淺論隧道施工監(jiān)控量測技術(shù)

秦磊慧

山西交控集團(tuán)有限公司太原高速公路分公司 山西太原 030001

1 量測目的

實施隧道施工監(jiān)控量測的主要目的就是為了實時了解圍巖在施工中的動態(tài)變化情況，避免圍巖出現(xiàn)較大的變形。明確隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果情況，針對支護(hù)情況變化，采取相應(yīng)的措施，保證施工的安全。為隧道施工設(shè)計的不斷優(yōu)化提供行之有效的依據(jù)，保證隧道施工質(zhì)量。

2 量測項目

2.1 隧道圍巖變形量測

通過對隧道變形收斂量的測量，包括間隙收斂量的測量、拱頂沉降量的測量和圍巖內(nèi)部位移量的測量，對隧道的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對隧道變形特征進(jìn)行評價。

2.2 應(yīng)力-應(yīng)變量測

采用應(yīng)變儀、應(yīng)力箱、測力儀等對鋼拱架、格柵支架、螺栓、襯砌等進(jìn)行應(yīng)力、變形監(jiān)測，對支護(hù)效果進(jìn)行檢測和評價[1]。

2.3 圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)效果分析

通過對實測資料的整理和回歸分析，找出其內(nèi)在規(guī)律，評價圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)效果。然后采用位移反分析法反求圍巖初始應(yīng)力場和圍巖綜合物性參數(shù)，并與實際結(jié)果進(jìn)行對比驗證。

3 工程地質(zhì)及支護(hù)情況觀察

觀察內(nèi)容：隧道開挖后，開挖面及周邊區(qū)域的自穩(wěn)定性、地質(zhì)及巖石情況，對圍巖進(jìn)行分類檢查，繪制地質(zhì)示意圖，初步支護(hù)(錨噴支護(hù)、鋼支架)結(jié)構(gòu)狀態(tài)是否破壞。開挖工作面的觀察，在每次爆破后都要進(jìn)行，特別是軟弱圍巖條件下，開挖后立即進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，若遇特殊不穩(wěn)定情況時，派專人進(jìn)行不間斷觀察。觀察后做好記錄，并整理保存[2]。

4 隧道凈空收斂量測

間隙變化測量和拱頂沉降測量原則上在同一斷面上進(jìn)行。實測斷面間距與隧道長度、圍巖條件、開挖方法等因素有關(guān)。

4.1 凈空量測測點布置

凈空變化測量基線在橫截面上的布置如圖所示。一般情況下，埋深小于開挖寬度2倍的斷面應(yīng)設(shè)置2條水平基準(zhǔn)線，有膨脹或偏壓的斷面應(yīng)設(shè)置4條水平基準(zhǔn)線。

4.2 量測要點

間隙定位器的短桿固定在兩個測量點的巖體中。根據(jù)圍巖條件確定測量區(qū)間。測量精度：小位移時一般為0.1mm，大位移時一般為1mm。

5 拱頂下沉量測

拱頂下沉測量點一般布置在拱內(nèi)、拱腰兩側(cè)，每節(jié)布置三個測量點。當(dāng)暴露于通風(fēng)管道或其他障礙物時，可以適當(dāng)移動它們。根據(jù)圍巖條件和工程重要性，每段設(shè)置2-5個測點。

6 隧道鋼拱架的應(yīng)力～應(yīng)變量測

利用具有屈服強(qiáng)度的應(yīng)力箱對隧道鋼拱的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了測試。應(yīng)力箱置于鋼拱架底板下。測量襯砌混凝土中的應(yīng)力，在測量截面上布置幾對應(yīng)力箱(一個徑向應(yīng)力箱，一個切向應(yīng)力箱)，然后集中測量管道讀數(shù)。通過在錨桿上放置壓力箱，形成膨脹墊圈，可以直接測量錨桿的應(yīng)力和應(yīng)變，可以直接測量巖體的應(yīng)力增量。

7 量測頻率和結(jié)束量測的時間

（1）測量頻率主要根據(jù)位移率和測點與開挖面的距離確定。一般根據(jù)表選擇測量頻率，即構(gòu)件嵌入的初始測試頻率為1-3次/天。隨著圍巖的穩(wěn)定，可以降低測量頻率。（2）結(jié)束量測的時間，當(dāng)圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定時，以1/3天為頻率測量2周。如果沒有明顯的變形，可以完成測量。

8 施工檢測管理

施工檢測管理流程見圖，將監(jiān)測的結(jié)果必須盡快地反饋到施工和設(shè)計中去。施工檢測采用的機(jī)械和電子儀器，必須確保具有良好的使用狀態(tài)。測試前做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，其具體包含以下幾個方面的內(nèi)容：一是檢查儀表設(shè)備是否安裝完好，如果發(fā)現(xiàn)儀表存在問題要進(jìn)行的進(jìn)行更換和維護(hù)；二是檢查測點位置是否準(zhǔn)確，有沒有出現(xiàn)松動或者是而人為損壞的不良狀況，在確認(rèn)測點位置準(zhǔn)確無誤之后，可以實施測試工作，但是如果出現(xiàn)異常情況，則必須要及時調(diào)整；三是做好測試記錄工作，檢查記錄數(shù)據(jù)，保持記錄的準(zhǔn)確性，如果記錄數(shù)據(jù)存在較大誤差，則需將異常現(xiàn)象告知給現(xiàn)場負(fù)責(zé)人[3]。

9 位移速率標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)頂空變化每天大于1mm時，認(rèn)為圍巖處于快速變形階段，加強(qiáng)支護(hù)和觀測。當(dāng)凈空高度每天變化0.2-1.0mm時，認(rèn)為圍巖處于緩慢變形階段，說明圍巖正朝著穩(wěn)定方向發(fā)展。當(dāng)頂空日變化值小于0.2mm時，認(rèn)為圍巖基本穩(wěn)定。

9.1 量測資料的整理

表1 隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測項目及量測方法

量測資料是后期施工竣工驗收的重要資料，因此針對每次收集到的量測資料，必須要認(rèn)真的進(jìn)行檢查、審核和計量。在每次測量技術(shù)之后，做好資料收集整理工作，分析資料中的數(shù)據(jù)變化規(guī)律，針對資料數(shù)據(jù)的異常要及時的處理。