张亚伟
河南理工大学 河南焦作 454002
摘要 论文主要以青山隧道为依托对隧道施工监控量测与数据处理进行研究。在监控量测方面依据公路隧道施工监控量测规范并结合青山隧道的实际情况，制定了科学合理的监控量测方案。并在实际量测中对测点和测线的保护进行了一系列的探索。
关键词：隧道；施工；监控测量
引言
随着新奥法在隧道施工中广泛应用，施工监控量测与数据分析的作用日益突出。科学合理的监控量测以及在此基础上的数据分析，可以比较直观的判断隧道围岩的稳定性，更好的服务隧道施工并为进一步研究隧道围岩性质提供了有力的依据。
1工程概况
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青山隧道主要技术标准：
（1）公路等级：高速公路；
（2）设计速度：100km/h；
（3）车道数：双洞六车道；
（4）隧道主洞建筑限界：
单洞限宽0.75+0.25+0.50+3×3.75+0.75+0.25+1.0=14.75m，单洞限高5.0m；
（5）隧道紧急停车带建筑限界：单洞限宽：
0.75+0.25+0.5+3×3.75+1.0+3.0+1.0=17.75m 单洞限高5.0m。
2 施工监控量测方案
2.1 监控量测目的
（1）掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理。
（2）了解支护构件的作用及效果。
（3）了解洞内大埋深处地应力情况以确定岩爆、大变形发生的可能性和级别。
（4）确保隧道施工及运营安全与经济。
（5）将监控量测结果反馈设计及施工中。
2.2必测项目
（1）洞内、外观察
（2）周边位移量测
每次开挖后尽早进行，最迟不大于24小时，在下一循环开挖前应完成读数。
采用全断面开挖时，可设一条测线，采用台阶法开挖时，可在拱腰及边墙各设一条测线。
（3）拱顶下沉量测
拱顶下沉量测应与水平净空变化量测在同一量测断面内进行，其量测频率应相同；当地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰及基底隆起量。
（4）地表下沉量测
本隧道地表下沉量测包括洞口段、洞身浅埋段（h0≤2b）及隧道开挖宽度3~5倍宽度范围内地表建筑物密集区。浅埋段地表下沉量测断面布置宜与拱顶下沉量测及水平净空变化量测在同一量测断面内。洞口段地表下沉量测应在进洞前布置好监测断面，及时采集数据；隧道出口段春天门大桥和洞顶建筑应在开挖前布置好监测断面，隧道开挖临近是开始采集数据，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止为止。
（5）水文观察
隧道洞身地表水体，需进行水文地质长期观测，观测隧道施工期间地表水体及地下水位变化情况。
2.3 选测项目
（l）围岩体内位移量测（地表设点）
（2）围岩内部变形量量测（洞内设点）
（3）围岩和初期支护间接触压力量测
（4）两层支护间压力量测（5）钢架内力及外力量测
（5）锚杆轴力量测
（6）支护、衬砌内应力量测
（7）围岩弹性波速量测
（8）中间岩柱弹性波测试
上述选测项目应结合本隧道围岩性质、开挖方式有选择的进行：围岩压力、支护及衬砌应变等项目的量测频率开始时应与同一断面的变形量测须率相同，当量测值变化不大时可适当降低量测频率。
3隧道监测测点布置
监测点布置最好能反映监测对象的实际状态及变化趋势，应布置在结构内力或变形的关键特征点、周边环境的关键部位，满足监控要求。
（1）围护墙(边坡)顶部水平和竖向位移监测点布置原则
1)布置位置：沿基坑周边布置，周边中部、阳角处应布置监测点。监测点宜设置在围护墙顶或墓坑坡顶，且应设置在变形最大位置，不得设置在支撑位置。
2)监测点间距：不宜大于20m，且每边监测点数量不宜少于3个。
3)水平和竖向位移监测点应为共同点。
（2）围护墙(或土体)深层水平位移监测点布置原则
