高速公路隧道施工监测技术研究

高速公路隧道施工监测技术研究

张月王春丽

重庆九永高速公路建设有限公司重庆市402160

摘要：随着我国经济快速发展，公路建设工程日益增加，交通建设的快速发展使得隧道施工中的技术问题、地质问题层出不穷。高速公路隧道施工监测技术主要是为保障隧道安全，优化隧道设计以及指导施工，其技术创新对我国的高速公路隧道建设有着重要的意义。目前，我国隧道系统中存在的问题，如监控技术落后、数据处理不科学、信息反馈延迟等问题在一定程度上制约了监测技术的发展，本文总结了当前高速公路隧道施工监测技术中存在的一些问题，并提出了相关建议，希望能为有关研究人员带来一些帮助。

关键词：高速公路；隧道系统；施工监测；技术咨询

引言

公路隧道是高速公路的重要组成部分，在世界上普遍运用广泛。我国在过去二十多年的公路建设中，由于许多高速公路是盘山绕行，导致修建的许多隧道存在地质灾害问题，据资料统计，截止目前我国是隧道数量最多和隧道规模最大的国家。随着我国经济的不断发展，公路建设势必得到更快更好的发展，其中隧道问题不容忽视。隧道施工中，新奥法已经逐渐成为隧道修建的主要方法。其理论依据为岩石力学、变形性和莫尔学说，充分考虑了空间效应和实践效应的多重影响。而现场检测作为新奥法的灵魂势必得到越来越多人的重视，有识之士指出，没有现场监测的施工不属于新奥法，这是极为正确的。

一、高速公路隧道施工监测的现状

（一）国内外施工监测的内容

目前国内外隧道施工监测内容主要为隧道围岩的各项因素，诸如位移、压力、应力等。具体测量项目则包括：地质观察、地表下沉、围岩应力、支撑轴压力、支护结构稳定性等，其中最有效的监测技术为工作面地质观察、拱顶下沉和洞周收敛等项目，其他项目一般不应用于隧道建设，只在一些研究中应用。

（二）仪器选用及数据处理现状

目前国内外隧道施工仪器往往根据测量项目进行调整，例如位移监测一般采用经纬仪、塔尺。钢尺等测量设备，测量完成后根据监测数据绘制成曲线图表，表明位移和时间速率的关系。压力和应力的测量则主要依靠各种类型的压力应变计，应变计主要分为电测式和机械式。

（三）特殊地段监测现状

特殊地段往往指存在塌方、积水、岩溶等不良地质问题的隧道地段，在实际工程建设中，这种地段由于测量难度较大，且测量存在一定危险性，加上隧道修建时间紧迫，往往在隧道修建中被忽视。

二、检测技术存在的问题

（一）隧道设计、施工和监测很难有机结合

隧道建设一直是国家重点关注的问题之一，我国隧道施工法明确规定：采用复合式建设的隧道，施工单位的施工监测必须时刻到位，确保参数的有效性和修改的及时性。然而在实际的修建过程中，隧道设计、施工和监测很难有机结合，由于监测数据很少被应用于修改参数，一些隧道建设单位甚至不做监测测量和数据统计。

（二）监测方法和监测所需一起有待提升

我国隧道监测方法比较落后，例如位移测量仍然采用传统的水准仪和塔尺相互结合的方式进行测量，在科技进步的今天，不仅提升了测量难度和降低了测量准确性，也极大地浪费了隧道修建的时间。而监测机器设备更新更不上隧道修建技术要求，很大幅度拉低了隧道修建的水准，造成成本上升，施工延缓，精度不够等问题。

（三）数据处理技术需要进步

目前我国采用的数据处理方法大都数都以Excle为主，用软件自带的曲线回归函数进行数据分析和比对，虽然数据处理的准确性比较高，但是采集数据需要花费很长的时间，在实际工程建设中缺乏先行性，没有很大的研究参考价值。很多单位在隧道修建过程中不采用曲线回归函数进行数据处理，而仅仅依靠自己的经验对周围的环境进行评估，这种方法需要丰富的经验，且可靠性不高。

（四）对一些特殊地质隧道的监测方法单一

在实际工程建设中，一些特殊地质隧道，如塌方、积水、岩溶等不良地质问题的隧道地段，由于测量难度较大，且测量存在一定危险性，加上隧道修建时间紧迫，普通的现场监测无法准确测量这些地段的具体情况，因此这样的地段往往在工程抢险中被忽视后者等被治理过后才进行监测。

