公路隧道施工监测涉及的问题浅谈

公路隧道施工监测是保证工程质量的重要措施，也是判断围岩衬砌是否稳定，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。本文对其有关问题进行了探讨。

                               
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大型洞室、隧道、隧洞及城市地铁等。隧道工程所处的环境条件与地面工程是全然不同的，是处在各种地质环境中的地下结构物，因此，它必将受到周围地质环境的强烈影响。因此，工程的安全在很大程度上取决于围岩本身的力学特性及自稳能力，取决于其支护后的综合特性。

由于隧道是埋藏在地下一定深处，而这种天然地质体材料中存在着节理裂隙、应力和地下水，因此，其兴建比地面工程复杂的多，特别是在开挖之前，地质条件、岩体形态不易掌握、力学参数难于确定，人们不得不借助现场监测，获得隧道性状变化的实际信息，并及时反馈到设计和施工中去，直接为工程服务。

隧道现场监控量测包括施工阶段的控制量测和安全监控量测、使用阶段工程性态的监控量测。隧道施工监测是保证工程质量的重要措施，也是判断围岩衬砌是否稳定，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。这个过程也可以叫作信息化施工与设计，西方国家称作Observa-tional Method，日本则称为情报化施工。

1公路隧道施工监控量测的必要性

隧道工程是一种特殊的工程结构体系。从岩体力学的角度看，它是处于与围岩相互作用的体系之中的结构物；从地质力学的角度看，它是处于千变万化的地质体之中的工程单元体。在这样的岩体或地质体中，隧道必将受到周围地质环境的强烈影响；从结构角度看，这种工程单元体是由周围地质休和各种支护结构构成，即：隧道结构体系＝周围地质体+支护结构从隧道的这种复杂的力学发展过程，我们可以认识到以下两点：

隧道工程如果作为一种工程结构物看待，它的受力特点与地面工程有很大的差别。由于隧道工程是处于千变万化的岩体之中，其所受外力是不明确的。迄今为止，国内外学术界和工程界对外荷载体系的分布和量值还处于研究阶段，这就决定了隧道工程设计是建立在若干假定条件下进行的。隧道工程的成形过程，自始至终都存在着受力状态变化这一特性。换言之，隧道从开挖起，一直到受力平衡和体系稳定，或者到结构受损，围岩内部结构一直是在变动，支护和衬砌的内力和外形也在变动之中。

从上面两点可以看出，试验性研究，特别是隧道现场监控量测，是从个体到群体解决隧道工程力学、设计、施工问题的一种重要手段和主要途径。可以断言，如果没有这种手段和途径，要最终解决复杂围岩中的隧道工程问题是不可想象的。正因为如此，国内外的许多隧道工程都应用了并正在不断应用着现场监控量测方法来解决工程中出现的复杂受力问题。

2公路隧道施工监控量测的目的和原则

2.1公路隧道施工监控量测的目的

(1)确保安全。为此需要掌握围岩和支护的应力状态，进行动态管理，根据量测信息，科学施工。

⑵指导施工。量测数据经过分析处理，预测和确认隧道围岩最终稳定时间，指导施工顺序和施作二次衬砌的时间。

⑶修正设计。根据隧道开挖后所获得的量测信息，进行综合分析，检验和修正施工预设计。⑷积累资料。已有工程的量测结果可以间接地应用到其它类似工程中，作为设计和施工的参考资料。

2.2公路隧道监测设计的原则

隧道监测的设计应看成是整个工程设计中的一个重要组成部分。监测设计不仅仅是仪器的选择和布置，而是一项综合的工程技术，应从监测目的、原则到监测资料的整理与应用等整个过程全面系统的考虑，它从确定目标开始，到进行操作和根据资料进行分析提出评价为止。

其设计原则主要有以下几点：

⑴隧道监测设计应在围岩条件和工程性状预测的基础上进行，设计应以施工期监测为重点，特别是围岩稳定性和支护结构工作状态的监测。

⑵观测项目和测点的布置应满足预测模型的要求，监测系统应能全面监控隧道工程的工作性状，统一考虑各种内外因素所引起的相互作用。

⑶观测仪器布置要合理，注意时空关系，控制工程的关键部位。

⑷在条件许可时，尽量采取预埋监测的方式；不具备预埋条件时，应紧跟掌子面及时埋设。⑸安全监测设计要纳入正常设计工作范围内，出现新问题时要及时补充或修改监测设计。

⑹施工期监测与运行期监测应作为一个整体统一进行设计。

⑺仪器监测点布设的断面要有典型性和代表性，应以仪器监测为主，人工巡视调查为辅。

3公路隧道监测项目及监测断面及仪器位置的确定

3.1公路隧道监测项目

施工监控量测的项目应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等因素确定。对于双连拱隧道，总体上说不仅缺乏实践经验，而且理论指导也较欠缺。

对照铁路及公路单洞隧道，部分高速公路虽然仍采用了四个必测项目和六个选测项目进行监测，但量测不明确，针对连拱隧道这一特殊结构物特点而进行的量测方法、测点布置、测试频率、参考数据都有待改进或重新制定的必要，这也为隧道工作人员提出了新的课题。

双连拱隧道的监测项目除了单洞施工时的监控量测项目全部做到外，还必须注意到施工过程中两个隧道是会相互影响的，特别是后进隧道引起的应力再分配作用在先进隧道的支护和衬砌上，会造成衬砌开裂等病害。因此，为了预测这种影响程度和将其控制在最小限度，应该有一个动态的专门针对双洞不同时掘进的量测项目，同时应对双连拱隧道的底部土压、中隔墙的倾斜度及应力进行专门量测。

3.2公路隧道监测断面及仪器位置的确定

隧道监测断面应按工程的需求、地质条件以及施工条件选择具有代表性的断面，它应能代表相应范围地段的洞室性态发展情况。

监测断面布置要合理，注意时空关系，采取表面与深部、重点与一般、局部与整体相结合，使测网、断面、测点形成一个系统，能控制整个工程的各关键部位。在断面的选择上应注意埋深、岩体结构特性、围岩性态、结构物尺寸及性状、预计的变形及应力以及施工方法、施工程序等。

在观测断面上，应根据岩性变化的分布规律、结构物的尺寸与形状、以及预测的变形和应力等物理量分布特征布置测点。应在考虑均匀分布、结构特性和地质代表性的基础上，依据其变化梯度来确定测点数量。

4结语

由于隧道施工监测作为保证工程质量的重要措施，也是判断围岩衬砌是否稳定，保证施工安全，指导施工顺序，进行施工管理，提供设计信息的主要手段。我们应对此高度重视，在施工过程中，认真加以实施。