高速公路隧道監控量測與實施

羅朝勇

(貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

本工程隧道為野鴨寨隧道，場區地處貴州高原西部高原山地地區之大方中山丘原區，為分離式長隧道。左幅起訖樁號為ZK6+147～ZK7+275，全長1 128 m，隧道最大埋深236 m；右幅起訖樁號YK6+153～YK7+285，全長1 132 m，隧道最大埋深228 m。左、右幅隧道平面線形進口端均位于直線上，左、右幅隧道平面線形出口端均位于圓曲線上，圓曲線半徑為1 260 m和1 310 m。隧道左、右幅線間距進口端約為18.83 m，出口端約為16.35 m。隧道下坡隧道，左、右幅縱坡坡度均為2.80%。隧道襯砌內輪廓采用半徑為5.55 m的單心圓，內輪廓設計高程距拱頂高度為7.1 m，凈寬11.1 m。受溶蝕、侵蝕和剝蝕影響，地形條件較復雜，屬中等切割侵蝕-剝蝕低中山地貌。場區地面標高介于1 476.9～1 767.9 m，相對高差291.0 m。

2 高速公路隧道監控量測基本內容

高速公路隧道監控量測基本內容如表1。

表1 隧道主要監控量測項目及儀器

3 拱頂沉降和收斂測量

拱頂沉降和收斂測量的量測布點是根據隧道施工監控量測及超前地質預報項目《技術文件》上的要求，在VI級圍巖必測量測斷面間距控制在10～15 m內，Ⅳ、Ⅴ級圍巖控制在10～30 m以內；在隧道進出口處設置監測斷面，根據前幾個斷面的監測實際數據情況，適當調整后續斷面的埋設距離，靈活調整測點布置間距。其中拱頂下沉每斷面為3個測點，周邊收斂每斷面為上下2條測線，Ⅱ、Ⅲ級圍巖量測斷面間距控制在30～50 m以內，其中拱頂每個斷面為一個測點，周邊收斂每斷面為1條測線，如Ⅳ、Ⅴ級圍巖的下測線布置。

4 監控量測管理規定及具體實施

施工前成立專門的量測小組，負責日常量測、數據處理和儀器保養維修工作，并及時將量測信息反饋給施工部門和設計單位。斷面測點布置好后通過各種監控量測儀器、儀表進行數據的采集工作。觀測時記錄測到可靠的初始值，且每個數據至少測讀了兩次，同時記錄當下的施工情況。監測頻率滿足工程監測工作實際需要，根據管理等級的不同而不同。當監測項目的累計變化值接近或超過報警值時，進行更為密集的監測頻率，每次量測后及時進行數據整理和數據分析，并繪制量測數據時態曲線和距離開挖面的距離圖，同時也根據地表下沉數值繪制沿隧道縱向和橫向變化量和變化速率曲線。

5 隧道入口監測結果分析

對于現場監測，相關資料文獻給出了一些分析方法，各種位移和變形分析常用的回歸分析方法和位移反分析方法。結合野鴨寨進口里程樁ZK6+147～ZK7+275和YK6+153～YK7+285兩段實測數據，兩種不同類型的曲線對安全施工有很大的幫助。

5.1 正態位移-時間變化

出口端里程樁YK7+275開挖后，先導隧道右上方首次開挖，長為5 m，由于入口圍巖大多較為脆弱，每日施工進度不足1 m。開挖初期，地表沉降變化較小，從本階段監測數值結果可以得出，野鴨寨隧道出口右線地表沉降YK7+275斷面速率最大值為-3.17 mm/d，出現在B3#測點上。隨著引水隧洞開挖右上方，隧洞中心線最近點變化增大，累計最大值為-31.32，出現在B4#測點上。右線周邊收斂速率最大值為-3.34 mm/d，出現在YK7+275斷面，累計最大值為-25.08 mm，出現在YK7+275斷面，拱頂沉降速率最大值為-3.05 mm/d，出現在YK7+275斷面，累計最大值-29.25 mm，出現在YK7+275斷面。

野鴨寨隧道右線周邊收斂與拱頂下沉YK7+275斷面已穩定，其余斷面均在變形中，各監測斷面變形均在可控范圍內。右導隧道開挖完成后，最大沉降量可達4 mm/d。根據監察組的建議，施工單位加強了混凝土的一級支護強度，并迅速完成了中隔墻一體化的焊接，使停工期階段和支護結構布置2 d后沉降得到緩解。

5.2 階段性施工建議

出口段出露圍巖為強～中風化薄～中厚層狀泥質灰巖，節理裂隙發育，巖體破碎，自穩能力差，溶蝕裂隙、溶槽、小溶洞發育，充填軟塑紅粘土。隧道變形量較大，開挖施工后易出現初支失穩的可能性。為保證隧道質量及施工安全，對下一步的施工提出以下建議。

(1)注意嚴格按設計方案要求進行施工，尤其嚴格控制超前支護施工；加強洞內襯砌支護、加強邊仰坡防護設計。

(2)加快仰拱施工進度，縮短安全步距。

(3)對拱頂溶洞發育段及圍巖破碎段，建議注意加強超前支護參數，并相應提高初期支護參數。

(4)采用弱爆破，短進尺開挖，開挖后盡快施作初期支護，拱頂及拱腰初支背后空腔部位進行注漿加固。

6 結 論

結合隧道工程現場監測數據，分析了地表沉降、收斂和拱頂沉降測量值的位移時間變化。監測測量是指導現場施工的一種實用的測量技術。通過對典型斷面位移監測進度表的分析，總結出事故發生前可能出現的監測曲線異常變化。防患于未然，然后指導施工安全是監測測量的根本目的。希望本文能引起更多的關注，并在不久的將來建立一個快速的現場監測數據分析系統，使信息及時反饋到建設單位，更好地實施信息化建設。