雙向八車道小凈距公路隧道監控量測分析

高磊

摘 ? ?要：隨著技術生產力的提升，各地區被四通八達的道路連接起來，而隧道也在其中扮演了重要的角色。在隧道挖掘建設的過程中，對于山體以及施工現場的量測監控是非常重要的。這是保障施工過程以及后續通車安全性的必要措施，必須得到施工建設人員的重視。本文敘述了小凈距公路隧道的特點及監控測量的方式，提出小凈距公路隧道的監測方案，并從多個方面分析了什么樣的監測結果會有什么樣的含義，從側面反饋出一些優選的施工方案，希望可以對小凈距公路隧道的施工過程有所幫助。

關鍵詞：小凈距;公路隧道;監控量測

1 ?引言

隧道的施工建設是一件非常危險的事情，需要施工人員的格外小心，也需要建設者在整個的施工過程中都能夠做好安全防控工作，保證整個工程的順利進行。量測監控是保障施工現場安全的一種有效措施。尤其是在雙向八車道小凈距公路隧道的建設中，小凈距公路建設的工藝本就已經復雜萬分，而雙向八車道的小凈距公路隧道在國內更是罕見。整個施工過程中牽涉到的環節步驟，人力物力相當之多，做好隧道的量測監控工作就是在對這么多的資源投入負責，更是對生命的一種敬畏，值得認真對待。

2 ?雙向八車道小凈距公路隧道

雙向八車道小凈距公路隧道的主要點其實是在小凈距隧道上。小凈距隧道是一種特殊的隧道，它的主要特征是其上下行隧道之間的最小凈距離小于施工設計的建議值[1]。這種情況一般都是由于外部的山體因素導致的，最初是人們在迫不得已的情況下的一種選擇，但時至今日，小凈距隧道在投資與施工技術上的優勢已經使得這種結構的隧道建設越來越受到歡迎。小凈距隧道對于特殊地形的隧道建設有著不可估量的價值，同時，對于國家公路建設的規劃有著不小的推動作用。

3 ?隧道監控量測

隧道的監控量測是在隧道的施工過程中進行的，監測人員使用各種監控測量儀器對隧道的各項數據進行量測。然后通過對這些數據的分析來得出隧道施工對周圍環境會產生怎樣的影響，隧道周圍的巖石是否足夠穩定，以及隧道支護工作是否處于良好的工作狀態中。隧道的監控量測有很多的方法，其中用的比較多的是新奧法。這種量測方式是和隧道的施工過程同步進行的，可以同時監測隧道的圍巖和支護結構的穩定性，是隧道建設中非常重要的一部分。

4 ?小凈距隧道監測具體方式

隧道的監測是以隧道工程的斷面作為監測對象的，在隧道斷面上布置監測設備的時候，要綜合考慮隧道相關的地質情況，根據理論知識與監測人員的經驗來進行判斷，選擇出最合理的布局并制定好相關的監測方案。監測方案的設計要符合一系列的相關原則，同時，為了更詳細地掌握小凈距隧道在施工過程中其各級圍巖的穩定性，除了在隧道的幾個代表性位置布置監測斷面之外，還應該布置有若干的輔助性監測斷面，使得監測數據更加詳盡，讓監測者可以對隧道圍巖的狀況有更加精準的判斷。

5 ?小凈距監測數據項分析

監測者在隧道中布置好監測斷面之后，就可以靜靜等待監測數據的采集了。采集的時間段由監測者根據需求自行選擇。在通過監測設備采集到相關數據之后，檢測者就可以著手進行數據的分析，對隧道圍巖以及支護結構狀況進行判斷了。在對這些數據進行分析的過程中，其主要的分析內容有地表沉降，拱頂下沉及洞內周收斂，圍巖內部位移，錨桿軸力以及圍巖與初期支護壓力等。通過這些內容的分析可以對施工的進度，安全性以及施工工藝的優劣有一個更精確的認識，方便施工者進行及時地調整。

5.1 ?地表沉降

地表沉降是一種地表下沉現象，這是因為隧道在挖掘過程中開挖面的圍巖擠出，圍巖和支護因為地下水位下降發生固結，以及軟弱支護結構下沉等原因造成的[2]。地表沉降在隧道挖掘過程中是不可避免的，但對其沉降量最好是控制在一個范圍之內。將同一期內的各個觀測位置的有關于沉降量的觀測信息在地形圖上標識出來，繪制沉降曲線，根據沉降曲線的走勢來分析沉降量是否可控，以及施工工藝是否合理。對于有些觀測斷面，還需要繪制沉降量隨時間推移發生變化的關系曲線。若曲線變化逐漸趨于平穩，則表示施工進展順利，暫時不會有突發狀況，而當前的施工方式也是可行的。

