公路隧道施工中的現場監控量測技術研究

（甘肅順達路橋建設有限公司，甘肅蘭州73000）

在公路工程體系中，隧道工程屬于重要組成部分，受地質因素、人為因素、環境因素影響，會出現一些安全事故，威脅施工人員的生命財產安全。在公路隧道工程作業期間，會使用現場監控量測技術對作業區域基礎情況進行監督，及時擬定合理的支護、排水措施，提高作業環境的安全性，降低安全事故的發生概率。

1 現場監控量測技術的應用價值

隧道工程具有復雜性、隱秘性、不可測量性等多種特征，隧道開發存在不可預見性等諸多問題。不良地質環境會增加技術人員施工難度，會造成隧道坍方、突水等情況，威脅施工人員造成生命安全，影響施工正常運行，延誤工期。

隨著監控量測的熟練應用，預測隧道工程中存在的問題，確定設計方案。監控量測在我國公路隧道中的應用較為重要，需要在技術應用前期做好技術梳理工作，嚴格按照方案中標注內容展開工作，提升量測技術的應用效果。

2 現場監控量測技術的應用要點

2.1 監測斷面的合理選擇

在現場監控量測技術應用期間，應做好監測斷面的選擇工作，以確保技術應用的價值。

（1）確保監測斷面的代表性，基于以往的技術應用經驗，選擇監測斷面主要以典型斷面為主，此類斷面地質穩定性較差、圍巖形變量較大、圍巖存在較為明顯變化、易威脅隧道工程作業，需要在此處布設監測點，提高監測結果的可靠性。

（2）所選斷面層結構應不干擾正常作業，且監測點位置應具備順利監測的便利條件，可方便監測點的布設，為后續監測工作的順利開展奠定基礎。

2.2 監測點的合理分布

（2）控制監測位置和監測點間距，隧道工程設置的監測點位置應包括拱頂、拱腰、起拱線等位置，其中拱腰和起拱線上設置的監測點較多，間距控制在2.0～3.0 m，同時做好監測點的標記和保護工作。如果施工毀壞了已有監測點，可通過引測重新設置監測點，以確保監測結果的可靠性。

2.3 明確具體的監測內容

2.3.1 地質及支護狀態

在公路隧道工程監測的過程中，應先監測地質及支護狀態情況，可為后續作業工程的有序進行奠定基礎。在隧道開挖過程中，每間隔相應的開挖深度便需要對圍巖變化情況進行一次統籌檢查。明確掌子面周圍圍巖的基礎性質、節理發育狀態，采集相應的檢測數據。若掌子面圍巖參數和設計圖紙中參數相差較大時，應暫停開挖，并將情況匯報到上級單位，待綜合評價后選擇繼續作業或調整施工參數，確保施工過程的安全性。在監測過程中應做好支護結構使用情況的監測工作，若發現形變量較大的支護結構，需要分析結果形變原因，如頂層擠壓、機械碰撞等，并采用相對應措施對其進行處理，提高隧道工程作業環境的安全性。

2.3.2 地表下沉情況

在隧道工程施工過程中，會卸載土層應力，在應力重新恢復穩定狀態時，會對地表產生擠壓力，導致地表出現下沉的趨勢，是監測技術應用期間需要重點關注的監測內容。

在具體實踐操作中，主要監測范圍位于隧道開挖的掌子面附近，開挖前采集初始地表數據，便于后續開展分析工作。在初期開挖過程中，數據采集頻率相對較高，待其支護措施完成后，采集頻率可以適當降低，對采集的數據進行統一匯總整理，得到可靠的分析結果。根據數據分析結果可對區域地表沉降量、沉降速度等內容進行了解，同時可以討論沉降情況和工作推進間的相關性，以評估隧道開挖范圍內覆蓋層的穩定性，以便于相應處理措施的順利擬定。

2.3.3 周邊位移及拱頂下沉情況

又一聲簫音，比剛才稍稍清晰一些。聽得出，這是在調簫。簫不是琴瑟之類的弦樂，本不需要仔細測試弦的松緊，反復調試音之高低。但簫是讓人靜心的樂器，調音的過程，其實是讓演奏者心神凝聚的過程，馬虎不得。一個長音，又一個長音，含蓄，委婉，讓吹簫人內心安定下來，像一泓秋水，同時定好基調，然后才能如行云流水，自如演奏。

在隧道工程作業過程中，應重視周邊位移和拱頂下沉情況的監測工作，采集的數據信息可輔助工作人員完成隧道工程支護結構穩定性評估。根據評估結果進行工程設計參數的調整，明確二次襯砌的具體作業時間，使作業工程可按照既定工序順利進行施工。

