摘要：随着我国改革开放不断深化，国民经济蓬勃发展，在山区公路建设中突破过去传统的修路思想，不采取盘山绕行，不破坏沿线生态环境，不增长公路里程。用设置隧道避免因采取高边坡路基带来的滑坡、塌方、滚石、泥石流等自然灾害，确保了行车的安全可靠，亦缩短了行车时间，同时又适应了建设与自然的和谐发展。
关键词：隧道施工监控量测
Abstract: with the deepening of China"s reform and opening up, the national economy booming development in the mountainous area highway construction in the past tradition breakthrough road thought, don"t take around circle, not damage the ecological environment along, not growth highway mileage. Avoid to use the establishment tunnel for high slope of the landslide and collapse of roadbed bring, rolling stone, mud-rock flow and other natural disasters, ensure the safety and reliability of the driving, also shortened the travel time, and to adapt the construction and the natural harmonious development.
Keywords: tunnel construction monitoring measurement
中图分类号：TM930.9 文献标识码：A文章编号：
前言
在隧道施工过程中正确而有效的进行监控量测,能确保工程施工安全和隧道结构的长期稳定,验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性或为施工调整支护参数和施工方法提供科学依据。积累量测数据,为信息化设计与施工提供依据。及时而有效的反馈隧道的稳定性,为隧道的安全施工提供参考,实现隧道的信息化动态管理。
隧道穿越区为构造剥蚀中山区，隧道进出口位于山体斜坡处，地形陡峭。岩性为强风化板岩，地层产状顺坡。自然坡体稳定，施工后切削坡体，有顺层滑动可能；节理发育，施工时岩体易沿节理面崩塌。洞口围岩差，施工场地狭窄，施工难度大，施工中必须加强监控量测工序，及超前地质预报，加强地表沉降观测、拱顶下沉、周边位移收敛，为施工提供准确可靠的数据，根据监控量测反馈的信息指导施工，特别是在隧道洞口地段，必须认真做好监控量测工作，发现问题及时向设计反馈，保证施工安全。
1、工程概况
本标段包含一座隧道，分左、右线设计，分别位于线路里程 ZK465+920～ZK466+878、YK465+949.5～YK466+922段，隧道全长左线958m、右线972.5m，最大埋深269.16米。左线围岩级别分布：9m入口明洞+66mⅤ级围岩+158mⅣ级围岩+558.5mⅢ级围岩+74mⅣ级围岩+79.5mⅤ级围岩+13m出口明洞，右线围岩级别分布：10m入口明洞+41.5mⅤ级围岩+109mⅣ级围岩+641.5mⅢ级围岩+59mⅣ级围岩+100mⅤ级围岩+11.5m出口明洞，隧道穿越区为构造剥蚀中山区，隧道进出口位于山体斜坡处，地形陡峭。岩性为强风化板岩，地层产状顺坡。自然坡体稳定，施工后切削坡体，有顺层滑动可能；节理发育，施工时岩体易沿节理面崩塌。洞口围岩差，施工场地狭窄，施工难度大，施工中必须加强监控量测工序，及超前地质预报，加强地表沉降观测、拱顶下沉、周边位移收敛，为施工提供准确可靠的数据，根据监控量测反馈的信息指导施工，特别是在隧道洞口地段，必须认真做好监控量测工作，发现问题及时向设计反馈，保证施工安全。
2、隧道监控量测方案
2.1隧道采用新奥法原理设计施工，必须进行动态设计，而监控量测是获取大量信息的唯一手段。只有在获得了围岩和支护准确的信息基础上，才能对围岩的稳定性和支护的性态作出正确的分析判断，从而指导施工，防止塌方，确保安全和工期，因此，监控量测是隧道施工的一项重要工序，必须做好，特别是洞口段施工时。本隧道的监控量测按隧道通用图《围岩监控量测及地表下沉量测测点布置图》（ST-1-123）中的设计进行量测。监控量测项目及量测频率见：
表1 量测频率表
隧道监控量测中围岩及支护状态观察,拱顶下沉,周边位移及收敛,以及浅埋段的地表下沉，锚杆内力及抗拔力为必测项目；围岩与支护结构的接触应力,支护结构的应力状态量测,其他等为选测项目。施工中的监控量测是施工安全的保障，在施工过程中按要求进行此项工作，并将结果做系统处理后及时反馈指导施工。
2.2监控测量测内容、方法和仪器
（1）围岩地质和支护状况的观察
观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描。采用观测的方法,对围岩的岩性、岩质、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等，观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。
（2）隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测
洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。
布点原则为：在洞口段、Ⅴ级围岩且埋深小于40m的地段和地面上有构造物地段进行，沿隧道轴向每隔5～10m布设，量测断面上测点布置具体见地表沉降观测布置图，同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。监测仪器为：精密水准仪，铟钢尺等，困难地段可采用全站仪。地表沉降监控量测基准点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设，测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。
