淺論隧道施工監控量測技術

秦磊慧

山西交控集團有限公司太原高速公路分公司 山西太原 030001

1 量測目的

實施隧道施工監控量測的主要目的就是為了實時了解圍巖在施工中的動態變化情況，避免圍巖出現較大的變形。明確隧道支護結構的支護效果情況，針對支護情況變化，采取相應的措施，保證施工的安全。為隧道施工設計的不斷優化提供行之有效的依據，保證隧道施工質量。

2 量測項目

2.1 隧道圍巖變形量測

通過對隧道變形收斂量的測量，包括間隙收斂量的測量、拱頂沉降量的測量和圍巖內部位移量的測量，對隧道的穩定狀態進行監測，對隧道變形特征進行評價。

2.2 應力-應變量測

采用應變儀、應力箱、測力儀等對鋼拱架、格柵支架、螺栓、襯砌等進行應力、變形監測，對支護效果進行檢測和評價[1]。

2.3 圍巖穩定性和支護效果分析

通過對實測資料的整理和回歸分析，找出其內在規律，評價圍巖穩定性和支護效果。然后采用位移反分析法反求圍巖初始應力場和圍巖綜合物性參數，并與實際結果進行對比驗證。

3 工程地質及支護情況觀察

觀察內容：隧道開挖后，開挖面及周邊區域的自穩定性、地質及巖石情況，對圍巖進行分類檢查，繪制地質示意圖，初步支護(錨噴支護、鋼支架)結構狀態是否破壞。開挖工作面的觀察，在每次爆破后都要進行，特別是軟弱圍巖條件下，開挖后立即進行地質調查，若遇特殊不穩定情況時，派專人進行不間斷觀察。觀察后做好記錄，并整理保存[2]。

4 隧道凈空收斂量測

間隙變化測量和拱頂沉降測量原則上在同一斷面上進行。實測斷面間距與隧道長度、圍巖條件、開挖方法等因素有關。

4.1 凈空量測測點布置

凈空變化測量基線在橫截面上的布置如圖所示。一般情況下，埋深小于開挖寬度2倍的斷面應設置2條水平基準線，有膨脹或偏壓的斷面應設置4條水平基準線。

4.2 量測要點

間隙定位器的短桿固定在兩個測量點的巖體中。根據圍巖條件確定測量區間。測量精度：小位移時一般為0.1mm，大位移時一般為1mm。

5 拱頂下沉量測

拱頂下沉測量點一般布置在拱內、拱腰兩側，每節布置三個測量點。當暴露于通風管道或其他障礙物時，可以適當移動它們。根據圍巖條件和工程重要性，每段設置2-5個測點。

6 隧道鋼拱架的應力～應變量測

利用具有屈服強度的應力箱對隧道鋼拱的應力應變進行了測試。應力箱置于鋼拱架底板下。測量襯砌混凝土中的應力，在測量截面上布置幾對應力箱(一個徑向應力箱，一個切向應力箱)，然后集中測量管道讀數。通過在錨桿上放置壓力箱，形成膨脹墊圈，可以直接測量錨桿的應力和應變，可以直接測量巖體的應力增量。

7 量測頻率和結束量測的時間

（1）測量頻率主要根據位移率和測點與開挖面的距離確定。一般根據表選擇測量頻率，即構件嵌入的初始測試頻率為1-3次/天。隨著圍巖的穩定，可以降低測量頻率。（2）結束量測的時間，當圍巖達到基本穩定時，以1/3天為頻率測量2周。如果沒有明顯的變形，可以完成測量。

8 施工檢測管理

施工檢測管理流程見圖，將監測的結果必須盡快地反饋到施工和設計中去。施工檢測采用的機械和電子儀器，必須確保具有良好的使用狀態。測試前做好基礎準備工作，其具體包含以下幾個方面的內容：一是檢查儀表設備是否安裝完好，如果發現儀表存在問題要進行的進行更換和維護；二是檢查測點位置是否準確，有沒有出現松動或者是而人為損壞的不良狀況，在確認測點位置準確無誤之后，可以實施測試工作，但是如果出現異常情況，則必須要及時調整；三是做好測試記錄工作，檢查記錄數據，保持記錄的準確性，如果記錄數據存在較大誤差，則需將異常現象告知給現場負責人[3]。

9 位移速率標準

當頂空變化每天大于1mm時，認為圍巖處于快速變形階段，加強支護和觀測。當凈空高度每天變化0.2-1.0mm時，認為圍巖處于緩慢變形階段，說明圍巖正朝著穩定方向發展。當頂空日變化值小于0.2mm時，認為圍巖基本穩定。

9.1 量測資料的整理

表1 隧道現場監控量測項目及量測方法

量測資料是后期施工竣工驗收的重要資料，因此針對每次收集到的量測資料，必須要認真的進行檢查、審核和計量。在每次測量技術之后，做好資料收集整理工作，分析資料中的數據變化規律，針對資料數據的異常要及時的處理。