浅谈隧道施工监控量测的实施

范瑞忠

摘要：隧道监控量测是隧道施工的关键工序，四部委把隧道施工的监控量测工作列入《隧道施工安全九条规定》要求强制执行，足见监控量测对隧道施工安全的重要性，及时进行监控量测和对数据进行分析评估是确保隧道施工安全的重要工作，通过及时和持续的布点、观测、分析反馈数据，了解围岩变形情况，决定后续工序的采取何种施工安全措施，从而避免塌方等隧道常见安全事故的发生，因此做好隧道的监控量测工作就成为隧道施工的重要安全保障，下面就某隧道施工过程中监控量测的实施探讨隧道监控量测的具体实施。

关键词：隧道；监控量测；实施

一、隧道地质情况

某新建客运专线隧道，全场1814m。新建线路经过地段出露地层为新生界第四系全新统人工填土、更新统风积层由上到下分布于；砂质黄土、粉质粘土、细圆砾土、砂质泥岩等综合岩。

隧道地质根据勘察资料及区域地质图显示，场地内地质构造不发育。隧道进出口围岩主要为砂质黄土、细圆砾土、粉质粘土、全风化-强风化砂质砂岩；洞身围岩主要为强∽弱风化砂质砂岩。岩质较软，强度一般，钻探揭示节理发育，围岩较完整∽较破碎；隧道出口位于砂质黄土，泥质砂岩中与砂质泥岩，砂质黄土砂质黄土具有II级中等自重湿陷性，湿陷性土层厚度2m-10m，黄土强度较低，属松软土。砂质泥岩具有吸水膨胀、软化、崩解和失水急剧收缩等特性，膨胀性等级为弱∽中等。

二、监测项目

1监控量测断面及测点布置原则

（1）净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器、测试精度、量测断面、间距测点数量按表3进行。

（2）净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，将测点布置在两榀钢架之间。净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目必须设置在同一断面。

（3）全断面开挖时，收敛量测点应布置在起拱线以下1m左右位置；台阶法开挖时，上台阶收敛量测点应布置在上下台阶界面以上1m左右位置，下台阶收敛量测点应布置在上下台阶界面以下1m左右位置。

（5）地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。

（6）地表沉降应和净空变化、洞顶沉降等必测项目设置在同一断面。

2监控量测频率

（1）监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。当出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。在塑性流变岩体中，位移长期（开挖后两个月以上）不再变化时，量测要继续到每月为1mm为止。

（2）地表下沉量测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同；地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设下沉测点。

（3）隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时应进行物理力学试验。开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工循环记录一次。特殊情况下应增大描述频率。

（4）在没有特殊要求的情况下，选测项目可以采用和必测项目相同的量测频率。

5.监控量测控制基准

（1）监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道结构的长期稳定性、隧道施工安全性，以及周围建（构）筑物特点和重要性等因素制定。

较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可在施工中通过实测资料积累作适当修正。

（2）拱脚水平相对净空变化指两拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。

（3）墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以1.2～1.3后采用。

（4）围岩与支护结构的稳定性应根据控制基准，结合时态曲线形态判别。采用分部开挖法施工的隧道应每分部分别建立位移控制基准，同时应考虑各分部的相互影响。

三、监控量测方法

1.时间要求

洞内、外观察和地表沉降观测根据本办法和《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）要求进行。净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行，若围岩出现变化异常应尽早布设；初始读数在每次开挖后12小时内取得，最晚不得迟于24小时。

2.洞内、外观察

洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。其中，开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工地段观察，应记录喷射混凝土变形、开裂、掉块和钢架变形情况，锚杆、二次衬砌等工作状态。洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。

3.净空变化量测

（1）根据围岩条件确定量测间距埋设测点，并按规定量测频率进行量测。主要原理：每次测出两点间净长，求出两次量测的增量（或减量），即为此处净空变化值。每次量测应读数三次，取其平均值，并按附表记录。

（2）预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于22mm的35cm的钢筋，一端45°斜切面贴反光靶标，一端插入围岩（土质地层时与钢架焊接牢固）。外露初期支护表面不大于3cm。

（3）量测方法

①检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。

②采用全站仪无尺量测，精度±1.0mm。

4.拱顶下沉量测

①检查预埋测点有无损坏、松动，并将测点灰尘擦净。

②采用全站仪无尺量测，精度±1.0mm。

5.量测注意事项

（1）监控量测布点应在喷砼前预埋，测点布置时应避开钢架和脱空回填处，并保证布点打入围岩。及时进行测点的布设，并做好保护，可采用桩点沿初支边墙向内凹陷，防止破坏。如果测点被破坏，应在被破坏测点附近补埋，重新进行数据采集；如果测点出现松动，则应及时加固，当天的量测数据无效，待测点加固后重新读取初读数。

（2）测点布设以后，在测点位置用红色油漆做醒目标识并编号。监控量测桩点上严禁悬挂重物。

（3）拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。

（4）各监控量测小组须保证量测数据的真实性、准确性和及时性，如实的反应实际变化情况，不得弄虚作假。

（5）现场监控量测与施工易发生干扰，必须紧密配合。施工现场应及时提供工作面，创造条件保证监控量测工作的正常进行；监控量测工作也要尽量减少对施工工序的影响。监控量测元件的埋设计划应列入工程施工进度控制计划中。

（6）量测的全站仪在使用前和使用过程中必须进行定期的检查、校对和标定。

四、监控量测工作要点及质量保证措施

1、监测前编制详细周密的实施性监测计划，报监理审批；

2、监测前对现场做好施工前地表和地下管线等构筑物的调查，地质情况和地下水等内容的观察和记录。

3、水准基点、地表沉降点布点应在施工前完成并读取初始值，其他项目设好后立即读取初始值，各项观测保证观测频率；

4、地面埋设的观测点、桩严加保护，必要时应加保护盖，防止人为破坏，中断量测；

5、监测所用各种仪器状况优良，并按制度派有监测经验的人员监测；

6、设计布设不少于三个水准基点，并定期检查以保证其稳定可靠；

7、每个项目的监测，必须有完整清晰的监测数据记录、图表（包括曲线）和监测文字报告，并及时报监理审查；

8、如监测数据超出设计安全值，则应及时报监理，会同有关单位及时调整设计与施工方案；

结语

通过隧道监控量测的实施，及时监测到围岩变形，进而采取有效措施，减少隧道塌方等安全事故的发生，确保施工进度和施工安全及经济效益。