隧道施工監控測量

黃銀豪

(重慶交通大學土木建筑學院，重慶 400074)

1.監控測量的作用

由于隧道工程本身的多異性、不均勻性和偶然性等特點，每項工程都有自己的獨特性，只有在施工過程中結合監控測量，時刻了解圍巖的動態，及時變更設計和指導施工，才能使隧道的設計更加經濟合理。監控測量能提供對施工工藝、設計參數以及圍巖和支護結構的受力、變形特性的合理性的判斷的可靠根據，對隧道的成功建設有重要作用。

通過監控測量，可判斷施工工藝的可行性，提出更加合理的施工方法，達到隧道施工動態控制，以便安全施工、降低造價的。同時，通過選擇項目量測，對隧道支護參數合理性進行分析判斷，為支護參數的調整提供可靠依據。

2.測量要點

(1)盡快布置測點。在隧道開挖時，掌子面周圍影響最大范圍為二倍洞徑。為了早測取圍巖初始階段的變形，測點要靠近掌子面埋設，早測量。測點布設一般距離掌子面不大于2m，開挖后12h(最大不超過24h)內測取初值;(2)要以最快速度測量，爭取費時最少;(3)元件在埋設后能長期有效工作，并且應具有足夠的精度、較好的抗震能力;(4)測試結果要在合理誤差范圍內，不能出現錯誤。

3.監控測量內容及方法

監控測量項目包括必測項目和選測項目，必測項目是為了保證施工過程中的圍巖穩定和施工安全而進行的經常性工作，操作簡便，布設斷面多，測量結果可靠，對監視圍巖穩定，指導設計施工有巨大的作用，主要包括:對地質、支護情況直接觀察，周邊位移、拱頂下沉及地表下沉測量。選測項目是對必測項目的補充，對特殊地段、危險地段或有代表性的地段進行測量，更深入地掌握圍巖狀態和支護效果，對支護實施有效控制，作出評價，對未開挖段提供參考信息，以便未來設計和施工參考。選測項目埋設比較復雜，項目較多、時間長、費用大，主要包括包括:圍巖與初期支護、初期支護與二次襯砌間接觸壓力量測，錨桿軸力量測，圍巖內部位移量測、鋼支撐內力量測、噴射混凝土以及二次襯砌混凝土內應力量測等。另外，必要時還要監測孔隙水壓力、流量測試，溫度監測，圍巖凍脹力監測等。

注:b隧道開挖寬度，h隧道埋深

4.監控測量斷面及測點布置

必測項目測量間距一般為5－50m，視具體情況而定。洞口和特殊圍巖地段一般小于20m，選測項目應視需要而定，可在有代表性地段選取若斷面測量。地質條件差或重要工程，應加密布點。地表下沉測量在縱向方向上在掌子面前后 (1～2)(h+h0)，在橫向方向上延伸至隧道中線兩側 (1～2)(b/2+h+h0)(注:b為隧道開挖寬度，h為隧道開挖高度，h0為隧道埋深)，測點間距大約在2～5m之間為宜，有必要時根據實際環境和地質條件調整。選測項目中，一個斷面一般布設3～5個多點位移計，多點位移計位置要緊挨著周邊位移測點，一般布設3～7個測點測量錨桿軸力、接觸壓力，測點要盡量布置在靠近實際錨桿的位置，方便數據之間互相驗證。在測定圍巖松動區范圍時，一般情況需要設置不少于三對測孔。

5.測量頻率確定

主要根據位移速度和測量斷面距掌子面的距離來確定周邊位移和拱頂下沉量的測量頻率。測量頻率出現較大差異時，按測量頻率較高的作為測量頻率，施工狀況發生變動時，要增加測量頻率。選測項目測量頻率基本與必測項目相同。一般情況量在結構基本穩定2～3周后結束測量作業。對于膨脹性和擠壓性圍巖，在位移沒有減緩的情況下，應視情況加長量測時間。

6.施工監控測量計劃制定

應根據隧道的地質條件、地形條件、施工方法、支護類型和參數等條件由設計人員來制定施工監控測量計劃。測量計劃制定的是否合理，很大程度上決定了現場測量能否反饋于工程設計與施工，達到變更設計和指導施工。

計劃基本內容有:(1)監控測量的項目、方法和斷面位置選擇，主要有測點數量、位置、所用儀器和元件的選擇及精度的要求，測點埋設的時間要求等。(2)傳感器等各種元件的埋設設計，主要是埋設方式、步驟、工藝的選擇，與工程進度銜接等方面的設計。(3)測試元件的固定方式、結構和測試元件的其他附屬構件的設計。要保證測點位置正確，使測到的力和變形方向明確，防震以及引出線的布線方法，保證測試儀器對環境的要求。

7.施工監控測量的管理

隧道現場監控的測量任務應由施工單位或委托其他專業單位承擔，成立專門的測量小組，測量小組全權負責所有與測量監控相關作業以及負責儀器保養維修的工作，測量完畢后，及時對測量數據進行分析，并將測量信息和分析意見轉交于設計與施工方面，以便相關負責人作出正確的判斷，視情況優化設計指導施工。現場測量人員必須按照所制定的量測計劃認真實施測量作業，并做好與其他環節的緊密配合。所設各類測點和元件必須固定牢固，容易發現和辨別，不得隨意挪動和改變甚至破壞。

［1］王斌.公路隧道施工監測檢測技術及實踐［M］.北京交通大學出版社，2010

［2］范智杰.隧道施工與檢測技術 ［M］.人民交通出版社，2006

［3］吳從師，陽軍生.隧道施工監控量測與超前地質預報［M］.人民交通出版社，2012