李俊三
中铁十一局集团有限公司 湖北武汉 430000
摘要：在隧道施工过程中，为了便于调整初期支护和二次衬砌设计参数，监测围岩支护体系的稳定状态，进而确保施工及结构运营安全、指导施工程序、便于施工管理。采用新奥法进行隧道的设计和施工，在隧道施工过程中监控量测是施工工序的重点所在。本文重点阐述了在隧道施工过程中监控量测的重要性。
关键词：地铁隧道；监控量测；重要性
引言
一、监控量测的目的
在隧道施工过程中，通过监控量测对围岩支护体系进行监测确保其稳定性，进而为调整初期支护和二次衬砌设计参数提供参考依据。监控量测作为一种重要举措，是确保施工安全、维护结构运营、指导施工程序、进行施工管理的保障。通过新奥法进行隧道设计和施工，在施工过程中监控量测是必不可少的施工工序。
监控量测流程如图所示：
隧道监测项目及其重要性根据不同的围岩条件监控量测的项目及其重要性
通过喷锚构筑法修建隧道中监控量测的项目，主要包括：①观察围岩及支护状态的稳定性。②量测水平相对净空变化值。③量测拱顶下沉量情况。
二、隧道现场监控的内容与方法
根据隧道的围岩条件、支护类型和施工方法，选择洞内外地质和支护状况观测、周边收敛和拱顶下沉为必须的量测项目。
（1）洞内外地质和支护状况观测
目测观察的目的是：预测开挖面前方的地质条件；为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠度。
洞内外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 1次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状况、风化变质情况、断层分布、初期支护效果、涌水情况及底板是否隆起等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后绘制开挖工作面地质素描图，填写工作面状态记录和围岩类别判定卡。
在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。对已施工区段的观察每天至少 1次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢拱架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。
洞外观察包括洞口地表情况、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等情况。
（2）量测断而的间距和频率
观察围岩及支护状态稳定性。在隧道施工过程中，对判断围岩的稳定性，以及预测前方开挖的地质结构意义非常重大。所以，对开挖后的每一个工作面都要进行地质观察，并做好详细的记录，如有需要还要进行必要的地质描述，若是初期支护还要对喷射混凝土、锚杆、钢架等状况进行描述。
按照围岩的级别，根据隧道断面尺寸的大小，以及埋置深度和工程重要程度等，进行净空变形量测断面间距的确定，通常情况下，IV级围岩为5m，V级围岩为10m。并在同一断面内使用相同的量测频率，对拱顶下沉量与净空水平收敛情况进行量测，并根据变形速度选取开挖工作面距离较高的量测频率。
在浅埋地段对地表下沉情况进行量测。在同一断面内布置量测地表下沉的测点、净空水平收敛的测点、拱顶下沉的测点。沿隧道中线，根据下表选择地表下沉量测断面的间距。进行横断面方向的地表下沉量测时，在同一量测断面内选取7 ^-11个测点，测点间距保持在2-5m。对于量测频率，地表下沉、拱顶下沉、净空水平收敛三者保持相同。应在开挖工作面前方H+h隧道埋置深度+隧道高度）处对地表下沉进行量测，直到封闭衬砌结构，基本停止下沉时为止。
（3）设置测点的要求及量测工具
以量测初期支护上各点的绝对位移为主对周边位移进行量测，为了方便校核水平位移结果，需要增加水平及斜向收敛量测。在V级围岩的拱腰和边墙位置分别设置一条水平侧线，每个断面布置4个测点。如果地质条件比较复杂，下沉量比较大或者偏压比较明显时，对拱腰下沉及基底隆起量进行同时量测，安装测点时，确保在开挖后12小时（最迟不超过24小时）内完成初次读数，或者在下一循环开挖前测到初次读数。
