公路中隧道施工監測與安全探討

何宗松

摘要：近年來我國經濟呈現出快速發展勢途，為進一步加快地區間的經濟交流，公路修建的速度逐漸加快。為節省行車距離和時間，隧道設計和施工是公路建設的關鍵點。下面圍繞隧道施工展開討論，對監測的必要性、現存監測問題進行詳細介紹，并針對不同項目檢測進行安全分析，最后總結目前隧道施工中存在的安全問題并提出解決措施。

關鍵詞：隧道監測;施工安全;解決措施

引言：

在公路建設中，隧道施工的難度較大。作為連接兩地之間的重要樞紐，隧道的存在是非常有必要的。為保證施工過程中周圍巖體保持相對穩定狀態，必須對施工現場全程監測，實時收集隧道掘進過程中，周圍山體的各項數據，及時做好支護工作，對隧道掘進的順利進行非常有利。目前我國的隧道監測工作已逐漸趨于完善，但在施工安全上仍需進一步完善。

一、必要性

隧道施工是20世紀八十年代傳入我國的，使用的施工理念是新奧法，即借助山體本身的結構特性，在其中尋找最佳位置挖掘隧道。再通過不同的支護措施保持巖體的穩定狀態不發生改變，將周圍巖體的自身承載力發揮到最大，從而在山體中挖掘出完整的隧道。監測作為隧道掘進過程中必不可少的步驟，其發揮的作用包括以下幾點：時刻測量周圍巖體的應力變化，捕捉其細微的位置變動，為支護結構的調整提供準確依據;山體處于實時動態監控之下，計算機系統將數據整合后，能夠預測可能發生的事故，及時通知施工人員做好防護措施;檢測數據進行存檔處理，為后期施工提供寶貴的資料，減少后期施工人員對支護系統進行調整時所做的工作量。

二、監測問題

（一）主體及地質素描

在傳統施工過程中，監測施工過程的主體是施工單位本身，這樣存在明顯弊端。很多施工單位為加快工期，監測標準一降再降，且監測部門不能公正履行自身職責，監測效果大打折扣。鑒于此種情況，監測主體必須進行更換，換成具有施工經驗、理論知識扎實的第三方機構，與施工方和業主方不存在任何關系。這樣才能保證監測過程的公平公正，施工現場的情況也能被客觀的展現出來。地質素描值得是施工前的勘測工作，即成立專業的勘測團隊，對山體內部結構、巖土性質等方面進行詳細勘察，綜合各項數據繪制出相對準確的勘測圖紙。這項工作是施工方常常會忽略的，還有的單位為減少成本也會省去勘測步驟，這對隧道工程質量的提高非常不利。

（二）預報、錨桿軸力

現階段隧道掘進的地質預報，通常是由雷達完成^[1]。與原來的純粹依靠人工預測相比有很大進步，但雷達預測也存在一定缺陷。其天線重量較大，在較為惡劣的工作條件下，雷達能夠覆蓋的面積非常有限。雷達掃視面被稱為掌子面，在有限的覆蓋面下，對掌子面地質情況的預測準確程度有所降低。作為穩固圍巖的主要設備，錨桿的布置位置在掌子面附近。錨桿很容易和雷達測線纏在一起，且掌子面需要進行爆破工作，這對錨桿的穩定性會產生較大影響。

（三）壓力及頻率

壓力指的是接觸壓力，圍巖和支護結構接觸時難免會產生相對壓力。施工過程中接觸斷面的布置位置，通常在周圍巖體穩定性較差的地方。此種情況下，掘進時極易產生超挖現象，這樣會為后期的支護工作造成一定難度，支護時的密實度很難達到標準要求。此時測得的接觸壓力會低于標準值，甚至壓力值會變成負值。頻率指的是檢測頻率，即對隧道內部的測量頻率，施工前期測量較為頻繁，監測頻率相對較高，后期頻率逐漸降低，但實際施工要求監測頻率需保持在穩定狀態。

三、項目監測安全分析

（一）監測注意事項

不同隧道的監測項目受外界環境的影響，例如埋深、跨度等。公路建設中，經常使用連拱隧道，此類型的隧道一般需要測量四個項目。測點、參考數據和量測頻率是項目中必須包含的量。連拱隧道每個拱道之間是相互影響的，為將影響降到最低，拱道同時進行掘進，掘進的同時需做好壓實土層、保證隔斷墻傾斜角度等工作。

