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【摘 要】 安全是质量的保障，为保证隧道工程施工安全顺利，必须对隧道进行监控量测。本文以河南省三门峡至淅川高速公路卢氏至西坪段LXTJ-7标椴树凹隧道为实例，结合监控量测实际情况，阐述了监控量测技术在隧道施工中的应用，为隧道稳定性分析以及二次衬砌合理的施作时机提供了重要的数据。
【关键词】 隧道施工；监控量测；应用
一、隧道概况
河南省三门峡至淅川高速公路卢氏至西坪段LXTJ-7标椴树凹隧道所在地位于卢氏县五里川镇。本项目隧道地处山岭地区，勘察表明，隧道所处位置覆盖土层较薄，岩体结构及岩体质量一般，自然山坡处于稳定状态，无重力地质作用产生的不良地质现象；洞口开挖会有边、仰坡崩塌掉块或牵引土层滑坡现象，但规模较小。隧道围岩等级分别为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级，其中以Ⅳ、Ⅴ级围岩较多，施工过程中需要进行現场监控量测。
二、监控量测目的
隧道处于地下，周边围岩非均质、各向异性的特性以及施工过程中各种人为因素的共同影响，使施工前的科学研究分析无法准确吻合实际施工后的状态。因此，必须借助相关仪器设备，通过隧道监控量测及时分析监测结果，实时指导隧道的设计、施工。由此可见，监控量测对隧道的设计与施工具有重要的指导作用，同时也对施工安全具有重要的保障作用。
监控量测可掌握围岩动态和支护结构的工作状态，特别是复杂地质状态下，隧道施工过程中常出现隧道大变形、塌方、衬砌开裂及地表开裂等危险情况，为了预防和处治复杂地质情况下存在的不同类型病害，同时为提高隧道结构物使用安全性，提供必要的基础信息，通过监控量测获取第一手信息具有重要意义。
三、监控量测的主要内容和方法
（1）地质及支护情况观察
判断围岩动态、支护效果和预测前方地质条件的最直接手段是地质及支护情况观察，分为洞内和洞外观察两部分。洞内观察又分为掌子面观察和支护结构观察。掌子面观察是通过围岩地质状况和支护状况描述，对围岩进行合理的分类及对稳定性进行合理的评价，支护结构观察内容包括喷混凝土、锚杆、钢架的状态。洞外观察包括洞地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。
（2）地表下沉量测
浅埋隧道或隧道的浅埋段，多为土质或软弱围岩，一般将会产生较大的地表下沉。为了判断隧道围岩的稳定性和支护效果，地表下沉量测尤为重要，是必不可少的必测项目。特别是城市地区隧道，地表下沉量测为主要项目。地表下沉量测方法与拱顶下沉量测的方法一样，均是水准测量的方法。
（3）锚杆杆体受力和钢拱架受力量测
锚杆和钢拱架工作状态的好坏主要通过其受力后的应力-应变来反映。锚杆杆体受力和钢拱架受力都属于选测项目，所用仪器为钢筋计，量测精度为0.1MPa。
实际工作中，锚杆杆体受力和钢拱架受力的量测是采用与设计锚杆、钢拱架强度相等、且刚度基本相等的各式钢筋计来观察锚杆的应力-应变。
（4）围岩内部位移量测
围岩内部各点的的位移同隧道周边位移一样，也是围岩动态的表现，不仅反映围岩内部的松弛程度，而且还能反映围岩松弛范围的大小，是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。围岩内部位移属于选测项目，所用仪器为位移计，量测精度为0.1mm。在实际量测工作中，围岩内部位移量测先是向围岩钻孔，然后把多点位移计用合适的方法穿入钻孔内，即可测得围岩内部各点相对于孔口固定点的相对位移。
四、监控测量在椴树凹隧道中的应用
根据椴树凹隧道地质情况和施工进展，共布设了62个必测断面，设测点310个，获得监控数据近6700个。本文仅以ZK33+855和ZK34+275断面为例进行稳定性分析。
3.1周边位移和拱顶下沉量测
