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公路隧道施工过程变形监测及控制杨明宇

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：杨明宇

[导读] 摘要：随着经济等方面的不断发展，我国公路工程施工行业迎来了飞速发展时期，面对不断增加的隧道施工数量，社会各界人士对其施工质量又提出了更高的标准。

        长沙市市政工程有限责任公司湖南长沙 410001
        摘要：随着经济等方面的不断发展，我国公路工程施工行业迎来了飞速发展时期，面对不断增加的隧道施工数量，社会各界人士对其施工质量又提出了更高的标准。但是通过实际调查发现，在实际公路隧道施工过程中极易出现变形问题，一方面影响正常施工进度的基础上，另一方面不利于项目质量水平的提升。鉴于该种现状，文章从定西通定高速公路项目隧道施工出发，总结了施工过程出现变形的规律，着重对其监测控制措施进行了详细的分析。
        关键词：公路隧道；施工变形；监测
        引言
        目前，高速公路的双向隧道的形式大多采用的是分离式，但由于部分隧道所处地形、地质环境较为复杂，迫使双向隧道的距离较短，甚至形成连拱隧道形式，此时隧道爆破施工过程，隧道开挖区围岩的安全隐患较大，所以在隧道爆破施工过程中应该严格控制爆破药量，并且需确定适合隧道爆破施工时最大爆破药量。为了进一步深入研究，文章针对某公路隧道爆破施工段的隧道围岩振动速度、变形值进行监测。
        1高速公路隧道的施工特点
        高速公路隧道施工项目在穿越深山峡谷地带时，施工环境较差，施工难度系数较高，工程施工具有非常隐蔽的特点。在隧道内进行施工属于地下洞内作业，环境比较恶劣。施工过程中，由于不确定因素较多，导致施工实际情况与设计不相符的问题频频出现。此外，需要提前勘察高速公路隧道工程所在地区的地质和水文地质，如果预计出现误差，将导致后期隧道施工设计出现不断调整、修改的现象，在不断变更的过程中也会产生诸多问题，需要全部解决。因此，只有加强对隧道施工技术的研究，才能确保工程施工质量。
        2隧道施工变形控制的措施分析
        2.1超前注浆加固
        为了能够更好地控制好公路隧道施工变形问题的出现，鉴于超前注浆加固处理过程中，施工人员就必须从以下几个方面进行分析：第一，从有着疏松结构喜爱加以分析，施工人员应该想方设法将其变的均匀；第二，维持土体内部较少的水分，借助有效地手段排水多余水分，不断提高土体的固结度；第三，促使土体摩擦角不断地增强，在最小的渗透数据下，确保地层的特点进行合理的调整，降低坍塌问题的发生概率；第四，改善水土流失问题，营造良好的施工现场环境。在本地区开展的公路隧道施工项目当中，通过实际调查发现，有着较差的围岩结构，再加上有些路段含有较多的水分，要想能够保证整个施工过程更具安全性特点，那么施工人员就必须应用合理的加固形式，全面把控好施工变形现象的出现。从本施工项目下出发，最大的困难就在于较差的地层环境，鉴于会出现较大变形问题的地层，极大地增加的施工工作的难度。对此，在超前注浆加固处理过程中，施工人员可以借助Φ60mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管的超前支护，控制管长为3m，应用的注浆超前小导管应该控制好环向的间距，最终应该保持在40cm。尤其是某些路段突出的不稳定特点，此时更需要施工人员及时地调整好加固的数值。
        2.2不良地质地段隧道施工安全技术措施
        目前来说，主要的不良地质条件包括易产生岩爆区、岩溶区、软弱破碎且富含地下水区以及膨胀岩区域。在这些区域经常会出现险情，比如突泥、岩爆、支护结构破坏、突水以及坍塌等，会对施工人员和施工设备造成巨大威胁。该隧道工程NK1+159和BK0+258断面附近即出现上述不良地质情况，以下给出具体的处置方法。（1）软弱破碎且富含地下水和岩溶地区。对于该地区，施工前应进行详细的地质勘查，并开展超前地质预报，依据所得预报信息因地制宜的制定合理的施工方案，并根据预报信息实时更改施工参数，保证施工安全、有序进行。（2）膨胀岩地区。对于该地区，需要严格控制围岩变形，保证围岩和支护结构相互紧贴，并采取严格防水、少做扰动、尽早封闭的施工措施。此外，还要对围岩变形进行实时监测，若出现围岩变形突增等特殊情况，应该及时撤走人员和设备。（3）岩爆地区。

