公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用

張常紅

（蘭州黃河生態(tài)旅游開發(fā)集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

公路隧道工程建設(shè)時(shí)要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免施工過程中出現(xiàn)沉降或坍塌情況，這也是后續(xù)工作開展的重要前提。應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)做好施工現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作，通過對(duì)數(shù)據(jù)的有效分析，能夠更好地比對(duì)出潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)于及時(shí)消除安全隱患，做好安全防護(hù)工作具有非常重要的意義。因此持續(xù)關(guān)注監(jiān)控量測(cè)技術(shù)作用的發(fā)揮對(duì)于推動(dòng)我國(guó)道路工程施工的進(jìn)一步發(fā)展具有非常重要的作用。

1 公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀分析

公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)過程中存在一些共性問題，這些問題的存在直接影響公路隧道安全。主要體現(xiàn)為公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)人員專業(yè)性不足、公路隧道安全施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)力度不足及公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)流程不完善等。

1.1 技術(shù)人員專業(yè)性不足

隨著我國(guó)公路隧道行業(yè)迅速發(fā)展，國(guó)民整體素質(zhì)也在提高，公路隧道加工技術(shù)得到巨大進(jìn)步與突破，受到這種情況影響，公路隧道安全質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)需要及時(shí)調(diào)整與更新。但實(shí)際中部分公路隧道生產(chǎn)企業(yè)依舊采取落后的施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)手段，這類技術(shù)不但效率低而且更新滯后，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)公路隧道安全領(lǐng)域出現(xiàn)的新風(fēng)險(xiǎn)，造成市場(chǎng)上出現(xiàn)不符合公路隧道安全規(guī)范的公路隧道，直接威脅到工程建設(shè)質(zhì)量[1]。

1.2 施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)力度不足

要想提高公路隧道的安全性，就需要從生產(chǎn)環(huán)節(jié)著手，提高對(duì)銷售及流通等環(huán)節(jié)的重視度，盡可能避免出現(xiàn)公路隧道安全問題。首先，國(guó)內(nèi)公路隧道安全施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)重點(diǎn)為成品公路隧道，原材料及加工過程中監(jiān)督不到位[2]。當(dāng)前針對(duì)公路隧道生產(chǎn)過程、原材料質(zhì)量檢驗(yàn)較為缺乏，造成實(shí)際施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)工作存在嚴(yán)重不足，監(jiān)管漏洞的存在造成公路隧道安全存在較大隱患。

1.3 檢測(cè)流程存在問題

公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)工作有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，也有著較為完善的流程，所采用的技術(shù)及檢測(cè)內(nèi)容復(fù)雜性較高，檢測(cè)工作開展時(shí)需要遵守公路隧道分類，還要考慮生產(chǎn)時(shí)的天氣、溫度等因素[3]。

同時(shí)，公路隧道質(zhì)量施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)運(yùn)用過程中需要抽檢公路隧道生產(chǎn)及流通等環(huán)節(jié)，全方位保障公路隧道安全。目前雖然國(guó)內(nèi)公路隧道質(zhì)量施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)機(jī)構(gòu)不斷成熟與完善，但各部門之間缺少溝通，加上市場(chǎng)時(shí)頻繁出現(xiàn)的公路隧道安全問題，直接對(duì)公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)機(jī)構(gòu)的公信力造成極大影響。

2 公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用方案

2.1 特殊的控制點(diǎn)布設(shè)要求

隧道施工時(shí)需要考慮施工環(huán)境的特殊要求，確保隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)的坍塌、沉降等。應(yīng)用隧道施工測(cè)量技術(shù)時(shí)，需要考慮隧道特殊的地理環(huán)境，科學(xué)布設(shè)控制點(diǎn)，提高測(cè)量結(jié)果的精確性，可以依據(jù)測(cè)量結(jié)果制定施工方案，提高隧道建設(shè)質(zhì)量。

隧道施工通常要根據(jù)開挖方式選擇測(cè)量方式，當(dāng)前最常用的方法就是全斷面開挖法與先導(dǎo)坑后擴(kuò)成型法。就開挖效果來說的，前者可以實(shí)現(xiàn)一次成型，后者則是逐步成型。開挖方式不同意味著測(cè)量方式不同，需要綜合考慮后進(jìn)行選擇，以保證測(cè)量的精確性。