三、监控测量与技术咨询

（一）技术咨询的定义

技术咨询指从事监测工作的工作人员提供的技术咨询，监控人员在日常的隧道建设活动中，通过观察施工现场环境变化和参考监测数据，临时修改保护参数，对一些存在缺陷的施工提出建议或者勒令其停止施工，对施工团队在隧道修建过程中发现的技术问题和数据问题提供技术咨询。

（二）技术咨询的必要性

一般情况下，检测人员如果发现隧道建设中存在明显的问题时，可以向建设方提供异常的监测数据并根据实际施工情况提供合理的建议，具体改进或者抢救措施则有建设方自己规划，但是这中间的信息延迟性却会在很大程度上导致最佳抢护机会的丧失，给施工团队造成很大的影响。因此我们要对传统施工监测做出改革，将技术监测和技术咨询相互结合，使得信息的传递能够更加快捷，保证信息的价值。

（三）技术咨询和监控测量的关系

监控测量作为新奥法的核心内容，一直是隧道建设中的重要组成部分，科学合理地监控测量可以作为隧道施工先行标，为工程施工提供合理的科学指导，还能够对地质和现场进行全面并且直观地了解。在这一基础上，我们可以配合技术咨询加强对现场的监管，同时保证突发事件发生时第一时间做出最正确的反应，保证施工的进行和施工人员的人身安全。

（四）技术咨询的实现形式

一般来说，技术咨询可以分为三种方式，分别为：现场的技术咨询、特殊情况下的技术咨询和报告中的技术咨询。现场的技术咨询要想开展必须获得建设方的授权，即确保监测数据出现异常时可以及时制止施工的进行并且修改施工方向，以确保整个工程的合理性和人员的安全性。特殊情况下的技术咨询指发生塌方，漏水等地质灾害时，监测人员可以利用专业优势帮助施工团队正确处理突发情况。报告中的技术咨询则指监测人员可以采用报告形式，结合施工环境对前方围岩进行推测，对施工的进一步开展提出合理的建议。

四、数据处理与信息反馈

科学合理的数据处理和信息反馈能够推测挖开岩石的稳定性和岩石地面水质条件，对支护系统作出准确评估，使得设计和评估能与隧道建设的周围环境动态变化相匹配。同时能将测量数据相互对比，保证测量数据的可靠性，并且实时监控围岩变形和应力的变化规律，达到现场指导的作用。由于现场监测所得到的测量数据比较原始，一些测量数据比较直观，可能存在些许的不合理性和偶然误差，因此需要经过数学处理才能被应用于隧道建设。再加上隧道建设工程的不可测性、复杂性和一些人为因素，即使施工团队在事先做好了充足的准备，仍然会被突发的不在预期中的突发事件打得措手不及。因此，为了确保隧道建设的合理进行和施工人员的人身安全，数据处理和信息反馈必须相互联系，在施工阶段实时测量任何挖掘活动造成的位移变化和应力变化，并与事先制定的标准对比，观察是否需要设计预先设计的支护结构的施工流程。

结论

在高速隧道建设中采用现场监测对于我国的公路建设而言具有极大的经济价值和实际应用价值。科学合理地检测技术不仅能够提高施工速度和施工质量，还能准确分析周围施工环境以及地层岩性，对于施工中存在的各类地质问题能够及时发现，以便施工人员采取措施。这些实时测量数据对于高速公路隧道建设的意义不言而喻。在经济全球化的今天，我国需要提高自身的整体实力，加强自身的合作竞争力。科学技术需要不断创新才能适应社会发展潮流，我国的公路建设技术需要不断创新，给中国的发展带来一定的推动作用，为中国经济的发展提供源源不断的动力，有利于增强我国的综合国力和国际竞争力，综合国力的提升可以使我国从世界平台上获取更多有利的资源并且发展其他先进生产技术，使人民的生活水平能够上升一个层次！

参考文献

[1]姜洪涛.高速公路隧道施工监测与信息反馈[D].西南交通大学,2015.

[2]万利.高速公路隧道施工监测技术研究[D].长安大学,2016.

[3]靳进钊.邢汾高速公路隧道施工力学行为分析及监控量测技术研究[D].石家庄铁道大学,2014.