地表下沉测点布置示意图
（3）拱顶下沉及周边位移及收敛量测
拱顶下沉及净空变位收敛量测, 根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，拱顶下沉、周边位移及收敛量测应布置在同一断面，沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点，测点间距一般Ⅴ级围岩为10m，Ⅳ级围岩为20m，Ⅲ级围岩为50m，Ⅱ级围岩为80－100m。净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖12小时内且在下一循环开挖前读取。周边位移量测以初期支护上各点的绝对位移为主，同时增加水平及斜向收敛量测，以便校核水平位移结果。
周边位移量测主要在Ⅳ、Ⅴ级围岩中进行，每个断面布置约2～3对测点，拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行。拱顶下沉及周边位移收敛量测测点布置见图1“拱顶下沉及收敛量测测点布置图”。
监测仪器：水准仪，收敛计，或全站仪
测点布置图如下页图
周边位移和拱顶下沉量测线示意
拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。测点应埋设在规定的测线两端。
ａ采用收敛计量测时，测点采用焊接或钻孔预埋。量测点构造见图。
量测点构造示意图
注：① 量测点钢筋埋入基岩30cm，埋设要牢固可靠、易于识别，用红油漆标明里程和测点的编号。② 施工中注意保护，防止爆破和其它情况的破坏，量测点上不得悬挂其它任何物品。③ 埋设点后要对点进行包裹，在喷射砼后去掉包裹层，以保持钢筋的清洁。
ｂ采用全站仪量测时，测点应用膜片式回复反射器作为测点靶标，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。
（4）锚杆抗拔力量测
锚杆拉拔是锚杆施工过程控制中质量检验的常规项目，可检验锚杆锚固效果和锚杆强度，每300根检查一组,每组做3根锚杆拉拔力检验。特殊情况根据实际情况及监理指令加设检验项目。
监测仪器：电测锚杆、锚杆抗拔器等。
3、隧道现场监控量测项目及量测方法
3.1地质及支护状态观察
隧道洞内、洞外观察：隧道洞内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察在每次开挖后进行，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等。
洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的观察。 3.2净空水平收敛量测及拱项下沉量测
测点布设：净空水平收敛量测及拱项下沉量测在同一断面进行，拱顶下沉及周边收敛量测。
3.3地表下沉量测
地表下沉量测仅在隧道浅埋V级及浅埋Ⅳ级地段进行，其测点的布置与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内，地表下沉量测在开挖面前方(h+8)m处开始(h为隧道埋深)，直到开挖面后方40―65 m下沉基本停止时为止。其量测频率原则上采用1次/日一2次/日的频率。
3.4监控量测项目的管理基准
采用《公路隧道喷锚构筑法技术规则》的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准。即将允许值的2／3作为警告值，允许值的1/3作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值之间称为注意范围，实测值落在基准值以下，说明围岩是稳定的。
现场监测时，可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率：一般Ⅲ级管理阶段监测频率可放宽些；Ⅱ级管理阶段则注意加密监测次数；I级管理阶段则应加强监测，通常监测频率为1次，天一2次，天或更多。
3.省略xel统计绘图功能，绘制位移一时间曲线或散点图，在位移――时间曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当最终收敛值大于允许收敛值的80％且无明显减缓趋势，或当位移――时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态。应及时加强支护，必要时应停止掘进，采取必要的安全措施。
根据位移变化速率判断围岩稳定状况，当变化速率大于10mm/天～20 mm/天时，需加强支护系统；当变化速率小于0.2mm／天时，认为围岩达到基本稳定。
衬砌(混凝土)施作时间，选择在各测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定。其判断标准为：各项位移已达到预计位移量的80―90％(预计位移量可通过回归分析得到)，位移速度小于0.15 mm／天；在膨胀性围岩和地应力大的围岩中初期支护变亿时间长，必要时，可提前施作衬砌混凝土。
测量过程中如发现异常现象或与设计不符时，及时提出，以便修改支护参数。
测点埋设情况和量测资料纳入竣工文件，以备运营中查考或继续观察。
3.6锚杆轴力量测
锚杆轴力量测每1％做一个断面进行测试，每个断面不少于3根。
4、结论
综合以上分析、评价，配合地质、施工等各方面信息，再与由经验和理论所建立的标准进行比较，对于设计所确定的结构形式、支护衬砌设计参数、预留变形量、施工方法和工艺及各工序施作时间等进行检验，以作为验证设计或作为修改设计、改变施工方法、调整施工作业时间的依据，对施工及时提供建议和措施。
根据围岩与支护间的接触应力量测结果，可知围岩压力在横断面的分布情况及围岩压力值随开挖时间变化的规律，与理论计算方法作比较，以取得较为合理的围岩压力计算方法，检算初期支护的受力情况（内力及位移），判别初期支护的工作状态、支护特点，并对初期支护进行安全度评估。
参考文献
1张红霞， 浅析监控量测在隧道施工中的应用[J]，甘肃水利水电技术
2孙国隆， 张立民， 隧道工程施工各环节测量新理念[J]，吉林交通科技
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。