隧道建設(shè)施工時(shí)，中線點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確與否，直接影響到隧道內(nèi)部襯砌施工，因此需要格外重視中線點(diǎn)的控制。需要在隧道內(nèi)部搭設(shè)分級(jí)控制系統(tǒng)，利用控制洞穴點(diǎn)的方式控制中線點(diǎn)，重視中線點(diǎn)控制掘進(jìn)過程中的臨時(shí)中線點(diǎn)，提高隧道建設(shè)的質(zhì)量。

2.2 監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容

將監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用到公路隧道工程中，提高公路隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。技術(shù)人員需要制定科學(xué)合理的技術(shù)方案，做好數(shù)據(jù)采集與分析工作，一旦出現(xiàn)改變及時(shí)調(diào)整，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的順利開展。同時(shí)在各個(gè)環(huán)節(jié)中融入監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，直接消除施工安全隱患。公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)時(shí)，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠擴(kuò)大項(xiàng)目的綜合效益，同時(shí)還能起到保護(hù)環(huán)境的作用[4]。

具體而言，通過測(cè)量能夠發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)是否存在位移、下沉等問題，可以更加直觀地了解圍巖應(yīng)力狀態(tài)。在量測(cè)圍巖內(nèi)部位移時(shí)，可以根據(jù)量測(cè)結(jié)果進(jìn)一步了解隧道圍巖施工風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，支護(hù)與施工工藝的選擇應(yīng)該以圍巖的實(shí)際條件為依據(jù)，對(duì)照監(jiān)測(cè)項(xiàng)目開展支護(hù)工作。支護(hù)壓力襯砌需要參照圍巖壓力、層間支護(hù)壓力的具體情況進(jìn)行施工。利用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)后，需要根據(jù)實(shí)際情況繪制圖紙，作為隧道開挖的重要依據(jù)。通過圖紙還需要進(jìn)一步了解凈空變化、隧道內(nèi)部實(shí)際情況等。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)在于判斷是否存在位移和拱頂下沉問題，利用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，還要充分參考施工要求，做好監(jiān)測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)的布置工作。對(duì)于施工地段，需要定期做好觀察工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題。一旦觀察到支護(hù)作業(yè)存在異常，需要采取有效的措施進(jìn)行處理，并適當(dāng)增加觀察工作人員，為后續(xù)施工工作提供必要的參考資料[5]。

2.3 監(jiān)控量測(cè)流程

在公路隧道施工前，需要根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果以及相關(guān)資料，并做好前期的準(zhǔn)備工作，在進(jìn)入正式施工階段后，從而保證隧道工程的順利施工，需要在充分考慮分析后制定相應(yīng)的應(yīng)急工作方案[6]。需要做好洞口段的監(jiān)測(cè)工作。對(duì)于淺埋、偏壓段也應(yīng)該做好監(jiān)測(cè)工作。進(jìn)行收斂量測(cè)工作。對(duì)于非接觸量測(cè)而言，通常會(huì)采用邊量測(cè)、三維坐標(biāo)的方法實(shí)現(xiàn)量測(cè)的目的。做好下沉量測(cè)工作。下沉量測(cè)工作的完成需要借助非接觸量測(cè)方式對(duì)拱頂進(jìn)行量測(cè)處理。

3 公路隧道施工時(shí)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)質(zhì)量控制措施

在實(shí)際公路隧道工程中，通常所在位置的地質(zhì)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，因此監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)需要覆蓋多個(gè)方面。為做好量測(cè)工作，工作人員需要根據(jù)工程的實(shí)際情況做好前期的準(zhǔn)備工作，具體包括監(jiān)控量測(cè)設(shè)備的選擇、量測(cè)方法的選擇以及技術(shù)方案的制定。根據(jù)測(cè)量工作方案，開展量測(cè)工作，做好數(shù)據(jù)的記錄工作，為現(xiàn)場(chǎng)隧道施工提供數(shù)據(jù)支持，確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)的有序推進(jìn)。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)如下。