该断面里程桩号为ZK33+855，按照有关规范和设计要求，自2013年5月10日～2013年6月20日对该断面周边收敛和拱顶下沉进行了为期45d的观测。绘制好位移与时间关系的散点图后，利用Origin软件对时态曲线进行非线性指数函数回归分析（见图1、图2）。由回归曲线可以看出，隧道周边收敛极限位移值为4.457mm，拱顶下沉极限位移值为4.414mm。该断面开挖30d后，周边收敛和拱顶下沉变形均已非常接近自己的极限值，此时周边收敛和拱顶下沉速率均小于0.2mm/d，围岩达到基本稳定，可以进行二次衬砌作业。从上述分析可知，回归曲线的相关系数都较高，说明回归曲线与实测数据吻合较好，反映出了隧道围岩的变形趋势。因此，通过对监测数据时态曲线的回归拟合，可以对围岩变形趋势进行预测，为确定二次衬砌的施作时间提供依据。
地表下沉量测该断面里程桩号为ZK34+275，按照有关规范和设计要求，2014年3月15日～2014年4月15日对该断面地表下沉进行了为期30d的观测。观测发生在隧道中线处；最小下沉量为5.09mm；地表下沉量随着测点距离隧道中线越远而递减。监测前10d，各测点下沉值稳定发展，然而2014年4月23日所有测点地表下沉值突然陡增，最大变化值达到20mm，同时发现地表有裂缝出现，裂缝宽度为1～2cm。经过分析，造成地表沉降速率急剧增大的原因主要有以下3点：a）洞身埋深为6m左右，属浅埋，上覆岩土体难以自稳成拱。b）上覆第四系冲积、坡积成因的砾卵石夹砂土，呈松散结构，因此隧道开挖极易扰动上覆岩土体，引起土体固结沉降，从而导致地层位移。c）施工单位施工时开挖进尺过大，且未能及时进行初期支护。出现此突发情况后，监控量测人员及时向施工单位发出预警通知，施工单位在接到通知后采取了相应措施：缩短开挖进尺，及时进行初期支护，并相应提高喷射混凝土强度。经过后续观测，该断面地表下沉趋于稳定。
五、结语
综上所述，在隧道的施工过程中，按照规范进行隧道施工，辅以监控量测，可以准确掌握隧道内围岩的变形情况，对隧道内突发情况提前作出预警，确保整座隧道的安全质量有序可控，意义重大。
参考文献：
[1]黄金山，黄隆基，陈赞梁，蒋鸿彬，黄培龙，黄泽清.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].科技与企业，2013，14：223.
[2]寇强.围岩监控量测技术在隧道施工中的应用[J].中小企业管理与科技，2012，03：123-124.
[3]鲁海峰.隧道围岩监控量测技术在南阳山隧道施工中的应用[J].科技信息，2010，09
【关键词】 隧道施工；监控量测；应用
一、隧道概况
河南省三门峡至淅川高速公路卢氏至西坪段LXTJ-7标椴树凹隧道所在地位于卢氏县五里川镇。本项目隧道地处山岭地区，勘察表明，隧道所处位置覆盖土层较薄，岩体结构及岩体质量一般，自然山坡处于稳定状态，无重力地质作用产生的不良地质现象；洞口开挖会有边、仰坡崩塌掉块或牵引土层滑坡现象，但规模较小。隧道围岩等级分别为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级，其中以Ⅳ、Ⅴ级围岩较多，施工过程中需要进行現场监控量测。
二、监控量测目的
隧道处于地下，周边围岩非均质、各向异性的特性以及施工过程中各种人为因素的共同影响，使施工前的科学研究分析无法准确吻合实际施工后的状态。因此，必须借助相关仪器设备，通过隧道监控量测及时分析监测结果，实时指导隧道的设计、施工。由此可见，监控量测对隧道的设计与施工具有重要的指导作用，同时也对施工安全具有重要的保障作用。
监控量测可掌握围岩动态和支护结构的工作状态，特别是复杂地质状态下，隧道施工过程中常出现隧道大变形、塌方、衬砌开裂及地表开裂等危险情况，为了预防和处治复杂地质情况下存在的不同类型病害，同时为提高隧道结构物使用安全性，提供必要的基础信息，通过监控量测获取第一手信息具有重要意义。
三、监控量测的主要内容和方法
（1）地质及支护情况观察
判断围岩动态、支护效果和预测前方地质条件的最直接手段是地质及支护情况观察，分为洞内和洞外观察两部分。洞内观察又分为掌子面观察和支护结构观察。掌子面观察是通过围岩地质状况和支护状况描述，对围岩进行合理的分类及对稳定性进行合理的评价，支护结构观察内容包括喷混凝土、锚杆、钢架的状态。洞外观察包括洞地表情况、地表沉陷、边坡、仰坡的稳定、地表水渗漏的观察等。