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在岩爆地区，主要工作就是降低围岩应力，可以采取超前钻孔以及向围岩喷水的方法减少应力。此外，需要进行实时监测，若出现危机情况，应该及时撤离。（4）加强围岩和支护结构监测。对监测数据进行实时观测分析，若出现围岩变形突增情况，应该及时采取措施进行处置。（5）编制紧急预案。在诸如上述不良地质区，应该制定应急预案，并储存充足的物资用于特殊情况下的抢救。
        2.3防排水技术
        在高速公路隧道工程施工中，防排水施工十分重要，同样也是整个工程的重点、难点部分，主要以结构的形式达到防排水效果。结构防排水施工前期，必须做好施工设计工作，需要结合隧道水文地质、地形地貌、隧道建造结构进行设计。通常情况下，以防排、防堵两者结合的方法较为普遍。此外，在隧道防排水施工阶段，需要控制施工缝与变形缝的施工质量，从而保障隧道排水速度且无渗漏。
        2.4现有隧道施工监测仪器的精度技术指标
        各种类型的钢卷尺收敛计是隧道周边收敛监测的主要仪器，钢卷尺收敛计标称精度和分辨率分别达到0．1mm和0．01mm，但影响钢卷尺收敛计测量精度的因素很多，其施测精度仅为0．6mm。精密水准仪悬挂钢尺法是隧道拱顶下沉监测的主要仪器和方法，精密水准仪配合铟钢尺的每千米往返测量高差标准偏差可以达到0．3～0．5mm。虽然传统收敛计和精密水准仪悬挂钢尺法的测量精度高，但其操作要求高、测量效率低和测量时施工干扰大，特别是当隧道净空高度大于6m时，还存在挂尺困难的问题。随着全站仪测量技术的快速发展，新型全站仪的测量精度已经达到1mm+10－6d（d为测量距离，km），例如徕卡TS30、徕卡TS15i、徕卡TCA2003、拓普康MS1AVII和索佳NET05AXII等。对监测点进行变形监测时，通过选用高精度的全站仪，采取增加测回数、选择合适的监测位置和对监测数据进行平差计算处理等措施，全站仪监测隧道周边收敛和拱顶下沉的精度可以达到±1mm，能够满足铁路隧道施工变形监测的精度要求。因此，高精度的全站仪被逐步应用于铁路隧道施工阶段的周边收敛和拱顶下沉监测中。
        2.5钻爆施工技术
        钻爆施工是高速公路隧道施工中的重要施工环节，应选择合适的爆破器材。目前，硝铵炸药爆破是我国隧道工程施工中最普遍使用最的一种爆破手段，而这种爆破需要采用掏槽的施工方法才能完成。槽分为两种类型：一种是直眼型，一种是大中空孔型。钻爆施工需要安排专业技术人员进行专业部署，实行全面布控，严格按照隧道工程施工标准要求开展钻爆施工。实施钻爆施工时需要将隧道围岩的各种性质问题考虑在内，并严格控制支护工作，以保障隧道的稳固性、安全性。此外，由于施工工序不同，需要根据施工实际情况合理安排施工方法，在保障隧道安全和稳定效果的基础上，提高施工质量和施工效率。例如，在软围岩施工中，以预防围岩松弛为主；在硬围岩施工中，以控制遗留岩体损伤为主。
        结语
        简而言之，公路工程施工行业作为推动我国经济持续发展的关键部分，鉴于公路隧道施工中经常出现的施工变形问题，文章提出了相关的举措，希望通过先进施工技术的优势下，降低公路隧道施工变形问题发生概率的同时，也能够促使我国公路隧道施工行业尽快实现可持续发展目标。
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