公路隧道施工过程变形监测及控制

公路隧道施工过程变形监测及控制

唐猛

中交三公局第二工程有限公司

摘要：基于提高公路隧道施工安全水平的目的，围绕隧道施工过程的变形监测问题，做简单的论述，提出监测与控制的方法，共享给相关人员参考借鉴。根据课题研究提出，采用现代化监测装置，构建动态实时化监测系统，掌握隧道施工变形情况，采取针对性控制措施，保障作业的安全。

关键词：公路工程；隧道施工；变形监测；控制方法

近年来，建造高速路成为公路建设的重要目标。隧道的建设可达到缩短距离的效果，因此被广泛建设。从建设实际分析，隧道施工潜在很多风险，尤其是变形风险，增加了安全危险系数，因此要做好全面严格的把控，保障作业的安全。

1 公路隧道施工过程变形监测的目的

根据隧道工程施工实践总结，做好监控量测，能够起到保障施工作业安全和质量以及地面车辆正常运行等的作用。监测实施的目的如下：1）通过工程监测掌握施工对周围环境造成的影响，例如地表沉降以及地上建筑物沉陷等。2）通过动态监测掌握施工动态变化，实现对围岩变形的有效控制，指导隧道施工作业。3）采取变形监测手段，分析支护参数以及施工方法的合理性、准确性，为后续的支护与衬砌施工作业提供依据，保障支护结构的效果。除此之外，方便及时确定隧道施工对策与措施，保障作业的安全。

2 公路隧道施工过程变形监测与控制的实例分析

2.1 案例概述

以A项目为例，属于双洞双向隧道，选择右线施工变形监测进行研究。工程施工长度大约为1456m，最大开挖跨度参数为14.173m，开挖高度参数为10.8m。V级围岩段的开挖作业宽度参数为12.16m，开挖总高度参数为9.923m。按照施工设计，预留变形量初定为12cm，后期结合围岩变化加以调整。经过综合分析，采用了三台阶施工方案。

2.2 隧道施工变形风险分析

根据隧道施工经验分析，开展各项操作，将会给地层结构的完整性带来影响，造成一定的损坏。土体受损之后，增加了沉降的风险。隧道情况不同，例如围岩或埋深差异等，组织开展开挖作业，造成的地形变形范围也有着很大不同。总体来说，地层变形的产生，主要原因为施工操作的行为、土体结构特点等。基于此，要围绕施工操作采取系列的措施，把控作业的安全与质量。

2.3 变形控制的策略

超前注浆加固。基于变形控制的目的，采用注浆加固方法，可获得不错的成效。做好疏松结构特点的分析，通过处理使其变得均匀；保持土体内的水分适宜，对多余的水分加以排除，达到增强土体固结度的效果；增强土体摩擦角，以相对低水平的渗透数据，做好地层的调整，防范坍塌事故的出现；针对水土流失问题，通过采取防护措施，创造良好的作业环境，保障作业的安全。项目前期调查发现存在较差的围岩结构，并且存在含水率高的路段，为保障施工作业的安全性，采取加固处理措施，实现对施工变形的有效控制。工程设计时结合面临的变形风险，提出采取超前注浆加固方案加以处理。使用热轧无缝钢管的超前支护，控制管长为3m。按照技术操作规范，使用小导管要严格控制好环向间距，此工程控制为40cm。对于不稳定路段，要注重参数的调整保障加固效果。

衬砌背后注浆。按照技术标准，可采取初期支护背后注浆加固方案，或者二衬砌背后注浆加固处理方案。在选择注浆方式时，主要考虑开挖工序引发的扰动水平，整个补强加固处理实践中要做好地层之间缝隙的填充处理，保障隧道结构和地层紧密联系，达到延长隧道使用周期。此工程前期调查风险，存在3m左右的滞后工作面，作业前埋设注浆管，将其提前在拱部45°位置进行埋设。理论上当混凝土喷射结束后等待一天，再组织填充处理。结合隧道施工条件，此次施工静置了四天后，组织背后低压注浆作业，严格控制注浆压力，使其处于0.3-0.5MPa范围内。本次作业使用的浆液，选择为水泥单液浆。若遇到部分水分多的情况，使用水泥水玻璃双浆液加以处理。完成壁后注浆作业后，及时完成注浆作业，保障填充的效果。

