摘要：公路隧道工程在我國(guó)交通行業(yè)占有非常重要的位置，關(guān)系到人們出行的安全性，組織施工需要保證隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量。為了達(dá)到這一目的，以某公路改造工程為例展開分析，首先從監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容、流程與方法三個(gè)方面介紹技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容，并且提出編制技術(shù)方案、數(shù)據(jù)回歸性分析、量測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)際運(yùn)用三點(diǎn)需要注意的問題，明確技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題，結(jié)合監(jiān)控量測(cè)實(shí)際制定解決方案，通過監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，有效提高施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，全面了解隧道構(gòu)筑、開挖與支護(hù)實(shí)際情況，提高隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以期能夠?yàn)榻窈蠊饭こ趟淼理?xiàng)目的施工提供科學(xué)的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：公路隧道;監(jiān)控量測(cè)技術(shù);地表沉降、拱頂下沉

中圖分類號(hào)：U456.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

公路隧道工程施工最為關(guān)鍵的是保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，后期項(xiàng)目投入使用之后才能夠確保安全。在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)采用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，主要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析潛在危險(xiǎn)因素，及時(shí)消除隧道工程施工的安全隱患。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)被運(yùn)用在公路隧道施工當(dāng)中，因?yàn)轫?xiàng)目具有復(fù)雜性，還存在一些危險(xiǎn)因素，加之隧道構(gòu)筑、開挖與支護(hù)等方式也影響到穩(wěn)定性，所以，如何發(fā)揮監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的真正作用是目前組織施工期間需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

1工程概況

某公路改造工程現(xiàn)場(chǎng)包括2個(gè)隧道，均為單洞雙向兩車道隧道。經(jīng)過測(cè)量得知隧道的主洞建筑界限的凈高、凈寬分別為6m、10m，行車道參數(shù)為4.0x2m，側(cè)向?qū)挾仁?.25/0.25m，人行道參數(shù)為0.80x2m，隧道設(shè)計(jì)速度是40km/h，具體參數(shù)見表1所列。該項(xiàng)目施工期間采用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，但是技術(shù)方案內(nèi)容還不是非常完善，為了提高施工質(zhì)量與效率展開項(xiàng)目施工的分析。

2公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用方案

2.1監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容

公路隧道工程中應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，可以保證隧道結(jié)構(gòu)的安全性。施工人員加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的重視，采集到的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)處理之后，反饋給管理人員作為現(xiàn)場(chǎng)施工指導(dǎo)的依據(jù)。將監(jiān)控量測(cè)技術(shù)運(yùn)用在信息預(yù)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)等環(huán)節(jié)，也可以消除施工期間潛在的安全隱患[1]。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)作為公路隧道施工的方法之一，也可以提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，有利于環(huán)境保護(hù)。

監(jiān)控量測(cè)技術(shù)主要用于圍巖內(nèi)部位移與拱頂下沉的量測(cè)，如果施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)附近位移、拱頂下沉現(xiàn)象，可以直觀的了解到隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)圍巖內(nèi)部位移進(jìn)行量測(cè)，可以結(jié)合量測(cè)結(jié)果總結(jié)隧道圍巖、位移量應(yīng)力的分布情況，從而準(zhǔn)確判斷圍巖是否存在變形。除此之外，支護(hù)壓力襯砌主要是將圍巖壓力、層間呈現(xiàn)的支護(hù)壓力作為依據(jù)，具體需要按照對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，明確圍巖條件，再選擇合適的支護(hù)與施工工藝[2]。

開挖隧道環(huán)節(jié)按照監(jiān)控量測(cè)所得數(shù)據(jù)繪制圖紙，了解凈空變化、隧道內(nèi)部實(shí)際狀況。因?yàn)楸O(jiān)控量測(cè)技術(shù)的主要作用是了解現(xiàn)場(chǎng)是否存在位移量測(cè)、拱頂下沉的現(xiàn)象，所以可以幫助施工人員了解到隧道圍巖應(yīng)力狀態(tài)，量測(cè)位移加強(qiáng)隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為公路隧道項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工提供有價(jià)值的指導(dǎo)。另外，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，要在開挖與支護(hù)作業(yè)之后進(jìn)行，嚴(yán)格參照施工要求展開監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)布置，結(jié)合隧道施工實(shí)際優(yōu)化監(jiān)控量測(cè)方案[3]。