（二）斷面、儀器位置

為提高監測結果的準確度，選擇時盡量選取能夠代表整個掘進線路巖體結構的斷面。按照圍巖結構、掘進深度等要求選擇多處斷面同時進行檢測，在空間上讓各個斷面形成網狀結構，將整個隧道囊括進來。斷面的尺寸要與隧道跨度相適應，且將斷面受力、變形等因素全面考慮到一起，進一步提升監測精確度。這里的儀器指的是監測儀器，盡量將其安置在隱蔽位置，且不受掘進機械的影響。同時將儀器和計算機相連，實時傳輸監測數據^[2]。

四、施工安全問題

（一）設計方面

公路跨越的地域較廣，各地區間的氣候、地質等條件都存在明顯差異，這在一定程度上加大設計難度。施工時負責設計和具體隧道掘進的部門并不是同一個單元。在各單元負責自身工作時，由于測量或誤判施工技術等問題，初步設計的施工方案可能和施工現場存在較大差距，即方案很難實施下去。若想施工順利進行，勢必會將設計變動，這樣就不能充分保證施工安全。

（二）管理制度

現階段我國的隧道施工，相關單位只是一味的加快施工進度，并未將安全問題重視起來，相應單位也沒有建立起比較完善的管理體系。除依靠全面設計外，還必須確保施工材料和施工技術的質量達到國家標準。在購買材料時，由于缺乏嚴格的控制，一些材料的質量存在問題。施工團隊在具體施工時，遇到問題不能利用科學的方法解決，大部分都是依靠經驗，安全得不到保證且施工質量低下。

（三）施工工藝

機械化水平急需提高^[3]。目前，我國公路隧道施工機械化水平較高，但少數施工環節仍然依賴傳統的施工方式，如：爆破空心連桿和系統螺栓鉆桿通過傳統方式構造，爆破范圍經常發生得太大或太小。鉆孔深度太深或太淺，二次爆破對周圍巖石和初始支護造成大的干擾，從而降低施工過程的安全性。

五、改善措施

（一）完善設計

設計前需要做好對施工山體的相關勘測工作，對當地氣候、地形特征等多方面因素進行考察。全面了解施工現場的巖層結構和地下水分布應確保調查過程中調查方法的準確性。然后，根據詳細的勘測數據，有針對性的設計施工方案，設計需要多個團隊同時進行，多套方案放在一起進行對比，最后選擇最科學、最合理的方案。

（二）健全制度

嚴格控制材料質量。材料質量是工程質量的重要保證。完善制度包括以下幾點：按照設計圖紙，對需要的材料進行統計，并將其價格進行預算;在采購時，應對材料制造商和外觀證書進行詳細審查;在材料進入現場之前，應在試驗室中測試所購材料質量;嚴格控制材料的進入，并在進入現場時檢查材料的質量。加強施工過程監管。施工前，組建專業的工程監理團隊。

（三）改善工藝

合適的工藝能夠使隧道掘進起到事半功倍的效果，尤其是在爆破和鉆井階段，在經濟條件允許的情況下，盡量采用比較先進的爆破和鉆井技術，并精密計算相關參數。為保證掘進安全，支護工藝需要注意以下幾點：合理布置錨桿位置，并控制其數量;澆筑時對稱進行，模板小車以十米左右為宜，小車不能偏置;在保證澆筑質量的前提下，加快澆筑速度^[4]。

六、結束語

綜上所述，是對公路隧道監測的相關介紹。首先對其重要性進行分析，其次總結現存的監測問題并提出注意事項，接著闡述目前隧道施工中存在的安全問題，針對問題提出改進策略。由此可見隧道掘進期間，必須進行全程監測，且需做好安全防范措施，在保證山體安全的同時有效提升工程質量。

參考文獻

[1]崔韞鑫.高速公路隧道安全施工關鍵技術研究[D].河北工業大學，2014.

[2]李艷軍.隧道支護優化分析及施工監測技術[D].河北工業大學，2014.

[3]崔寶紅.高速公路隧道施工技術及控制要點分析[J].城市建設理論研究（電子版），2016，（14）.

[4]李忠.對公路隧道施工安全管理技術的探討[J].建筑工程技術與設計，2016，（10）.

（作者單位：中交一公局廈門工程有限公司）