（2）地表下沉量测
浅埋隧道或隧道的浅埋段，多为土质或软弱围岩，一般将会产生较大的地表下沉。为了判断隧道围岩的稳定性和支护效果，地表下沉量测尤为重要，是必不可少的必测项目。特别是城市地区隧道，地表下沉量测为主要项目。地表下沉量测方法与拱顶下沉量测的方法一样，均是水准测量的方法。
（3）锚杆杆体受力和钢拱架受力量测
锚杆和钢拱架工作状态的好坏主要通过其受力后的应力-应变来反映。锚杆杆体受力和钢拱架受力都属于选测项目，所用仪器为钢筋计，量测精度为0.1MPa。
实际工作中，锚杆杆体受力和钢拱架受力的量测是采用与设计锚杆、钢拱架强度相等、且刚度基本相等的各式钢筋计来观察锚杆的应力-应变。
（4）围岩内部位移量测
围岩内部各点的的位移同隧道周边位移一样，也是围岩动态的表现，不仅反映围岩内部的松弛程度，而且还能反映围岩松弛范围的大小，是判断围岩稳定性的一个重要参考指标。围岩内部位移属于选测项目，所用仪器为位移计，量测精度为0.1mm。在实际量测工作中，围岩内部位移量测先是向围岩钻孔，然后把多点位移计用合适的方法穿入钻孔内，即可测得围岩内部各点相对于孔口固定点的相对位移。
四、监控测量在椴树凹隧道中的应用
根据椴树凹隧道地质情况和施工进展，共布设了62个必测断面，设测点310个，获得监控数据近6700个。本文仅以ZK33+855和ZK34+275断面为例进行稳定性分析。
3.1周边位移和拱顶下沉量测
该断面里程桩号为ZK33+855，按照有关规范和设计要求，自2013年5月10日～2013年6月20日对该断面周边收敛和拱顶下沉进行了为期45d的观测。绘制好位移与时间关系的散点图后，利用Origin软件对时态曲线进行非线性指数函数回归分析（见图1、图2）。由回归曲线可以看出，隧道周边收敛极限位移值为4.457mm，拱顶下沉极限位移值为4.414mm。该断面开挖30d后，周边收敛和拱顶下沉变形均已非常接近自己的极限值，此时周边收敛和拱顶下沉速率均小于0.2mm/d，围岩达到基本稳定，可以进行二次衬砌作业。从上述分析可知，回归曲线的相关系数都较高，说明回归曲线与实测数据吻合较好，反映出了隧道围岩的变形趋势。因此，通过对监测数据时态曲线的回归拟合，可以对围岩变形趋势进行预测，为确定二次衬砌的施作时间提供依据。
地表下沉量测该断面里程桩号为ZK34+275，按照有关规范和设计要求，2014年3月15日～2014年4月15日对该断面地表下沉进行了为期30d的观测。观测发生在隧道中线处；最小下沉量为5.09mm；地表下沉量随着测点距离隧道中线越远而递减。监测前10d，各测点下沉值稳定发展，然而2014年4月23日所有测点地表下沉值突然陡增，最大变化值达到20mm，同时发现地表有裂缝出现，裂缝宽度为1～2cm。经过分析，造成地表沉降速率急剧增大的原因主要有以下3点：a）洞身埋深为6m左右，属浅埋，上覆岩土体难以自稳成拱。b）上覆第四系冲积、坡积成因的砾卵石夹砂土，呈松散结构，因此隧道开挖极易扰动上覆岩土体，引起土体固结沉降，从而导致地层位移。c）施工单位施工时开挖进尺过大，且未能及时进行初期支护。出现此突发情况后，监控量测人员及时向施工单位发出预警通知，施工单位在接到通知后采取了相应措施：缩短开挖进尺，及时进行初期支护，并相应提高喷射混凝土强度。经过后续观测，该断面地表下沉趋于稳定。
五、结语
综上所述，在隧道的施工过程中，按照规范进行隧道施工，辅以监控量测，可以准确掌握隧道内围岩的变形情况，对隧道内突发情况提前作出预警，确保整座隧道的安全质量有序可控，意义重大。
参考文献：
[1]黄金山，黄隆基，陈赞梁，蒋鸿彬，黄培龙，黄泽清.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].科技与企业，2013，14：223.
[2]寇强.围岩监控量测技术在隧道施工中的应用[J].中小企业管理与科技，2012，03：123-124.
[3]鲁海峰.隧道围岩监控量测技术在南阳山隧道施工中的应用[J].科技信息，2010，09