3.1 編制技術(shù)方案

由于公路隧道施工周期較長(zhǎng)，工程量較大，為保障測(cè)量工作的順利開展，施工企業(yè)應(yīng)充分結(jié)合測(cè)量工作實(shí)際需求，不斷優(yōu)化完善測(cè)量流程，并融入現(xiàn)代化測(cè)量理念，制定健全完善的測(cè)量工作標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)量監(jiān)督管理制度，以便更好地滿足公路隧道測(cè)量工作需求，將測(cè)量工作落實(shí)到實(shí)處。具體來說，要規(guī)范測(cè)量操作，每一次測(cè)量均要做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，確保測(cè)量人員嚴(yán)格按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)流程測(cè)量，準(zhǔn)確詳細(xì)地記錄各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)，完成測(cè)量工作后，要及時(shí)驗(yàn)收相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)。其次要建立完善的人事管理制度，成立專門的公路隧道測(cè)量監(jiān)管隊(duì)伍和機(jī)構(gòu)，落實(shí)監(jiān)督檢測(cè)工作，確保監(jiān)管人員具備較高水平。在對(duì)公路進(jìn)行改造施工時(shí)，新奧法是常用的一種隧道設(shè)計(jì)與施工方式，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)能夠發(fā)揮相應(yīng)的輔助作用，從而進(jìn)一步保證工程施工的質(zhì)量。在應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)時(shí)，需要配備專業(yè)的設(shè)備，對(duì)隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析，同時(shí)還能通過建模處理，提升數(shù)據(jù)的有效性。對(duì)于隧道施工而言，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)十分重要，因此在施工過程中需要根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，做好技術(shù)人員的篩選，保證監(jiān)控量測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

為保證各項(xiàng)施工的有效性，需要在正式開展工作前，編制相應(yīng)的技術(shù)方案，并提前安全技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，確定監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目，從而提升技術(shù)應(yīng)用的針對(duì)性。掌握量測(cè)內(nèi)容后，需要經(jīng)過分析采用科學(xué)的監(jiān)控量測(cè)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。比如，某些公路隧道施工工程的地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，因此為了保證施工質(zhì)量與施工效率，施工單位可以安排新奧法進(jìn)行施工。還要提前安排工作人員做好施工現(xiàn)場(chǎng)的兩側(cè)工作。公路隧道工程本身具有一定的特殊性，因此需要在測(cè)量工作開始時(shí)，設(shè)置科學(xué)的測(cè)量點(diǎn)間距，通常將間距控制在2～5m，相同的斷面需要設(shè)置8～10 個(gè)測(cè)量點(diǎn)，從而保證測(cè)量工作能夠獲取準(zhǔn)確的信息。為了避免隧道施工過程中出現(xiàn)沉降問題，技術(shù)人員需要計(jì)算好地面沉降量，并通過分析測(cè)算，卻對(duì)隧道襯砌架構(gòu)開挖點(diǎn)。在正式開挖之前，還需要提前預(yù)留3 個(gè)預(yù)埋點(diǎn)，使用水平儀進(jìn)行測(cè)量，最終根據(jù)分析測(cè)算的結(jié)果確定監(jiān)控測(cè)量技術(shù)方案。在技術(shù)方案成型后，工作人員需要嚴(yán)格按照技術(shù)方案的內(nèi)容做好現(xiàn)場(chǎng)布局工作，保證后續(xù)監(jiān)控量測(cè)工作的有序開展，從而進(jìn)一步提升公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)水平[7]。

3.2 數(shù)據(jù)回歸性分析

（1）準(zhǔn)備好內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)。在應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行隧道測(cè)量時(shí)，技術(shù)人員依據(jù)隧道工程建設(shè)需求進(jìn)行計(jì)算，做好坐標(biāo)設(shè)計(jì)，依據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)信息制作所需要的文件，最后傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)。整個(gè)傳輸過程中方便轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，實(shí)際時(shí)技術(shù)應(yīng)用較為方便。