设置锁脚锚杆。若想实现对沉降量的控制，采取设置锁脚锚杆的方法加以处理，可获得不错的效果。根据开挖路段的具体情况，结合利用锁脚锚杆进行处理。实际操作时，选择适宜的位置埋设。对于浅埋段，使用无缝钢管，型号选择为Φ50mm，将锁脚锚杆设置在拱脚位置；对于深埋段，设置的锁脚锚杆，使用的是无缝钢管，型号选择为Φ42mm。

2.4 三台阶法的应用

隧道施工作业中采用三台阶技术，可获得积极的效果。按照技术操作方案，同步开展上下中位置的操作，整合分步平行开挖方案，同时开展初期支护与仰拱处理，实现较好的封闭效果。采用此技术方案，能够适应于大跨度或多类型断面结构作业，提高支护的应用效果。需要注意的是，作业人员若发现地质环境产生变化，则要立即进行技术研究，调整作业方案。作业全过程做好安全防护，保障施工的安全。

3 公路隧道施工过程变形监测与控制的策略总结

3.1 构建信息化监测系统

随着隧道施工监测技术水平的提高，涌现出很多新技术与新装置等，能够为变形监测提供支持与保障。构建信息化监测系统，能够提高监测的实时性与动态性，为施工安全管理提供支持与保障。在具体构建时，要合理选择监测基准点^[1]。设置的基准点，尽量避开变形区域凹凸坑区，保障设置的合理性，实现对隧道监测的全面覆盖。设置的监测装置，要做好距离的控制，保证数据信息及时采集和传输，为施工作业安全分析和保护提供支持。利用构建的自动监测系统，可动态采集数据信息，掌握变形数据，开展数据分析，掌握变形度，预测隧道施工风险，保障施工变形问题得到有效把控^[2]。

3.2 做好施工技术交底

公路隧道施工过程变形的控制，要围绕施工行为采取有力的把控措施。作业前要做好技术交底，使得作业人员掌握隧道施工作业的要点和方法，高质量落实隧道施工作业，保障作业的安全。利用BIM技术或者三维动画模拟技术，对隧道施工作业流程进行模拟与分析，掌握安全风险点和控制措施，落实到隧道施工实践，切实保障作业的安全与质量。注重安全教育，增强隧道施工作业人员的责任意识与安全意识，切实提高隧道施工技术的水平，保障技术应用价值的实现，促使隧道工程效益目标的实现^[3]。

3.3 做好现场监督管理

公路隧道施工安全风险的防范与控制，要做好监测与风险控制，切实保障作业的安全。这需要组织隧道施工管理人员，负责施工现场的监督管理，督促作业人员规范操作，做好个人防护和安全环境的创建，形成强大的安全防护体系，安全有序推进隧道施工作业的开展。对于隧道施工重点工序，组织监督管理人员，深入到作业现场，认真落实监督把控，最大程度上保障作业的安全性与质量，切实保障公路隧道施工过程变形问题得到有效控制，以免施工安全问题的发生，创造更多的价值。实践中要结合工程情况，动态调整隧道施工变形控制方案，保障隧道施工作业的安全。通过积极引入新技术与新方法，提出优化隧道施工作业的措施，落实到管理实践^[4]。

4 结语：

综上所述，公路隧道施工作业的安全性，直接影响作业人员的生命安全与项目效益，积极探索有效的监测手段，有着重要的意义。将新技术和新方法引入到施工动态监测实践中，提高监测的水平，保障作业的安全，可获得不错的效果。

参考文献：

[1]申大为.高速公路隧道的施工监测技术[J].交通世界,2020(33):72-73.

[2]黄东华.隧道施工废水处理及回用技术[J].国防交通工程与技术,2020,18(06):74-77.

[3]寇宝才.公路隧道施工过程变形监测及控制[J].绿色环保建材,2020(11):86-87.

[4]孙龙,刘攀,张少雄,谢全敏.五阱明隧道施工洞内环境监测设计研究[J].山西建筑,2020,46(19):149-150.