高速公路隧道施工监控量测技术应用研究

高速公路隧道施工监控量测技术应用研究

伍桂永

广州诚安路桥检测有限公司 广东广州 511431

【摘要】在当前的高速公路隧道中，常用的监控量测既属于施工管理内容，也属于控制施工安全、质量的重要举措。在一般的隧道施工中，借助于监控量测技术，可以基于隧道超前地质预报，确保支护结构体系的稳定性，节省成本支出，提供给施工变更基本的参考依据，并有效提升施工速度。为此，本文结合某高速公路隧道项目工程，对高速公路隧道施工监控量测技术的重要作用及实践应用进行了研究，仅供参考。

【关键词】隧道施工；高速公路；监控量测技术

当前，在高速公路隧道中，监控量测技术在现场施工中正在不断推广应用[1]。基于对隧道的监控量测，能够超前预测预报四周岩土地质的变化状况，并优化指导施工，防止在隧道施工环节出现重大安全事故，进而保障了隧道施工安全，让后续的施工更为经济合理，并延长高速公路隧道的实际使用寿命。

一、高速公路隧道施工监控量测技术的重要作用

首先，体现决策科学性，保障施工质量。在高速公路隧道工程中，存在恒定的原受力，但在不断推进开挖工作的过程中，却会造成结构体现出现程度各异的变化，为了控制结构体系的稳定性，则应适当加固以稳定支护结构，并基于衬砌结构处理应力变化情况。基于监控量测技术，可以通过隧道超前地质预报，提供给施工单位准确的数据，为做好支护与加固提供数据支撑，并控制复杂多变的受力情况，保障施工质量水平。其次，结合动态化监测过程，做到安全施工。与普通地面工程不一样的是，在隧道结构上往往存在着更为复杂多变的受力情况，并且外力大小也会有所变化[2]。而基于监控量测技术，则可明确隧道结构体系受力情况，及时采取应对措施，维护隧道施工稳定，防止出现安全事故。在监控量测技术下，可以准确地测量整个隧道中的岩体地质结构，按测量结果分析整个岩体的实际受力情况，再有效加固可以控制岩体稳定性，充分规避安全事故。

二、高速公路隧道施工监控量测技术应用

在某高速公路隧道工程中，左、右线桩号依次是ZK190+780—ZK191+275、YK190+803—YK191+303，长度依次是495m、500m，整个隧道横穿过一山梁。其中，最大埋深位于右线，且深40m。在右线进、出洞口设计标高依次是1310m、1324m，实际地面高程1280～1397m。在该隧道施工中，应用了监控量测技术。

1、布设监测控制网

一般高速公路隧道均涉及大量的量测工作内容，为了最优化监控量测效果，则需要科学布设监测控制网[3]。考虑到高速公路隧道现场地质地形环境条件往往很复杂，在实际布设监测控制网时宜注意多方面的问题。唯有布设好各个监测点，方才可以辅助达到施工目标。在隧道施工环节监测中，通常会明确支护体系应力等的状态，并在布设控制网时严格落实各项要求。按本隧道的情况，布设以下监测网：

（1）隧道拱顶下沉、四周位移：每间隔10～20m在Ⅴ、Ⅳ围岩上布设断面一个；每间隔50m在Ⅱ、Ⅲ级围岩上布设断面一个；（2）工程地表下沉：每间隔5～50m在洞口、浅埋段布设断面一个。

2、技术应用要点

（1）采集数据

在布设完断面测点后，就可通过监测仪器、仪表等来采集现场数据。其中，需读、记数据，设置观测初始值，并记录好施工情形、监测日期与时间等[4]。就采集过来的数据，专业人员应传输至电脑中并加以分析，考虑到现场监测往往会和隧道施工相互干扰，故需配合好。各项监测需持续到进一步稳定变形后的15～20d后，如情况特殊还需继续延长。