在前期監測點布置的過程中，周邊位移和拱頂下沉量測應布置在同一斷面，間距應根據周邊圍巖的具體等級和穩定性進行確定。某公路隧道工程圍巖等級為Ⅴ級，在布置監測點時，各監測點的間距應控制在20 m。采集監測數據時如果出現圍巖形變量較大的情況，需要將間距縮短至10～15 m，以確保采集數據的完整性、有效性。

2.4 量測階段及頻率確定

在測量過程中，其內容可以細分為3個時間段，可采用分段控制的方法完成數據采集。劃分的三個時間段分別為上臺階支護系統王成后→下臺階支護系統完成、下臺階支護系統完成后→仰拱結構封閉施工、仰拱結構封閉施工完成后→防水板施工前。

在監測過程中，會對各節點位置的絕對高程數值進行測量，測定施工前后監測點位移情況，明確作業對工程施工帶來的影響。在監測過程中，監測頻率應隨著開挖情況進行調整，洞內干擾性相對較小時，監測頻率應保持1 次/d，洞內干擾性相對較大時，監測頻率需要調整到2～3 次/d，直到洞內作業情況恢復到安全狀態后，可以恢復到最初的監測頻率，提升監測數據的實用性。

2.5 監測數據整理

完成數據采集后，工作流程進入數據整理階段，在具體工作過程中，需要對多項參數內容進行計算，如位移速率、總位移量等。在對位移速率進行計算時，可以根據采集的數據信息羅列回歸方程，得到位移參數和時間參數間的函數關系。可借助繪制的函數曲線，代表各類數據信息的分布規律，推算出變量的變化速率和極限數值，提升數據分析結果的可靠性。除此之外，還可以利用指數函數、對數函數、和雙曲線函數輔助完成數據分析工作，提高數據分析結果的直觀性。

得到需要的分析數據后，需要挖掘潛在價值數據，對分析后的數據信息進行統一存儲，標記相應關鍵詞信息，以便后續數據順利提取。

3 現場監控量測技術應用時的注意事項

3.1 擬定合理的監測計劃

通過擬定合理監測計劃，有利于各項工作的順利開展，提升采集數據的合規性。

（1）在具體實施過程中，應加強現場基礎參數信息的采集工作，如隧道地質情況、地下水位置、外界環境情況、斷面所在位置等。對勘察的數據信息進行整理，匯總后篩選出有效數據，并將其融入監測計劃中，提升監測計劃內容的完整性。

（2）借助BIM技術對監測計劃中的內容進行模擬運行，校驗監測點位置、施工活動間的沖突性，避開施工活動位置，減少后續引測時的工作量，降低數據監測結果的誤差性。

（3）監測計劃內容應隨著隧道工程開展進度的深入及時進行調整，在調整監測計劃時，需要利用可靠的應用模型，優化調整后計劃內容的可行性，使其可具備更良好的指導意義，提升量測技術的使用價值[1]。

3.2 加強人員隊伍組建

通過加強人員隊伍組建，可提升監測數據的準確性，提高數據分析結果的使用價值。雖然目前監測工作的開展已實現了自動化，但需要高水平監測人員進行輔助工作，以降低數據分析結果的容錯率。

（1）需要提高組建隊伍門檻，篩選綜合能力強、責任心強、執行力強的監測人員，且監測隊伍的年齡結構應傾向于青年化。在新技術更新后，年輕的工作人員具備更強的學習能力，可縮減新技能的學習周期。

（2）在日常工作中需要做好監測人員培訓，以完善自身的學習體系，優化能力考核制度。工作人員競爭上崗，對不滿足要求的人員進行調崗，借此提高監測人員對工作的重視程度[2]。

（3）建立相應的責任管理制度，明確監測人員的具體工作內容和承擔責任，待出現問題后可根據責任管理制度進行人員的追責，督促監測人員按要求完成工作，減少人為因素帶來的負面影響。

3.3 做好數據存儲工作

通過做好數據存儲工作，可為后續數據信息的提取提供便利，提升監測數據的應用價值。現階段，信息技術、大數據技術的應用優勢不斷凸顯，可利用這些技術搭建數據存儲平臺，儲存監測數據。

建立數據庫時可將監測時間、監測點編號作為數據分類依據，數據存儲時會挖掘數據的潛在價值，挖掘出的數據信息會單獨存儲到某一數據庫中。在數據存儲前應做好數據篩選工作，剔除重復或錯誤數據，以確保數據庫的應用價值。

4 結語

綜上所述，擬定合理的監測計劃，有利于各項工作的順利開展，加強人員隊伍組建，可提升監測數據的準確性，做好數據存儲工作，可為后續數據信息的提取提供便利。通過采取措施提升現場監控量測技術應用水平，可營造穩定的作業環境，降低安全隱患發生概率。