5.2 ?拱頂下沉及洞周邊收斂

隧道施工過程中，由于挖掘原因使得山體的應力發生改變，從而導致隧道周圍的巖石發生收斂狀況。拱頂下沉及洞周邊收斂監測數據能夠直觀地表示出這種收斂狀況的大與小。一般來說收斂變化值是在一定的范圍內的，若超過某個特定的數值，就會比較容易發生山體塌方現象，為隧道施工的安全帶來隱患。將各監測點的收斂數據收集起來并繪制相關曲線，就可對拱頂下沉與洞周收斂在施工過程中的趨勢有所預估。當然，收斂數據越小，曲線變化越平穩，則表示施工的狀態越好。收斂數據受到地質，隧道斷面，挖掘面積以及支護結構等多個因素的影響。支護結構越穩定，地質條件相對較好，挖掘斷面相對較小，則隧道圍巖的變形就越小，就越有利于施工的進行。

5.3 ?圍巖內部位移

圍巖內部位移指的是圍巖內部的兩點之間的相對位移，位移量的大小能夠反饋圍巖的穩定情況[3]。圍巖內部位移與洞周收斂數據有一定的相關性，是對前者的進一步補充。圍巖內部位移測量一般使用鉆孔位移計進行量測工作。對于監測到的結果進行分析時，可先根據監測數據繪制位移-深度關系曲線以及位移-時間關系曲線。若圖像表明相鄰的兩個監測點之間的位移突然發生變化，則說明兩者之間極有可能存在松弛圍巖界面，在進行支護結構的架設的時候，要盡量讓錨桿長度超過這個點。

5.4 ?錨桿軸力

錨桿軸力的監測主要是為了通過對錨桿受力以及軸力大小的了解來判斷錨桿的支護效果，分析錨桿的選用是否能夠滿足隧道施工的需求。同時，這些數據對于錨桿的布置間距也有著指導性的作用。理論上來說，軸力大小從施工的隧道邊緣向著圍巖的內部逐漸呈減小趨勢，這說明隧道施工對于山體的影響是呈現向著外部的減弱趨勢的。另外，當軸桿軸力數據普遍比較小且遠遠小于軸桿的極限應力的時候，則是在表明在隧道施工過程中所采取的支護措施是恰當的，能夠起到比較好的支護效果。

5.5 ?圍巖與初期支護壓力

圍巖與初期支護壓力的大小以及其分布規律，能夠幫助檢測者分析支護的受力情況以及支護結構的初期支護效果。對于圍巖以及初期支護壓力的量測主要依靠埋設的壓力傳感器來實現。從壓力傳感器反饋回的數據可繪制為圍巖與初期支護壓力分布圖以及圍巖與初期支護壓力時程曲線。前者反應的是監測位置總體上的壓力值以及壓力值有無變化。后者則表示的是壓力值隨著時間變化的趨勢。一般來講，若總體壓力值較小，則表明支護施工的過程是順利的。而后面壓力值發生變化，則是因為后期的施工操作影響到了支護結構與圍巖的接觸，這種變化是正常的，隨著襯砌施工的完成，這種變化就會逐漸趨于穩定。

6 ?結束語

雙向八車道小凈距公路隧道的建設是一個工程浩大的項目，對于國家公路的線型規劃有著深遠的意義。為了不浪費其在建設過程中消耗的龐大資源，讓整個項目的進程更加順利。建設者一定要利用好隧道監控測量帶來的信息數據，從這些數據中精確汲取到自己所需的與隧道狀態相關的內容。及時發現隧道施工過程中遇到的問題，調整相關施工工藝，在把控好隧道施工建設的總體走向的同時做好施工安全的防范措施，幫助隧道建設的最終結果更加符合項目最初的預期，實現隧道建設與隧道使用的雙贏。

參考文獻：

[1] 甄衛剛，劉淑紅，王自豪.小凈距公路隧道開挖圍巖變形的數值模擬[J].筑路機械與施工機械化，2019（8）.

[2] 隋濤.小凈距曲線盾構隧道的三維數值模擬分析[J].特種結構，2019（1）：21～24.