（2）控制监测频率

在高速公路监测中，频率属于很重要的一大检测指标，不一样监测内容也具有不一样的监测频率，需按需求定好频率。如项目变化累计约为预警值或以上，需增大监测频率，若在隧道施工中发生事故等而增大监测项目改变速率，则应连续监测，一直至解除安全风险后才能恢复正常。

3、布设监测点的方法和注意事项

（1）监测地表沉降

通过监测地表沉降，是为了在尽量避免隧道施工中出现地表沉降问题，以控制施工质量。结合地表沉降监测，能够在开挖隧道中了解开挖引起土体沉降的情形，并从数据上支持隧道开挖。在监测地表沉降中，常用精度高的精密水准仪，在实际的监测中需要注意以下事项：

第一，专业人员需要按监测要求埋设好基点，具体可选在出现沉降范围外的地方加以埋设，并让基点埋设处切实正确、数量切实合理。然后，施工人员需在地表钻孔、埋设沉降测点，如埋设达标则需以水泥砂浆往孔的四周填塞。第二，通过精密水准仪监控量测，结合基点、水准点联测，初步得出高程值，为控制监测数据信息的有效性，在具体监测时还控制应各项限差，以保障监测精度。

（2）监测拱顶沉降

通过监测工作，现场施工人员能够第一时间把握拱顶在通行车辆、施工建设扰动下出现的沉降变化以及扩挖单侧产生的拱顶沉降等，这些监测数据也可以充当施工参考依据。在本隧道施工中，主要会用精度高的精密水准监测仪。为准确监测，宜埋设好基点、沉降测点，具体的方法与地表沉降监测点的埋设方法很相似。

（3）监测锚杆拉力

在开挖隧道中，经常会遇到结构失稳问题，为了控制隧道施工的安全性，在现场施工中，则需要按现场隧道的地质地形环境条件分析结果来规划出最好的支护方案。在本工程中采取的是锚杆支护方法，在监控量测中，特别需要监测锚杆拉力。按实践经验可知，锚杆受力情况体现了支护结构体现的土体压力，考虑到该施工特点，需要现场工作人员原位监测锚杆的实际受力状态，在得出监测数据信息及分析结果以后，便可明确把握支护结构体系上的土体压力分布特点，从而从源头上改善隧道支护系统，并设计好隧道支护结构。对于锚杆张拉锁定及施工全程受力监测极为重要，为了得出全方位、准确的监测数据结果，则应以拉拔器或者锚杆测力计充当监测工具。在以上监测中，宜注意以下事项：

第一，每间隔10m选定断面一个，并且在所选的断面上布设至少3根的锚杆，注意控制好锚孔处、方向、孔径，待完成锚孔钻设工作且与要求相符后，以压缩空气清理完钻孔中的残渣，并转边往钻孔输送钻杆，严查锚孔的通畅性、平直度达到施工标准与否，若很难达到要求，则立刻重钻。第二，经质检合格的锚孔，直接插入锚头，并装设好附件，在注浆前，及时排出钻孔中的气体，再展开注浆工作，并严控好压力。第三，在完成锚杆施工任务后，通过数据采集装置采集数据，并用机械法量得锚杆的长。

三、结语

总之，在高速公路隧道施工中，结合实际的情况，选用适宜的监控量测技术，能够做到规避安全事故、保障施工质量。在具体的监控量测中，需要有效监测围岩位移状况、初期支护结构在后续使用中的变形大小，并汇总、记录量测中的各种数据信息，形成隧道超前地质预报，以方便后续项目的施工作业，大幅提升隧道施工安全，降低资金投入支出。

参考文献

[1]吴建新,张宇.软岩长大公路隧道工程施工监控量测技术应用[J].建筑技术开发,2022,49(01):87-90.

[2]王玉林.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].散装水泥,2019(02):41-42+50.

[3]何雄刚.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].北方交通,2018(11):89-91.

[4]陈英平.厦沙高速公路戴云山隧道施工及监控量测技术研究[J].福建交通科技,2016(03):87-89.

[5]文碧.隧道工程建筑动态监管系统研究——监控量测技术在高速公路中的应用[J].华东科技（综合）,2020,00(08):1-2.