量测工具以机械或仪表为主，选用收敛仪、位移计作为坑道周边收敛计，采用水平仪、水准尺和挂钩钢尺等对拱顶下沉进行量测，采用精密水准仪、水准尺对地表下沉进行量测。
（4）监控量测体系及质量保证措施
结合工程监测项目的特点建立专门的检测机构，组成监控量测及信息反馈小组，成员由从事隧道工程施工及监测经验的技术人员构成，由具备较高结构分析和计算能力的工程师担任负责人。
采取如下措施，确保监控量测数据的真实有效性：
①制定监测计划，使监测工作有序进行。
②采用计算机系统对量测资料进行储存、计算、管理。为了确保数据真实可靠性以及监测质量，建立和完善质量责任制和数据复核制度。
③强化监控量测力度，出现紧急情况，立即报告监理单位，并提出补救措施。
④为了能够反映结构的实际变形和应力情况以及对周围环境的影响，在施工过程中，要求科学合理地设置测点。
⑤定期对监测仪器进行校核与标定。
⑥根据设计图埋设测点，符合设计要求，确保测点位置埋设准确，稳固安全，设立相应的保护标志。通过制定相应的措施对各监测点位进行保护，对使用的基准点或工作基点进行定期的稳定性检测。
⑦为了确保初始值的准确性，采用增加量测回数的方式进行初测。
⑧整理分析监测数据，做出监测报告。监测报告的内容包括：阶段变形值、变形速率、累计值，绘制沉降槽曲线、历时曲线等，做出回归分析，并对监测结果做出评价。通常情况下，检测报告每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。
⑨监测数据出现异常时，通过复测、检查监测仪器、计算过程，确认无误后，上报给甲方、监理及项目主管，制定解决措施。
⑩针对施工各关键问题及早开展相应的QC小组活动，及时分析、反馈信息，指导施工。
三、处理量测数据与应用
（1）处理量测数据与应用
依据现场量测数据绘制水平相对净空变化，拱顶和拱项下沉时态曲线，净空水平收敛、拱顶和拱顶下沉与距离开挖工作面的关系图等。按照《铁路隧道施工规范》和现场量测数据以及位移变化的速度对围岩稳定性进行判别。对于净空变化速度连续大于2.0mm/d时，并且围岩处于急剧变形状态时，需要强化初期支护系统。净空变化速度持续小于0.3mm/d时，围岩达到基本稳定。净空变化速度位于0.3mm/d-2.0mm/d时，可以正常施工。
（2）监控量测结果在隧道施工中的应用
根据量测数据绘制位移量、位移速度随时间变化的曲线，分析隧道围岩变形过程。隧道围岩变形位移显现的过程，反映了围岩经过应力调整建立新的平衡的过程。这一过程时间的长短及变形值大小，真实地反映了围岩的稳定程度和稳定状态的差别。一般来说，时间愈短，稳定性愈好，变形值越小，则围岩类别越高。将同一断面的各种量测项目数据相互印证、分析，以确认量测结果的可靠性，对位移等物理量随时间变化的动态曲线进行回归分析，推算最终位移和变化规律以确定围岩稳定性特征。一般情况会出现两种时间-位移曲线，如果曲线表示绝对位移值逐渐减少，支护结构趋于稳定，可施作二次衬砌；若曲线表示位移变化出现反弯点表示初期支护不稳定，这时应采取相应措施，加喷混凝土厚度或加密加长锚杆。提前施作二次衬砌或降低一级围岩类别施作二次衬砌等，需要根据情况具体处理。
三、结束语
本文旨在唤起施工单位在隧道施工中对监控量测工作的重视，以提高在复杂围岩中修建隧道的施工水平。在隧道施工中，根据周边收敛、拱顶下沉位移和其它监控项目结果，结合现场实际情况，及时反馈信息，修改与完善设计从而正确指导施工。
参考文献：
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[2]邓道来.浅谈铁路隧道开挖施工技术方法[[J].价值工程，2012（35）.
[3]GB50911-2013《城市轨道交通工程监测技术规范》.
论文作者:李俊三
论文发表刊物:《基层建设》2016年2期
论文发表时间:2016/5/28
标签：围岩论文; 量测论文; 隧道论文; 位移论文; 拱顶论文; 工作面论文; 断面论文; 《基层建设》2016年2期论文;