隧道工程监控量测技术分析

摘要：现场监控量技术是隧道施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，排除险情，确保安全，而且通过现场监测获得围岩动态的信息(数据)，为修正和确定初期支护参数，混泥土初砌支护时间提供信息数据，为完善隧道工程设计与指导施工提供可靠的足够的数据。

关键词：隧道工程， 监控量测， 技术分析

为了保证隧道工程的顺利安全施工，必须要对隧道围岩及支护系统的稳定状态进行监测，及时、准确地掌握其动态信息，以反馈指导施工。监控量测就是通过对拱顶下沉量测、锚杆轴力测试等途径来对围岩及支护系统进行实时监测的一种技术，它可以将监控测量到的数据信息进行处理，以图形的形式直观了当的告知技术人员施工中存在的问题并为支护、衬砌的参数调整提供依据。

1 监控量测的目的及意义

1.1监控量测目的

监控量测就是在隧道施工过程当中，对围岩稳定状态、支护、衬砌可靠度进行监测，了解其变化情况，判断工程安全状况并为喷锚支护等参数调整提供可靠依据，将分析处理后的数据反馈到设计及施工当中，以达到优化施工方案、确保安全施工的目的。同时，通过对围岩压力及锚杆、支护结构内力的测定，还可以了解到支护结构的受力状况、应力分布以及锚村的工作状态，从而对原支护结构形式、支护参数和支护时间做出评价，并为二次衬砌施作时机提供客观依据。

1.2 监控量测的意义

监控量测的意义如下：

(1)可根据施工监测得到的反馈信息，制定出安全的施工方案，优化施工组织设计，确保隧道的顺利施工。(2)指导并校核施工单位的测量数据。

(3)定性的对支护结构形式，结构参数及衬砌的施作时间提出建议。

(4)把握围岩动态，对围岩及其稳定性做出评价。

(5)对量测到的异常情况可及时通知相关部门作出预防及处理措施，防止人员伤亡。

(6)可作为支护结构、参数及围岩类别变更及其他一些变更会议的重要参考。

2 监控量测的内容及方法

监按量测具体工作如下：地质观察、洞岩状态监测、洞内位移监测、拱顶的下沉量监测、周边位移监测、地表沉降、水平净空收敛量测等等。这些工作又可分为必测项目及选测项目。选测项目主要包括围岩内部变形量测、锚杆轴力量测、围岩压力量测、支护衬砌应力量测、钢架内力及所承受的荷载量测、围岩弹性波速度测试等，它们是作为必测项目的验证和补充，具体施工时可根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件来确定做哪些选测项目。下面主要阐述必测项目的内容及方法。

2.1 地质观察

当隧道爆破开挖后，应立刻观察施工现场的地质情况及水文情况，对围岩的种类、分布状态、岩石的颜色、成分、构造等都要记录在案，同时，对断层的性质、产状、裂缝程度、充填物的种类，溶洞的情况及地下水的类型都要做好素描记录，在开挖支护后，则应观察开挖面附近的支护状态及裂缝情况，锚杆的工作状态及混凝土有否剪切破坏情况的发生，如果条件允许，则应利用照相或摄像技术将观察到的情况进行数字影像记录，对一些异常的现象，必须要详细记录其时间、地点、现象描述等。

2.2 拱顶沉降监测

拱顶沉降监测，顾名思义，就是对隧道拱顶的下降位移值进行监督量测，因此，在量测之前，必须要先选定一个固定点为参考点，在拱的中心点处钻孔，埋入预埋件，然后悬挂收敛尺，采用高精度水准仪读出参考点及拱顶的标尺数，若有条件，还可同时采用隧道变形监测系统建立能反映隧道净空变形的三维坐标测量系统，两个读数可相互辅佐、校正。监测断面的设置要合理，在距开挖面2m范围内必须设有监测断面，洞口浅埋段每15m间距应面市一个监测断面，洞内深处可按每25m布一监测断面，须保证每次爆破前测读读数。

2.3 地表沉降监测

通常情况下，隧道在刚开挖时，进出口的覆盖层较薄，成拱后的稳定性较差，地表易发生沉降现象，为确保浅埋段的施工安全，就必须对地表的沉降量进行监测，在具体监测时，首先也要在施工现场设一固定的参考点，使用高精度全站仪进行观测，在测量的整个过程中，必须要保证监测人员不变，监测位置不变，立尺位置不变的\"三不\"原则，在布设测点时，同一量测断面取不少于10个测点，测点的间距要不小于3m，地表沉降的量测频应和拱顶沉降测频相同，同时地表下沉量测应在开挖面前适当位置处开始。当衬砌结构封闭时，地表沉降监测工作即可停止。

2.4 周边位移监测

周边位移监测就是监测隧道内壁两点的相对位移，察看开挖过程中是否有超挖及欠挖现象的出现。其具体的量测方法为:对一些地质突然改变、水质情况突然改变、浅埋处洞口及其他一些必要监控的关键断面进行监控，每个量测断面设置至少5个锚固点。

3 监控数据处理与分析

当取得充分的监控数据后，即可对数据进行分析处理，首先采集到的数据会被校核，以保证其具有可靠性，在每次量测数据后，就应立即对其进行校核整理及误差的消除处理，将数据绘制为时间与位移、收敛速度与时间、位移与掌子面距离的时态曲线，印制监控量测报告，报告应包含位移时态曲线图、位移散点图等重要图表，以利于找出监测量的变化规律。最后对报告做出分析，根据曲线图或散点图，选取合理的数学函数进行分析，较常用的方法如下：

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