浅谈隧道监控测量
浅谈隧道监控测量
摘要：以重庆路岳家沟隧道为例，对灾后重建隧道监控测量进行了分析、探讨。
关键词：隧道 监控测量
0 引言
隧道监控测量是新奥法施工的重要技术控制手段之一，其结果主要用于对隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性进行评价，帮助施工技术人员全面了解隧道施工实际围岩级别和变形特性，从而达到对隧道二次衬砌的施作时间的正确选择，隧道监控测量是保障隧道建设成功必不可少的手段。本文结合重庆路岳家沟隧道实例，对隧道监控测量的布设、方法和频率进行了介绍，并对测量结果和信息反馈进行了分析。
1 工程概况
四川“5.12”大地震后，重庆市对口支援崇州市灾后重建工程——重庆路岳家沟隧道，位于崇州市怀远镇宝峰村至道明镇斜阳村之间，为一座单洞公路短隧道，其全长480m。该隧道平面位置部分处于直线段上，部分处于曲线段上，属浅埋隧道，最大埋深仅为102.5m。
地质方面，该隧道穿越地层主要为白垩系上统灌口组泥岩、强风化岩、强风化泥岩，层间结合较差，隧道穿越老场正断层及羊角背斜，主要为V、Ⅳ级围岩，地下水贫乏，无岩溶等不良地质，但该隧道受地震影响，内部情况不明确，且进出口存在顺层坍塌等不利因素。
2 隧道监控测量的目的
隧道监控测量的主要目的是提高隧道自身及其施工的安全性、修正设计参数、指导施工、积累建设经验。
3 岳家沟隧道必测项目测点布置、测量方法及测量频率
3.1 测点布置和测量方法
3.1.1 必测项目
3.1.1.1 施工地质及支护状况观察与描述 在隧道掌子面爆破后和初喷之后，施工人员须要进行肉眼观察、使用地质罗盘和锤击检查，同时对其进行描述和填表，记录下围岩中的地质情况：岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。现场可以判断围岩级别是否和设计情况吻合，有条件的应采用拍照摄像，同时测量出地下水的流量；并监控围岩的支护效果。5～10m填写一张围岩施工地质记录卡片。
3.1.1.2 拱顶下沉测量 拱顶下沉测量是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2～3m共设3个带挂钩的锚桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。该测量通过一个测量相对基准点，用精密水准仪和测微器、配合铟瓦合金尺用倒尺法测量拱顶下沉。岳家沟隧道在洞顶K0+165、K0+385两断面（隧道里程）附近分别布设15个测量点。
3.1.1.3 周边收敛位移测量 隧道开挖以后，在预设点的断面，沿隧道周边部位分别埋设测线、测桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头设保护罩。测线每断面布设上下2条、测桩每断面2对共4根。采用钢尺式周边收敛仪来测量周边收敛变形。
3.1.2 选测项目 隧道选测项目监控测量断面布置
3.1.2.1 锚杆轴力测量 锚杆轴力计安装与拱架应力计安装基本相同，在锚杆待测部位并联焊接钢筋计，焊接时应对轴力计采取降温措施。
3.1.2.2 隧道洞口浅埋段的地表下沉测量 根据岳家沟隧道施工现状，隧道进出口浅埋段各布测1个地表下沉测量断面，每个断面各布置9个地表下沉测量点，采用精密水准仪和测微器进行观察。其观测结果与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。
3.1.2.3 围岩内部位移测量 该测量是用具有3～5点钻孔伸长计的多点位移计进行测量，每一测量断面布设3～5组测点。其目的是了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布，为准确判断围岩的变化发展提供数据。
3.1.2.4 围岩压力的测量 围岩压力测量主要是把压力盒布设在围岩与初支中间，为了测围岩压力；另外把压力盒布设在初支与二衬之间，为了测两层支护间的压力。
力盒时，应该使压力盒的受压面朝着围岩方向。在隧道壁面，如果测围岩施加给喷砼层的径向压力时，可以用水泥砂浆把压力盒固定在岩石面上，然后施作喷砼层，注意请不要使压力盒和喷砼之间存在间隙，使得压力盒与围岩受压面在一起贴紧。
围岩压力测试的主要是为了判断复合式衬砌中围岩载荷的大小，为了判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。
3.1.2.5 支护混凝土内应力测量 支护混凝土内应力测量是为了了解支护衬砌内的受力状态。在衬砌的内外层钢筋中成对布设。安装前要在主筋待测部位将钢弦式应力计并联焊接上，施工中应注意在焊接中对应力计淋水降温，同时对应力计编号并记录下应力计型号，使用透明胶布将写在纸上的编号粘贴在导线上。
3.2 测量频率 岳家沟隧道每个测点测取读数的频率如表1
4 测量结果
隧道监控测量中选测项目可根据工程实际情况选择性的测量，而必测项目是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性测量工作，测量密度大，测量信息直观可靠，它贯穿在施工过程中，对监测围岩稳定、指导设计和施工有着巨大的作用。岳家沟隧道在每个洞口各布设地表下沉测线1条；周边收敛在Ⅳ、Ⅴ级围岩中测量断面的间距为20～30m；在围岩变化和各类围岩的起始地段适当加密，当发生较大涌水时，V、IV、Ⅲ级围岩测量断面的间距缩小至5～10m。该工程中拱顶下沉每断面为3个测点、周边收敛每断面为上下2条测线。因其它测量项目都较易理解和操作，测量结果也较直观，因此下面只对拱顶下沉监测和周边收敛监测重点说明。
4.1 拱顶下沉监测 从监测实测数据来看，拱顶下沉量均未超出规范值。在新奥法施工中，拱顶下沉初期增速较快，一周后增速有所缓慢，随后慢慢出现基本稳定趋势，拱顶下沉累计值与时间的关系变化曲线主要是抛物线
4.2 周边收敛监测 从监测的情况来看，周边收敛量基本上都比较稳定，变形稳定时间一般在1~2周内，周边收敛变化曲线主要是抛物线见图3。
5 结语
隧道的监控测量是保障隧道建设成功的重要手段。目前隧道的监控测量技术得到了很大发展，监测内容也逐渐丰富，但是因为隧道施工的未知性和不确定性，也存在许多有待改进的地方值得我们不断探索与改进。
参考文献：
[1]交通部《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94).
[2]重庆市交通规划勘察设计院岳家沟隧道两阶段施工图设计文件.
