陳旭 尹志勇

摘要：隨著我國高速公路建設的快速發(fā)展，修建的隧道越來越多，對隧道施工安全的要求也越來越高，為圍巖測量的推廣應用提供了非常有利的條件。圍巖測量作為施工過程中要求嚴格、專業(yè)，且在隧道開挖中，必須從施工的實際操作中發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，從而將影響降到最低。

關鍵詞：高速公路;隧道施工;監(jiān)控量測;技術

一、工程概況

某高速公路隧道為雙線分離式，左右線間距為28m，隧道區(qū)海拔高程為1198.58～1939.63m，相對高差741.05m，進口段平面為直線，縱坡+1.3%。右線進口里程K88+245，出口里程K93+860，右線全長5615m。

地下水類型主要包括第四系松散堆積層孔隙潛水、基巖裂隙水等。洞身區(qū)主要為泥質砂巖、砂質泥巖夾砂巖、砂巖夾泥巖，風化程度以中微風化為主，除斷裂段外，泥鈣質膠結，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質較軟，巖體完整性較好，圍巖自穩(wěn)能力一般。斷裂帶處圍巖很破碎，完整性較差，自穩(wěn)能力較弱。進口段洞身穿越1條斷層，為F5大文莊斷裂（斷層里程為K89+070-K89+240），為非全新活動斷裂，圍巖等級為V級。

二、圍巖監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)特點

1.有效避免人為對監(jiān)測數據采集和處理過程的干擾，確保數據真實反映和反饋處理及時性，實現(xiàn)超限自動預警。2.突破傳統(tǒng)管理模式，實現(xiàn)監(jiān)測數據采集、數據傳輸、服務器后臺綜合分析、自動反饋。系統(tǒng)操作簡單、功能齊全、窗口界面操作便捷、實用性強，降低內業(yè)處理時間，提高管理效率。3.實現(xiàn)觀測數據及處理結果遠程實時查詢、溯源管理。4.有效降低成本，具備可推廣性。

三、圍巖監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)在隧道施工中的應用

（一）超前地質預報分析

由第三方檢測單位于2017年8月28日至9月29日先后采用地質雷達和TSP進行了超前地質預報，根據報告中地質雷達測線數據和TSP測試等結果，綜合分析出進口右洞K89+146—K89+220地質情況，認為該段巖體比前段變差，巖體破碎，呈角礫、碎石狀結構，節(jié)理裂隙極發(fā)育，結構面間膠結差，軟弱夾層發(fā)育，地下水較發(fā)育，尤其是K89+182—K89+204段，掌子面極易掉塊、坍塌，需嚴格控制開挖進尺，及時施作初期支護，必要時加強防排水措施，防止邊墻及拱頂掉塊坍塌。

（二）監(jiān)測數據的分析應用

1.測量數據的觀測、整理

掌子面地質狀況表、周邊收斂拱頂下沉測量數據，每次觀測后立即對數據進行校核，有異常及時補測;每次觀測后及時對數據進行整理，包括觀測數據計算、填表制圖、誤差分析等。

2.測量數據分析

1）及時根據現(xiàn)場測量數據繪制時態(tài)曲線和空間關系曲線。當位移一時間曲線出現(xiàn)反彎點時，表明圍巖和支護已發(fā)生了變形，呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時應密切監(jiān)視圍巖動態(tài).，并加強支護，必要時暫停開挖。

2）結合實測值并根據變形等級的規(guī)定，確定變形紅線。當實測值接近或達到警戒值，位移速率無明顯下降，且初噴表面出現(xiàn)明顯裂縫時，應立即采取補強措施，并調整原支護設計參數或開挖方法。（1）硬巖取下限，軟巖取上限;（2）拱腳水平相對凈空變化值，指兩測點間凈空水平變化值與其距離之比;拱頂相對下沉，指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比;（3）Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ類圍巖可按工程類比初步選定允許值范圍;（4）墻腰水平相對凈空變化極限值，可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1.1～1.2后采用。項目部根據超前地質預報結果，加強了監(jiān)測頻率及密度，2017年10月6日，大中山隧道F5大文莊斷裂帶出現(xiàn)突發(fā)性變形，監(jiān)控量測小組采用全站儀進行現(xiàn)場監(jiān)測時，數據分析發(fā)現(xiàn)K89+182-K89+204段水平收斂和拱頂下沉變形異常，在重新復測確認后，2017年10月6日12：00利用便攜式采集端現(xiàn)場上傳監(jiān)測數據至服務器，服務器隨即進行綜合計算分析，并根據設定的監(jiān)測方案預警標準進行判定，得出K89+182斷面監(jiān)測數據，均觸發(fā)速率紅色預警。

監(jiān)控量測信息化系統(tǒng)立即推送手機短信預警信息、網頁版掛飾預警信息以及PC機預警提醒，通過3種途徑同時推送，預警信息根據權限設置分別送至不同層級的管理人員，做到不同問題在第一時間通知相關人員進行核實、處理與反饋?，F(xiàn)場按照2h/次加大監(jiān)測頻率，至2017年10月6日18：00，現(xiàn)場監(jiān)測數據顯示異常變形擴大到K89+167斷面（即變形范圍擴大到距離掌子面37m）;19：00，上傳監(jiān)測數據至服務器，項目部收到工程預警信息后，調查分析預警原因，率先采取暫停洞內施工，撤離人員及機械至安全地帶，洞內設置警戒線，安排專人進行安全巡視，并對發(fā)生問題的區(qū)域連續(xù)進行監(jiān)測。

建設單位收到工程預警信息后，立即組織監(jiān)理、設計、施工等相關技術人員趕赴現(xiàn)場進行踏勘。預警斷面位于F5大文莊斷層破碎帶中間部位（F5斷層里程為K89+070—K89+240），揭示圍巖為強風化，節(jié)理裂隙發(fā)育，受構造運動影響，巖體破碎，膠結性差，節(jié)理短小雜亂，地下水不發(fā)育，圍巖級別為Ⅴ級?，F(xiàn)場采用三臺階法施工，按照超前小導管+Vb支護參數進行超前和初期支護。觀察發(fā)現(xiàn)，K89+170-K89+178段（8m）拱頂有縱向裂紋、初支剝落現(xiàn)象;K89+155—K89+160段（5m）右側上中臺階結合部位初支開裂、剝落;K89+158里程左側、K89+163里程右側存在由拱腰處向拱頂延伸的環(huán)向貫通裂紋。組織召開現(xiàn)場專題會，按照“寧強勿弱”的原則，研究確定工程措施，即先封閉掌子面、初支開裂段落，進行反壓回填;同時施作加固圈，增設邊墻砂漿錨桿及注漿鎖腳錨管;并對左右線掌子面前方30m支護參數由Vb調整為Vc，以鞏固加強;預留變形量為15cm，加大收斂、沉降異常段落的監(jiān)控量測頻率，按照2h/次監(jiān)測，持續(xù)到變形在允許范圍內，并做好變形動態(tài)分析。在此次預警響應過程中，建設各方迅速采取應急處理措施，及時地解除了險情，避免了圍巖異常變形加速、初支失穩(wěn)帶來的隱患。

四、結論

監(jiān)控量測工作在整個隧道的施工中至關重要，為工程安全而快速地施工提供依據。監(jiān)控量測資料從一個側面反映了施工實際情況，是竣工文件中不可缺少的部分，可為其他類似隧道工程設計和施工提供依據，并為建成后運營管理服務。

參考文獻：

[1]朱紀明.青山隧道監(jiān)控量測技術及其在施工中的應用研究[D].青島：山東科技大學，2018.