高速公路隧道围岩监控测量

高速公路隧道围岩监控测量

陈言

中铁北京工程局集团第一工程有限公司 710100

摘要：近年来，随着我国基础设施建设的重点，高速公路铁路建设发展迅速，建设往往需要跨越山岭或岛屿，需要修建山岭隧道或海底隧道，由于地形等因素的特殊性，测量工作至关重要。通过对测量数据的总结和分析，及时将围岩的实际情况传达给施工设计单位，对提高设计质量、降低施工成本具有重要意义，特别是对保证施工单位遇到的软弱地质围岩隧道的施工过程安全具有重要的现实意义。

关键词：高速公路；隧道围岩；监控测量

1 前言

高速公路作为区域连接和交通的重要通道，在当前区域发展实践中发挥着重要作用，加快高速公路建设，稳定高速公路价值具有重要的现实意义。结合目前高速公路建设实践，发现在某些地区进行高速公路建设时，应考虑地形和时效性，合理安排隧道开挖，不同地区的地理环境和岩体结构存在显著差异，隧道开挖过程中应针对不同类型的围岩采取有针对性的监控测量，并根据监控测量数据采取具体的施工对策，这样可以保证施工的安全性和连续性，提高高速公路的使用稳定性和后期的安全效果。

2 隧道围岩监控测量的作用

隧道新奥法施工下，监控量测发挥着重要的作用，施工企业只有做好了监控量测工作，才能够将监控量测与新奥法施工实现良好的配合，取得理想的施工效果。监控量测的作用主要体现在：（1）有关工程人员能够根据监控量测的相关数据，进行工程各个施工阶段围岩变化情况、支护结构变化趋势的了解，进而对围岩与支护结构的安全性加以全面分析，使得施工活动更为安全;根据现场实际测量所获得的相关数据，能够一定程度上突破传统理论分析的局限性，专业施工人员可以根据监测数据结果与设计方案的对比分析，来对实际的施工活动开展有针对性的指导，从而来进行施工工艺的优化与调整、支护结构的合理设计；（3）监控量测在安全风险的识别与控制方面具有重要的意义，能够保障各个施工作业的安全性。

3 围岩监控量测

3.1监测内容

针对隧道围岩的变形，主要监测其拱顶下沉和地表沉降。拱顶下沉测量是判断支护效果、指导施工作业、确认围岩稳定性、保证施工质量的基本方法;地表沉降对于浅埋隧道而言，是其判断隧道围岩稳定性的一个重要标志。浅埋隧道通常位于软弱、稳定性较差的围岩中，如果施工方法不当容易发生地表有害下沉，当地表有建筑物时会危及其安全。因此，地表沉降的量测可以为隧道的开挖速度和支护结构的强度参数提供依据，以确保整个隧道结构和周边环境的安全。

3.2监控测量的目的

通过围岩监控量测信息反馈，分析施工方法和施工手段的科学性和合理性，以便及时调整施工方法，保证施工安全。

对围岩稳定性和支护作出正确的定量评价，验证理论计算结果。用量测信息，反馈力学参数、模型，进一步优化设计。根据监测资料修正原设计和调整支护及整个施工方案。

3.3超前地质预报分析

采用地质雷达和TSP进行了超前地质预报，根据报告中地质雷达测线数据和TSP测试等结果，综合分析出进口右洞地质情况，认为该段岩体比前段变差，岩体破碎，呈角砾、碎石状结构，节理裂隙极发育，结构面间胶结差，软弱夹层发育，地下水较发育，掌子面极易掉块、坍塌，需严格控制开挖进尺，及时施作初期支护，必要时加强防排水措施，防止边墙及拱顶掉块坍塌。

3.4监测数据的分析应用

（1）测量数据整理

公路隧道施工监控量测及信息化及时反馈技术是修建隧道的重要工序之一，是监控围岩与结构稳定性的重要手段，对于隧道的安全施工极为重要。掌子面地质状况表、周边收敛拱顶下沉测量数据，每次观测后立即对数据进行校核，有异常及时补测;每次观测后及时对数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差分析等。

（2）测量数据分析

及时根据现场测量数据绘制时态曲线和空间关系曲线。对围岩稳定性进行判断：当位移时间曲线出现反弯点时，表明围岩和支护已发生了变形，呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护必要时暂停开挖。结合实测值并根据变形等级的规定，确定变形红线。当实测值接近或达到警戒值，位移速率无明显下降且初喷表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。

控量测小组采用全站仪进行现场监测时，数据分析发现水平收敛和拱顶下沉变形异常，在重新复测确认后，利用便携式采集端现场上传监测数据至服务器，服务器随即进行综合计算分析，并根据设定的监测方案预警标准进行判定，得出断面监测数据，均触发速率红色预警。监控量测信息化系统立即推送手机短信预警信息、网页版预警信息以及PC机预警提醒，通过3种途径同时推送，预警信息根据权限设置分别送至不同层级的管理人员，做到不同问题在第一时间通知相关人员进行核实、处理与反馈。现场按照2h/次加大监测频率，现场监测数据显示异常变形扩大到变形范围扩大到距离掌子面37m;上传监测数据至服务器，项目部收到工程预警信息后，调查分析预警原因，率先采取暂停洞内施工，撤离人员及机械至安全地带，洞内设置警戒线，安排专人进行安全巡视，并对发生问题的区域连续进行监测。

观察发现，在此次预警响应过程中，建设各方迅速采取应急处理措施，及时地解除了险情，避免了围岩异常变形加速、初支失稳带来的隐患。隧道建设人员通过安装监测软件，在任何有信号网络的地方都可以打开程序浏览现场监测成果及工程预警信息，第一时间了解隧道围岩变形情况，动态指导施工，修改施工方法，调整围岩级别、变更设计支护参数并及时验证支护效果，确认支护参数和施工方法的准确性，有控制地调节围岩变形，从根本上避免坍塌事故的发生。

3.5成果总结

由于隧道工程的特殊、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全必不可少的手段。在隧道施工中通过对隧道施工现场量测数据获得了围岩动态及最终沉降值。通过分析监控量测数据变形趋势确定隧道施工工序施工时间，确保施工质量及安全。在隧道整个施工过程中随时掌握隧道内部和洞外地表沉降的变化，通过监控量测数据确保工程质量和安全。同时对设计预留沉落量的科学调整，避免围岩侵限及二衬厚度超标，提高经济效益。

4 结语

综上所述，在现代社会经济不断发展的影响下，国内增加对交通行业的重视，尤其是山区道路隧道的建设，正是由于山区建设方面受到地理位置的影响较大，因此需要相关设计人员对山区地势的走向和安全性进行专业化设计，能够实现山区和城市之间的经济联系，进而实现国内各地区经济水平的有效提升。针对软弱围岩地质的背景下，施工单位在进行公路或隧道设施的建设过程中，需要对洞口、洞身、防排水工程、检测、防坍塌技术、供风等方面进行全面研究，能够保证建设工程的顺利建设，从而体现公路隧道工程建设的重要价值，对社会经济的发展具有重要促进作用。

参考文献

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