（2）野外實(shí)測(cè)質(zhì)量控制。在野外高等級(jí)控制點(diǎn)上設(shè)置參考站，提前做好裝備工作，明確設(shè)備的參數(shù)設(shè)置，調(diào)整設(shè)備狀態(tài)后開始進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量工作，利用電子設(shè)備做好數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)以及處理工作。隧道洞穴高程控制測(cè)量過程中，需要將海拔高度從井眼高度控制點(diǎn)進(jìn)行傳遞，使之逐步傳遞到隧道洞穴內(nèi)。在進(jìn)行高程控制測(cè)量時(shí)，可將高程控制點(diǎn)布設(shè)在導(dǎo)線點(diǎn)，也可以設(shè)置于隧道頂板、側(cè)壁上，各個(gè)高程控制點(diǎn)的距離應(yīng)該保持在200～500m；同時(shí)，根據(jù)測(cè)量等級(jí)來選擇測(cè)量方式，將測(cè)量干擾控制在合理范圍內(nèi)。還能有效發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題。在施工組織過程中需要對(duì)曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，為保證數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量和水平，全面了解現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)情況。通過對(duì)分析結(jié)果的進(jìn)一步分析，能夠得出最后的拱頂沉降曲線。根據(jù)實(shí)際情況做好支護(hù)工作，確保施工過程中的安全性[8]。

在公路隧道工程中，幫助選擇施工方法，合理安排施工環(huán)節(jié)。提升施工效率，可以搭建相應(yīng)的信息交互平臺(tái)，從而提升數(shù)據(jù)測(cè)量的有效性，保證隧道的規(guī)范施工。從而有效避免量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，在提升工作質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該確保在工期范圍內(nèi)完成相關(guān)的作業(yè)。打破傳統(tǒng)思維的限制，提高量測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，切實(shí)為公路隧道建設(shè)提供借鑒與參考。

3.3 檢測(cè)設(shè)備質(zhì)量控制

公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)機(jī)構(gòu)在開展公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)工作時(shí)，通過施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)預(yù)警系統(tǒng)，也能夠?qū)ψ陨淼墓ぷ餍屎唾|(zhì)量進(jìn)行提升，在對(duì)污染物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)預(yù)警系統(tǒng)能夠起到很好的作用和效果，各個(gè)部門之間要進(jìn)行協(xié)調(diào)和配合。在開展公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)時(shí)，施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)設(shè)備的質(zhì)量和精度極為關(guān)鍵，稍微一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的失誤，都有可能導(dǎo)致整個(gè)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)，從而對(duì)整個(gè)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)結(jié)果造成不可挽回的損失。

因此，在整個(gè)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)過程中，一定要保證施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)設(shè)備的準(zhǔn)確性和精度。這就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和保養(yǎng)，以免出現(xiàn)零件損壞和老化等問題，以此控制整個(gè)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的精度和質(zhì)量。同時(shí)，通過對(duì)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)，不僅為整個(gè)施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性提供保障，同時(shí)有效降低施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)過程中可能存在的危險(xiǎn)系數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性。隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，公路隧道建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模逐步擴(kuò)大。施工企業(yè)想提高公路隧道測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，必須加強(qiáng)測(cè)量設(shè)備的更新?lián)Q代，增加對(duì)測(cè)量設(shè)備的資金投入力度。如今測(cè)量技術(shù)發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)和設(shè)備已不能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，必將陸續(xù)淘汰。施工企業(yè)可以結(jié)合自己的實(shí)際情況和施工要求，逐步引入先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，采購優(yōu)良的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，提高公路隧道測(cè)量工作的質(zhì)量，滿足公路隧道項(xiàng)目建設(shè)的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路隧道工程中，科學(xué)應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，能夠快速獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為施工技術(shù)的選擇、施工方案的調(diào)整提供便利。在應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)時(shí)，需要保證其在后續(xù)斷面與測(cè)點(diǎn)埋設(shè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理、資料歸檔等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮相應(yīng)的功能。

技術(shù)應(yīng)用過程中還需要配備相應(yīng)的設(shè)備，提升數(shù)據(jù)獲取的效率和準(zhǔn)確性，具體設(shè)備包括精密水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼圈尺等設(shè)備，這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升地表沉降、拱頂下沉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而施工人員和管理人員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還能通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)一步了解地表沉降、拱頂下沉等情況中存在的安全隱患，對(duì)于提升施工的安全水平也具有重要意義。