监控量测在两河口隧道施工中的应用

摘要：现场监控量测是新奥法施工的重要组成部分。为了掌握围岩在开挖过程中的变形状态和支护结构的稳定状态，必须进行现场监控量测。本文根据两河口隧道的复杂地质情况，介绍了隧道监控量测的方法，阐述了监控量测对指导施工的意义。

关键词：监控量测 隧道施工数据分析成果应用

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

前言

近年来，地下工程监测应用范围不断扩大，一些重大项目或关键性项目，以及环境条件恶劣、施工难度大的项目，都注重了监控量测工作。监控量测信息广泛的应用于介质力学参数反演、施工地质超前预报、支护时间设置、信息化设计和施工及地质体改造效果的检验等。

在地质条件复杂的山区建设隧道，隧道周围及工作面前方的工程地质和水文地质情况对隧道施工的质量和安全关系重大。不良地质条件极容易引起隧道坍方、突泥涌水，不仅在技术上给隧道施工带来极大的困难，也常常因突发事故导致人身伤亡、设备损失、工期延误，从而造成巨大的经济损失。

在隧道工程监测方面，两河口隧道采用监控量测和地质超前预报手段，成功预测突泥突水、断层、裂隙等不良地质，在突泥突水前及时发现围岩变形和结构变化，为保证隧道施工安全和动态设计提供了可考的第一手资料。

在隧道开挖后，对隧道围岩进行了动态监控以研究其变化规律，掌握围岩动态和支护结构的工作状态，并利用量测结果修正设计，指导施工，为确保隧道安全提供可靠的信息，为二次衬砌提供合理的施作时机。

1两河口隧道概况

两河口隧道位于四川省甘孜州雅江县境内，采用单心圆内轮廓形式，隧道桩号为K7+480～K9+288，全长1808m。洞身围岩为两河口组粉砂质娟云板岩，岩层破碎，遇水易软化，节理裂隙发育，自稳能力差，且围岩变形量大，如施工不当易造成围岩失稳， 甚至可能发生塌方，给工程带来不可弥补的损失，因此实施隧道围岩现场监控量测具有重要的意义。

2监控量测作业

根据两河口隧道的地质、水文特征以及相关规范和图纸要求，确定该工程监控量测主要内容如下表所示：

2.1地质和初期支护状况观察

在隧道爆破开挖后，观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况。观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图，填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡，地质条件显著变化或复杂地段，进行数字影像记录。

对初期支护地段观察包括围岩、喷射混凝土、锚杆、钢架等的工作状态。观察中发现围岩条件变化时，应立即上报设计、监理，采取相应处理措施。

2.2水平净空收敛、拱顶下沉量测

水平净空收敛使用数显式收敛仪观测周边位移，拱顶下沉采用水准仪观测拱顶位移，各测点的安设及初读数时间应在爆破后24小时内并在下次爆破之前完成，水平净空收敛测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面位置、隧道埋深等条件确定，在地质条件情况良好，采用全断面开挖方式时，可设一条水平测线；当采用台阶开挖方式时，可在拱腰及边墙布置部位各设一条水平测线，见测点布置参考图。拱顶下沉量测和水平净空收敛量测，应设置在同一个断面上。对围岩位移量较大，位移值突然增大，位移速度突然加快等情况，量测频率应适当增加。

测点布置参考图

3量测数据处理

（1）首先对现场测量所取得的原始数据，通过数学统计方法进行处理，同时绘制位移-时间曲线，位移速度-时间曲线，位移-距开挖面距离曲线。

（2）当位移-时间曲线趋于平缓时，应及时对量测资料进行回归分析，绘出回归位移-时间曲线，预测相对位移终值。若位移-时间曲线趋于出现反弯点，则表明围岩和支护已成不稳定状态，此时应采取补强措施，必要时可暂停开挖。

（3）当根据回归分析推算出来的相对位移终值小于规范允许值，且水平收敛位移速度为0.1-0.2㎜/天时，拱顶位移速度为0.1㎜/天以下时一般认为围岩已基本稳定，此时可施做二次衬砌。

围岩稳定性判断是很复杂的也是非常重要的问题,须结合具体工程实践采用以上经验判别准则综合评判。

4监控量测成果的应用

由于两河口隧道地质条件复杂，施工过程中在边墙及拱顶连续遇到强风化砂板岩，呈薄片状构造，局部泥化严重，存在多组水平裂隙，裂隙结构钙质充填，全断面淋雨状滴水，工作面随时会有塌方的可能性。如：在K8+690- K8+700段施工中，根据量测成果显示该段初期支护处于不稳定状态，我部及时将信息上报设计、监理，调整施工方案，加强支护参数，并采用以下处理方法：在该段增设钢拱架进行副拱支护，铺设网格尺寸为20×20㎝的φ8钢筋网，副拱钢架之间采用φ22钢筋连接，每榀钢架设置8根φ42×4、L=4.5m长的锁脚注浆小导管，钢架用喷射混凝土C20进行包裹。该段加固施工完毕后，通过量测数据分析，相对位移终值在规范允许范围内，围岩变形速度趋于稳定。可以说，监理量测在两河口隧道施工中的指导作用是显著的。

结语

两河口隧道施工实践说明，现场监控量测能够获得围岩在开挖和衬砌后的动态，为调整施工方案（爆破技术参数、支护时间、支护方法及衬砌形式等）、预报险情提供信息，同时也为隧道设计与施工积累了第一手资料。

参考文献：

1、范优甲；某隧道施工阶段现场监控量测研究[J]；黑龙江交通科技；2013年第2期

2、汪孝勇；论监控量测技术在浅埋暗挖隧道中的应用[J]；广东科技； 2013年第3期

3、郝庆军；复杂地质环境下山岭隧道监控量测技术研究[J]；中国科技纵横；2013年第6期

4、李秀芳、柯玉军、徐长峰等；公路隧道监控量测数据的回归分析及其运用[J]；公路交通科技：应用技术版；2013年第1期