1)该项监测项目也称测斜或侧向变形。
2）布置位置：基坑周边中部、阳角处及有代表性的部位，且应设置在变形最大位置，不得设置在支撑位置。
3)监测点间距：宜每3～4幅地下连续墙中布设1孔，特别重要的隧道基坑应每2幅墙布设1孔，且每边监测点数量不应少于l孔。
4)测斜管长度：当测斜管埋设在围护墙体内时，测斜管长度应与围护墙钢筋笼深度相同，并应采取有效措施保障测斜管的无效长度小于2m；当测斜管埋设在土体中，测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的1．5倍，并应大于围护墙的深度(“上海规程”为“大于围护墙深度5～10m”)。
（3）立柱竖向位移监测点布置原则
1)布置位置：基坑中部、多根支撑交汇点、地质条件复杂处等。
2)监测点数量：不应少于立柱总根数的5％。
（4）支撑轴力监测点布置原则
1)布置位置：宜布置在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的支撑上。
2)监测截面：钢筋混凝土支撑的监测截面宜选择在两支点间1／3部位，并避开节点部位；钢支撑若采用表面应变计监测时，宜布置在两支点间的1／3部位，若采用反力计监测时，应布置在支撑端头，并严禁布设在支撑活络头一侧。
3)测点数量：每层(道)支撑的监测点不应少于3个，各层(道)支撑的监测点位置在竖向上宜保持一致。
4)传感器数量：钢筋混凝土支撑每个截面内传感器不宜少于4个，宜布设在钢筋混凝土支撑断面4个角部的主筋，钢支撑每个截面内不宜少于2个(“上海规程”)。
4 青山隧道超前地质预报方案
隧道是地下工程，具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。由于工程地质勘察手段的局限性，决定了勘测阶段的地质资料难以达到与实际地质情况完全一致，因此，施工时必须采用地质调查、地质素描、超前地质预报系统等综合手段，力求保证对前方开挖的地质情况做到心中有数，才能保证工程施工安全。
4.1本隧道根据隧道地质情况设计有以下预报方式：
（1）地质素描
在开挖过程中，使用地质跟踪调查推断法，通过观测已开挖的先行导坑、先行隧洞的围岩状况，进行地质描述，作施工记录，推断隧道掌子面前方的围岩及另一侧隧道围岩状况。需要描述主要内容为：
（2）TSP超前地质预报
TSP超前地质预报法探测距离为200~400m，为了保证其解译有效性，其探测距离应控制在100~150m，前后两次震动波法超前地质探测搭接长度应不小于10m。该方法是对待开挖岩体进行总体判析，建立早预防机制，为地质雷达提供重点或指向性判据。
（3）地质雷达探测
本方法属于短期预报，可探测围岩内的软弱结构面分布，探测岩溶、富水带分布、断层破碎带分布里程，探测距离以30m为宜。对地质雷达异常应根据具体情况辅以地质钻孔进行印证。
（4）超前地质钻孔
4.2青山隧道采用的超前预报方案为：
（1）地质素描：为本隧道全长范围内必做项目。在Ⅳ、V级围岩段要求每10~15m/次，Ⅲ级围岩每25~30m/次，地质变化断面处动态增加。
（2）TSP、地质雷达：为本隧道全长范围内必做项目。TSP一次预报长度120m，地质雷达一次预报长度30m，应保证隧道开挖之前该两项中、短距离物探均已经进行了地质预报。需要说明的是TSP与地质雷达是隧道施工中运用较多的中短距离物探方案，超前预报实施单位也可采用其他有效的物探手段或方案。
（3）浅孔钻探：为本隧道全长范围内必做项目。每10~15m/次，对钻探情况进行必要的施工记录。
（4）掌子面深部钻孔：物探或浅孔钻探结果无法达到理想效果或地质复杂情况的隧道段落采用。超前地质预报的必做项目已进行了工程数量的计量，对掌子面深部钻孔根据地质情况进行了合理估算，施工过程中可根据实际情况动态增加。
参考文献
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