高速公路隧道施工监控量测技术应用研究

王进

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，西安 710065）

1 引言

在高速公路隧道施工时，首先要考虑施工的安全性和支护结构的稳固性，这样，才能保障隧道施工的顺利进行。对高速公路隧道的施工作业进行动态监测，主要是通过对现场的施工数据进行分析和比对来判断高速公路隧道是否安全。最近几年，在高速公路隧道施工过程中，监控量测技术得到了广泛的应用。隧道施工具有工艺复杂、环境恶劣等特点，许多困难与危险都无法事先预知，并且，隧道施工所采取的构筑方法、开挖方案、支护类型、支护结构以及施工时机等要素都会对隧道的稳定性造成一定影响。因此，对监控量测技术在高速公路隧道施工应用进行研究有着重要的意义。

2 高速公路隧道施工监控量测技术

2.1 高速公路隧道施工监控量测技术的介绍

现如今，随着人们生活水平的不断提高，人们对于出行的舒适性和安全性要求也随之提高。高速公路逐渐成为人们日常出行的主要交通方式，其施工质量受到了交通行业的广泛关注，而高速公路隧道施工监控量测是提高其施工质量和安全性的主要途径。在工程实践中，应用监控量测技术能够直观地反映出高速公路隧道围岩的变形情况、支护的下沉情况以及支护结构的动态变化（见图1），并且能够及时地发现高速公路隧道工程施工过程中存在的问题，可以帮助施工人员更加及时、高效地解决施工问题，并与实际施工情况相结合对隧道施工进行指导【1】。

图1 某高速公路隧道内支护情况

2.2 高速公路隧道施工监控量测技术的重要意义

随着人们对交通基础设施建设的日益重视，县城区域高速公路“能通全通”政策的不断落实，加之对施工期间环保理念的深入融合，以及在山岭区域高速公路隧道的建设项目越来越多，隧道项目的施工对于高速公路工程而言都是重要的环节。监控量测工作对于隧道项目施工发挥着关键作用，特别是在工程质量控制、节约施工成本、把控施工进度方面有着突出效果，因此，必须要在开展工程的施工与组织设计工作中对监控量测技术的应用多加重视【2】。

一般来说，隧道工程实际上属于地下工程的一种，其自身具有一定的复杂性、隐蔽性、量测难度较高等特性。再加上隧道施工本身也具有不可预见性等许多难题，在实际施工时，若是地质环境较差，不仅会为技术人员带来诸多难题，而且还易引起隧道塌方、突水等问题，情况严重时有可能会给现场的施工人员带来生命威胁，进而导致施工无法正常进行，工程延期，使工程经济效益受到严重影响。随着监控量测技术的日益发展成熟，在实际工程中的普及应用，现在已经能够全面、有效地对隧道施工中潜在的问题加以准确预测，进而使得问题得以有效解决处理，并制定出合理可行的设计方案。在未来的交通工程项目建设中，将监控量测技术应用于高速公路隧道施工中是一项必然举措。不过也需要看到，在当前部分隧道施工项目中并未严格依照制定的监控量测方案实施，而且安排的工作人员数量与资质以及量测仪器都与方案要求存在一定出入。

3 高速公路隧道施工监控量测的项目及内容

监控量测工作的开展是为了保证高速公路隧道施工的安全性，因此，施工单位应该加强对高速公路隧道的监控量测，并且将监测结果反馈给专业人员，让专业人员能够对现场的实际施工情况进行分析和指导，进而保障高速公路隧道施工的安全性。除此之外，开展监控量测工作还可以使项目的经济和环境效益得到优化【3】。监控量测的主要内容为：监控量测隧道围岩的位移情况和拱顶的沉降情况，并通过位移情况来判断隧道围岩的受力情况。支护压力衬砌内的状况是依照围岩压力与层间的支护压力予以判断而得出。按照监测项目的不同来分析围岩条件的特点，了解隧道围岩支护方案与施工技术，确定支护结构的监测范围，是量测工作的必测对象。

在隧道开挖施工环节，需要将监控量测所得的数据信息作为重要参考依据，对隧道内部的净空变化以及洞内状况实行全面观察。基于对附近环境的位移情况的量测，能够准确掌握隧道的稳定情况与安全程度，从而通过这些信息数据来指导隧道的进一步施工。在实行监控量测工作时，需要确保开挖、支护作业按照有关规定规范化进行，并依照施工现场状况对施工方案进行及时调整，对监测的目标和对象也要实行适当调整，处于隧道内的施工任务需要从洞内与洞外2 个角度进行详细观察，在对施工现场相关信息进行深入分析的基础上，保障隧道施工工作的安全进行。此外，还需对已经完成施工的区域进行定期观察，并采取有效的应急措施来解决支护结构中频繁出现异动的部位，严格依照有关规范标准实行洞内外的监察观测，同时对观察所得数据进行整理与存储，为后续施工任务的开展提供指导依据。

4 高速公路隧道施工监控量测技术的步骤和方案

开展高速公路隧道施工监控量测工作时，要严格按照预先设定的流程进行各项操作，首先应当对地质勘探资料进行分析,并根据统计数据制定相应的监控量测方案【4】。在对地表下沉情况进行量测时，应当埋设2 个基本点，并将这2 个基本点作为参考点，用来对比与原始标准点之间的差距，通过监测数据可以判断隧道周围支护的位移速度和沉降情况。施工人员要根据围岩的位移情况得出围岩的位移规律，进而判断围岩是否稳固。此外，还需依照量测结果来绘制出位移量测结果与位移速度的变化图表，作业人员可依照量测结果得知隧道内部的围岩与位移变化情况，隧道围岩发生变形的过程能够直接反映出围岩通过应力调整创建新的平衡过程。通常而言，时间越短，则稳定性越佳、变形程度越低，围岩类别则越高，对断面的量测数据进行对比分析，从而判断量测结果是否准确可靠。围岩的物理量是随着时间变化的动态曲线来进行回归分析的，以此得出位移与变化规律，从而确定围岩的稳定性特点。在高速隧道施工过程中，需要对隧道周边与拱顶下沉情况进行量测监控，了解围岩位移状况是否有变更方向，以及位移的速度是处于持续降低的状态还是持续升高的状态。当其达到某一限值时，位移的速度会逐渐变得稳定。在监测工作中，应当多加注意按照洞内外观察所得数据与实际施工情况来确定量测对象，修正错误信息，并对设计理念加以完善，最终得到正确的数据，以此指导隧道施工顺利、安全地进行。

5 结语

监控量测技术对于高速公路隧道工程的顺利施工有着重要意义，在具体应用时，应当严格根据监控量测方案对围岩实行位移量测、拱顶下沉量测，并及时采取解决措施，使得施工人员人身安全得到有效保障。对围岩的变化规律加以详细掌握，可以有效解决隧道施工中的各项安全隐患，并基于对量测数据的深入分析，联系地质超前预报信息，对预留变形量、支护参数以及施工计划进行及时优化，进而提高高速公路隧道工程的安全性和稳固性，推进我国交通基础设施建设行业的发展。