高速公路隧道健康監測設計與應用

本文簡要介紹國內外高速路隧道健康監測系統的技術發展現狀，以實際工程為背景，并結合目前先進的隧道監測技術和分析技術，得出監測結果，為施工提供安全參考，為工程的優化設計提供依據。

1.高速路隧道健康監測現狀

高速路隧道健康監測的基本內涵是通過對隧道結構狀況的監控與評估，為隧道在自然條件下、施工條件下、加固條件下或運營狀況時發出預警信號，為隧道的施工維護維修和管理決策提供依據與指導。

近年來，通信網絡、信號處理、人工智能等技術的不斷發展加速了隧道監測系統的實用化進程。業界紛紛著手研究和開發各種靈活、高效、實用的監測方法或技術。高速公路隧道健康監測系統的部署和應用不單單具有重要的現實意義，還具有重要的研究價值。

2.工程概況

重慶江習高速公路五分部工程，起于柏林鎮青堰村，止于柏林鎮東勝村（與貴州交界處），全長8.723km，包括路基土石方、橋涵工程、隧道工程、互通工程、臨時工程等，主要建設內容為6座橋、1座互通（含收費站）、4座隧道以及6段路基，即青龍嘴大橋、葉家灣橋、生基灣大橋、舊屋基橋、天井壩橋、生基坪橋、張家巖隧道、代家坪隧道、石崗坪隧道、后槽頂隧道、東勝互通等。本文以代家坪隧道為背景，進行了健康監測設計與應用。

3.監測設計

根據可監控量測隧道的施工進度及技術文件要求，主要針對各隧道進行了地質及支護觀察、周邊收斂及拱頂下沉、超前地質預報等監測工作。

4.隧道施工監控量測

（1）超前地質預報

代家坪隧道進口左線K60+766～K60+796進行了超前地質預報分析，結論為：圍巖稍穩定，巖體稍完整，巖質較硬，節理裂隙發育，局部巖體破碎。建議施工中應及時支護，注意洞頂掉塊或滑塌。

（2）圍巖地質及支護狀況觀察

對代家坪隧道進口左線觀察，掌子面巖性以灰色砂巖為主，巖石中風化，較堅硬；巖體節理較發育，中～厚層狀結構，結構面較發育，結合較好，完整性較差，自穩性一般。

同時還對代家坪隧道進口左線支護進行觀察。進口左幅隧道開挖工作面穩定，未發現較大支護變形，初襯噴射混凝土較平整，后續支護有待進一步觀察。

（3）隧道滲水情況觀察

代家坪隧道左右線，未發現較大范圍滲水。

（4） 拱頂沉降及周邊收斂監測

通過監測發現左線K60+707、K60+717、K60+727、K60+737、K60+747斷面未穩定，各監測斷面監測數據無較大異常。其中K60+687、K60+697基本穩定。

結論

通過優化設計對隧道進口左線監測，發現拱頂部分穩定，進口周邊部分收斂，隧道基本穩定安全。隧道施工現場監測不僅能對圍巖和隧道支護結構的安全狀態做出科學的判斷；還為工程的優化設計、施工的安全保障及施工質量提供有效的依據；而且還能為新建類似的隧道工程積累借鑒經驗。

（作者單位：西安職業技術學院）

作者簡介：馮哲（1986-），漢，工作單位：西安職業技術學院，籍貫：陜西延安，論文研究方向：基坑穩定性。