

4.2 监测方案完善度低

大断面箱涵技术应用过程中，必须要就施工监测方案进行明确。由于监测方案的制度需要立足于多方面因素的分析研究，其中地理环境是极为重要的因素之一，为此，当施工路段出现变化的情况下，则施工监测方案也需要进行调整，以保证方案的适配性，确保监测结果的准确度。之所以在此案例中监测方案的完善度较低，其主要是因为下述方面的原因：一是监测方案设计前期对施工环境条件缺乏了解，为此，在进行方案设计时，缺乏针对性，未能就施工路段的具体环境进行考虑，故而，设计出来的方案完善度较低；二是设计人员浮于表面，未能深入到工程中，就工程情况进行深入了解，为此，所设计出的方案在细节上稍显不足，完善度受到影响。

4.3 监测设备精准度低

在施工监测过程中监测设备精准度低的问题也得到了重视，基于监测数据分析的重要性，当监测设备精准度受到影响的情况下，则监测数据的准确度，检测结果可靠性等都会受到影响。监测设备精准度偏低与两个方面的因素有关：一是监测设备本身的问题。这主要是因为施工单位在设备采购的过程中，出于设备采购成本的考虑，未能够选购高精度监测设备，导致在后续监测过程中监测数据的精准度不够；二是监测过程中，由于监测人员对监测设备的操作不熟练，导致其在精准度设置上未能正确操作，调教不当，导致监测设备的精准度受到影响。

5 大断面箱涵下穿高速公路过程的施工监测完善策略

5.1 提高技术人员专业水平

针对施工监测过程中技术人员专业水平偏低的问题，笔者认为施工单位必须要从下述两个方面入手，开展相关工作，促使技术人员的专业水平得到有效提升：一是加大技术研究力度。大断面箱涵技术的研究工作目前还较为缺乏，研究成果有限，为此，工程建设单位一方面要加大工程建设力度，另一方面还需要积极开展技术研究工作，从而促使技术水平得到提升，施工单位的核心竞争力得到增强；二是在施工人员招聘过程中，加强人才选拔要求，从人才选拔关上提高技术人员的专业水平，从而保证整个施工队伍的技术水平。首先要明确招聘标准，要结合工程建设需求，确定相关岗位人员的资质要求；其次，在招聘过程中要加大专业技术考察力度，从而保证其专业技术水平得到考察；最后，加强岗前培训工作，促使其能够得到专业培训。

5.2 完善施工监测设计方案

针对施工监测在设计方案上的问题，笔者认为最为有效的应对策略无非下述两种：一是方案设计前，加大实地考察力度，就各施工路段的情况进行全面了解，并结合施工时间的不同就施工监测方案作出适当调整，确保其与实际施工监测工作具有较高的契合度；二是施工监测方案设计过程中，设计人员应该扎根施工监测现场，既要深入了解工程状况，同时，还需要就监测现场的具体环境有所了解，只有这样才能够保证检测方案的适合性和完善性。此外，在设计过程中，面对具体的问题，设计人员应该到检测现场去找原因，并确定出解决办法。只有从这两个方面入手，才能保证施工监测设计方案具有较高的完善度。

5.3 引进高精准度监测设备

在施工监测过程中，监测设备的精准度具有重要意义，其影响着监测数据的准确性，同时，还会影响到监测分析结果。为了保证监测设备精准度，施工单位必须要从下述两个方面入手开展相关的工作：一是加大监测设备采购成本，大力引进高精度监测设备，以保证监测数据的精准度。监测数据精准度很大程度上与监测设备有关，为此，在进行设备采购的过程中，施工单位应尽可能在设备采购成本上进行增加，从而促使可以选择到精准度更高的监测设备；二是监测人员应该加强对监测设备的熟练程度，从而保证在监测过程中能够熟练地操作设备，从而获取到更加精准的数据。在监测前期，监测人员首先要对设备的精准度进行试验，从而保证设备能够正常监测，其次，还需要就其精准度进行调整，根据监测要求，确定其精准度和精准范围，从而保证导出数据的准确性；最后在监测设备安装过程中，还需要保证设备安装的正确性和合适性，从而保证其对外界变化能够灵敏感触。

[1] 李向阳，夏才初，李晓军,等.软土地层管幕内大断面箱涵顶进姿态控制[J].岩土工程界，2006(2)：65-68.

[2] 向昌平.大断面箱涵单端超长顶进监控量测技术的研究[J].石家庄铁道学院学报(自然科学版)，2008(1)：102-104.

[3] 夏才初，龚建伍，陈佑新.滑行道下超长管棚——箱涵顶进地表沉降分析[J].岩石力学与工程学报，2008(4)：696-703.