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摘要：隧道施工的监控量测，是根据施工现场测量获得的有关数据，再通过对这些数据力学分析，来判断未知的事故和安全隐患。本文就高速公路隧道在建设中监控量测的项目及方法加以介绍，并以临合高速曲奥隧道工程为例阐述在高速公路隧道建设中的施工监控量测工作。
关键词：高速公路隧道；监控量测；应用
一、监控量测的目的和项目
1、监控量测的目的是为了在施工中保障质量与安全，将量测数据做系统处理，做好预测预报。在施工中通过监控量测进行信息的预测和反馈指导工作，确保施工中的安全。监控量测技术在高速公路隧道施工中优化了项目的经济和环境效益。
2、为了保护隧道的顺利开挖及二次衬砌的时间，隧道围岩的量测必测项目一般包括地质及支护状况、周边收敛、拱顶下沉和地表下沉等。地质及支护状况包括岩性、岩层产状、结构面、溶洞、断面描述、支护结构裂缝等；周边收敛是量测隧道周边位移，了解收敛状况和断面变形状态，判断稳定性；拱顶下沉量测是监视拱顶下沉，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性；地表下沉是根据地表下沉位移量判定隧道开挖对地表的影响，优化施工组织设计。
在临合高速曲奥隧道监控量测工作中最主要的是周边位移量测、拱顶下沉量测和地表下沉量测，它是隧道围岩应力状态变化最直接的反映。监控量测必须要紧接开挖、支护作业，按要求进行监测和布置，及时对数据进行分析，有必要时增加或调整监测的目的和内容。在观察过程中支护发生异常现象的，要采取有效的应急措施，加大观察力度。洞内外的观察，要严格按照标准进行，做好数据记录并及时分析和整理，方便施工中的应用。
二、监控量测主要项目的监测方法
1、周边收敛量测
隧道监控量测断面的选择应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程的实际情况而定。一般采用收敛计进行传统的接触量测，亦可采用非接触量测方法使用高精度全站仪配合反射贴片，采用对边测量方法或三维坐标法进行量测。我公司曲奥隧道施工中采用收敛计进行传统的接触量测（测点布置如图1）和非接触式三维坐标法共同进行量测，以使量测结果能互助对照，相互检验。量测频率主要根据位移速度和测点距开挖面距离而定（如表1），一般情况下，随着围岩逐渐稳定，量测次数可以逐渐减少，当出现异常情况时，应及时增加量测次数。
2、拱顶下沉量测
可采用水准仪配合钢尺的接触式量测方法，也可采用高精度全站仪和反光贴片的非接触量测方法。量测前预先在拱顶型钢上焊接一弯钩，将带有挂钩的卷尺送到拱顶，随后通过水准仪前、后视量测。使用非接触量测的方法同周边收敛量测,拱顶下沉和周边收敛采用同一断面和相同的频率。
3、地表下沉量测
首先埋设基准点。基准点埋设在隧道开挖横向5倍洞径外的区域，埋设两个基点，以便互相校核，方法参照标准水准点的埋设，基点应与附近水准点联测取得原始高程。其次结合设计图纸和现场情况，布置地表沉降观测点。
我公司曲奥隧道施工中横断面方向在隧道中心及两侧间距2～5m处设地表下沉观测点，每个断面7～11个测点，隧道中线附近密些，远离隧道中线远些。地表下沉量测在开挖工作面前方，隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始量测点距，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时止。隧道进出口山体坡度较陡，浅埋段距离较短。纵断面间距以隧道埋深与隧道设计横断面比较计算确定，如：隧道埋深不小于隧道横断面宽的2倍时，间距取20～50m；隧道埋深小于隧道横断面宽时，间距取5～10m；在此之间时，取20～50m。采用电子水准仪量测，开挖面前＞30m，1次/2天；开挖面前后＜30m，2次/1天；开挖面后30－80m，1次/2天；开挖面后＞80m，1次/7天。
三、量测数据整理、分析及围岩稳定性判识
1.隧道开挖时及时分析有效数据并计算变化速率和预测最大位移，绘制时间-位移曲线和回归曲线，确定已发生位移占预测最大位移的比率。
2.以位移-时间曲线为基础，根据位移、变化速率等分析、评定围岩和支护的稳定性：当位移急剧增加，每天的相对净空变化超过10mm时，应重点加强观测，并密切注意支护结构的变化；当位移随时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉块，此时应尽快采取补强措施以防坍方；当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预测值的80～90%，收敛速度小于0.1～0.2mm/d时，拱顶下沉速率小于0.1mm/天，可认为围岩基本稳定，可施作下道工序。
四、监控量测的规范化
1、监控量测工作要紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，根据现场的情况进行有效的调整。在施工中要进行洞内、外的观察，开挖工作面和已施工地段进行观察。每次开挖前都要进行工作区域的观察，观察区域出现恶化时，要采取有效的处理措施。将每次观察后的内容绘制成工作区域的地图，纪录工作区域的地质和施工安全程度。对已经施工或完工的地段，要继续观察，主要集中在钢拱架和锚杆等主要的受力点上。在拱顶下沉和地表下沉量测的基点要在洞内、外建立水准基点联系。测点要便于识别，注意保护防止损坏。必测项目有净空、拱顶下沉和地表下沉等，且设置上要在同一个断面。
2、量测的仪器和作业要求，要根据隧道监控量测的项目来选定。在仪器上，洞内、外观察中采用现场观察，使用地质罗盘和数码相机。收敛观测使用收敛计或全站仪。拱顶下沉和地表下沉，采用水准测量的方法，使用水准仪和钢尺、塔尺等进行量测。
3、在监控量测高速公路隧道施工中，我们不能因为隧道施工的断面跨度大和地质资料不全面，而放弃整个量测工作。由于隧道的开挖断面很大，我们要了解围岩的特点和变化规律来进行相应的调整变化。通过具体问题具体分析来解决施工中的问题，在保证安全和质量的前提下，更好的完成隧道施工。
五、结语
在高速公路施工中，周边位移量测和拱顶下沉量测在隧道施工中有很重要的作用。要及时掌握监控量测的数据，对围岩和位移量测有充分的了解。在施工中能科学合理的应对突发事件，采取相应的措施来保证施工的安全。
参考文献
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