探討輸水隧洞工程施工監控測量的目的及要求

彭健　劉陽秋

【摘要】在水里工程當中，引水隧洞施工可以說是整個工程最重要的步驟，為了確保引水隧洞工程能夠順利的展開，需要對各個方面的因素都進行慎重的考慮，才能夠保證隧洞施工的順利進行。

【關鍵詞】水利工程；引水隧洞

1、工程概況

本輸水隧洞工程劃全長3450m，隧洞斷面為2.3×2.7m，其中在隧洞主洞洞身SD1+492.917處設置支洞斜井長292.043m，隧洞斷面為2.7×2.5m，與主洞交匯處斷面為4.7×2.7m。施工分為平洞進口段、出口段兩個施工工作面，分別由2個隧洞施工隊承擔施工。平洞進出口各工作面同時施工開挖，并計劃每個工作面共掘進1725m。

2、施工過程中監控測量、地質預報

在施工過程中要加強監控量測。使用QT-81型球鉸式坑道周邊收斂儀，拱頂使用精密水平儀、水平尺、鋼尺和測釬，分別進行周邊位移、拱頂下沉和地質超前預報監控，由監測小組進行測點埋設，日常量測工作根據量測數據繪制凈空水平收斂圖，拱頂下沉距開挖工作面距離關系圖，并對初期時態曲線進行回歸分析，同時繪制地質描述圖，通過分析處理計算判斷，及時進行預報反饋，確保施工安全。

2.1 現場監測的目的及要求。現場監控量測是新奧法隧洞施工的核心技術之一，按照《水利水電地下工程錨噴支護施工技術規范》的要求，制定詳細的監控量測計劃，設專職量測組，進行監控量測，以量測資料為基礎及時修正支護系數，使支護參數與地層相適應并充分發揮圍巖的自承能力，圍巖與支護體系達到最佳狀態，達到確保工程質量、施工安全進度和節約投資的目的。結合本隧洞工程，量測具有以下作用：根據量測數據采取相應措施，正確的應用支護手段，保證隧道施工安全；根據圍巖的位移、變形及應力狀況，將觀測成果及時整理，并據此調整鉆爆參數及提出必要的安全支護措施，及時調整和修正支護參數；隧洞開挖后僅做噴錨支護，而且圍巖暴露時間長，故在隧道內特別是在一些斷層破裂帶進行監控量測和圍巖松弛測定，通過分析性能較真實地反映圍巖的變形和位移，并通過位移反分析，反推圍巖力學參數和原始應力；積累資料，為同類工程施工積累經驗，以利提高設計質量和施工技術水平。

2.2 洞內施工監控量測。施工監控量測是在隧洞開挖過程中，使用各種量測儀表和工具對圍巖變化情況和支護結構的工作狀態進行量測，并在洞門段依據量測結果確定襯砌施做時間。

2.2.1 各類圍巖量測項目與方法

2.2.2 監測項目分必測項目和選測項目。必測項目是用以判斷圍巖的變化情況和支護結構工作狀態的經常性量測。

2.2.3 測試要點

（1）洞內觀察：開挖工作面的觀察，在每個開挖面進行，特別是軟弱圍巖條件下，開挖后應立即進行地質調查，并繪出地質素描圖。若遇特殊不穩定情況時，應派專人進行不間斷觀察。

（2）圍巖位移量測：圍巖位移量測是在鉆孔中埋入單點或多點位移計以測試巖體內部各點的相對位移。圍巖位移量測斷面縱向間距一般為凈空變化量測斷面間距的3-5倍。

（3）B類量測項目主要用于驗證預設計的合理性和探討與支護襯砌的受力機理，作為A類量測的補充，用以調整和改變設計。B類量測宜在施工初期階段進行。

（4）凈空變化量測和拱頂下沉量測，應在同一斷面上進行。量測斷面的間距與隧洞長度、圍巖條件、開挖方法等多種因素有關。

2.3 測點布置和量測

2.3.1 凈空量測測點布置。

2.3.2 拱頂下沉測點布置。

2.3.3 圍巖位移和錨桿軸力量測。

2.3.4 量測頻率和結束量測的時間

2.3.5 洞內地質超前預測預報

（1）洞內地質超前預測預報程序

（2）地質和支護狀態觀察

（3）地質預測預報內容。對照勘測階段的地質資料，預報地質條件的變化情況及對施工的影響程度，隨工作面素描地質結構狀態；可能出現坍方、滑動影響施工時，預報其部位、形式、規模及發展趨勢，并提出處理措施；隧道將穿越不穩定巖層，較大斷層等特殊地段需改變施工方法或作應急措施時的預報；預報可能出現突然涌水地點，涌水量大小，地下水、泥砂含量及施工的影響；軟巖再現內鼓、片幫掉塊地段，預報對施工的影響程度，巖體突然開裂或原有裂隙逐漸加寬時，應預報其危害程度；在位移量測中發現圍巖變形速度加快時，預報對圍巖穩定性的影響程度；隧洞淺埋段地面下沉或工裂，預報對隧道穩定和施工的影響程度；洞口可能出現滑坡、墜石時、及時預報；預報由于施工不當，可能造成圍巖失穩及其改進措施；繪制全洞地質斷面、剖面的展開圖。

（4）地質預報預測方法。隧洞開挖面地質素描；巖體結構面調查；涌水量觀測；超前鉆探（XY-1、YQ100A型）；淺層地震法（HSP地質預報儀）；對地表水、地下水的調查。

（5）施工檢測管理。施工檢測結果應盡快地反饋到施工和設計中去，以指導施工。

（6）位移速率標準。當每天凈空變化大于1mm時，則認為圍巖處于急劇變形階段，加強支護，加強觀測；當每天凈空變化值在0.2-1.0mm之間時，則認為圍巖處于緩慢變形階段，表示圍巖向穩定方向發展；當每天凈空變化值小于0.2mm時，則認為圍巖基本穩定。

2.3.6 量測資料的整理

（1）對量測資料應認真檢查、審核和計算，每次量測結束后，應在二小時內進行資料整理工作。

（2）及時將資料填入有關圖表，使能了解數據反映的變化規律，便于各斷面和不同量測手段之間的對比。