隧道內(nèi)部施工需要分別從洞內(nèi)、外展開同步觀察，采集施工范圍內(nèi)的有效數(shù)據(jù)，消除隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，其巾施工地段必須要定期組織觀察才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。觀察期間支護(hù)作業(yè)如果存在異常，必須要采取有效的措施加以解決，并且增加觀察人員。觀察工作的進(jìn)行需要滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，采集的所有數(shù)據(jù)、地質(zhì)條件信息全部記錄，作為后續(xù)施工環(huán)節(jié)的資料。

2.2監(jiān)控量測(cè)流程

按照地質(zhì)勘測(cè)資料，公路隧道施工之前應(yīng)該編制監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的實(shí)施方案，并且在準(zhǔn)備階段驗(yàn)證監(jiān)控量測(cè)方案的可行性，安排專門人員負(fù)責(zé)觀察。進(jìn)入到正式施工環(huán)節(jié)之后，需要參考實(shí)際出現(xiàn)的問題制定解決方案，確保隧道工程施工的有序進(jìn)行[4]。隧道監(jiān)控量測(cè)結(jié)果作為隧道結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性的判斷依據(jù)，在分析之后需要制定可行的應(yīng)急方案[5]。

2.3監(jiān)控量測(cè)方法

第一，工作面與初期支護(hù)工作完成之后，相應(yīng)地段需要加大觀察力度。公路隧道工程的地質(zhì)條件是觀察主要對(duì)象，詳細(xì)記錄觀察信息，技術(shù)人員使用地質(zhì)羅盤儀可以了解到挖面周圍初期支護(hù)質(zhì)量，明確圍巖與支護(hù)施工情況;第二，沉降監(jiān)測(cè)。此次公路隧道項(xiàng)目施工期間，洞口段、淺埋、偏壓段地表在監(jiān)控量測(cè)的過程中，因?yàn)槎纯诙蔚母采w層厚度不夠，無法形成拱面狀，還會(huì)導(dǎo)致地表沉陷，所以為了保證隧道洞口施工的有效性，針對(duì)此段地表實(shí)施沉降監(jiān)測(cè);第三，收斂量測(cè)。收斂量測(cè)包括傳統(tǒng)性接觸量測(cè)和非接觸性量測(cè)兩種，其中傳統(tǒng)性接觸量測(cè)是在魚竿頂端固定掛鉤，以此實(shí)施收斂式量測(cè);而非接觸性量測(cè)則是利用邊量測(cè)、三維坐標(biāo)法達(dá)到量測(cè)的目的;第四，下沉量測(cè)。下沉量測(cè)主要是通過非接觸性量測(cè)實(shí)施拱頂量測(cè)作業(yè)[6]。

3監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

結(jié)合本次公路隧道工程，因?yàn)樗幍刭|(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，所以監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的過程中也覆蓋多個(gè)方面。負(fù)責(zé)監(jiān)控量測(cè)的施工人員須做好前期準(zhǔn)備工作后，科學(xué)選擇監(jiān)控量測(cè)設(shè)備，并且完善技術(shù)方案，全面分析量測(cè)數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場(chǎng)隧道施工提供科學(xué)性指導(dǎo)，使得公路隧道施工能夠有序進(jìn)行[7]。為此，下面針對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)展開分析。

3.1編制技術(shù)方案

本次公路改造工程施工過程中采用新奧法作為隧道設(shè)計(jì)與施工的主要方式，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)發(fā)揮輔助作用，以此來保證現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量[8]。監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用離不開專業(yè)儀器，可以全面、準(zhǔn)確的分析隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況，利用建模的方式采集真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。因?yàn)楸O(jiān)控量測(cè)技術(shù)對(duì)于隧道施工非常重要，所以組織施工期間技術(shù)人員必須結(jié)合監(jiān)測(cè)內(nèi)容，科學(xué)選擇監(jiān)控量測(cè)設(shè)備，使得監(jiān)控量測(cè)的作用能夠充分得到發(fā)揮。

為了保證各項(xiàng)施工作業(yè)的有效性，必須要編制技術(shù)方案，施工單位安排技術(shù)人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，確定監(jiān)控量測(cè)有關(guān)項(xiàng)目，為隧道內(nèi)圍巖、隧道深度、施工方法等賦予針對(duì)性[9]。當(dāng)掌握了監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容之后，技術(shù)人員科學(xué)選擇合適的監(jiān)測(cè)方法采集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

例如本次公路隧道工程，隧道施工范圍內(nèi)的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，為了保證施工質(zhì)量與效率，施工單位采用新奧法，并且提前安排工作人員在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)展開監(jiān)控量測(cè)。由于公路隧道工程比較特殊，所以隧道橫向視作主斷面，順延主斷面布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)間距以2-5m為宜，相同斷面設(shè)置8-10個(gè)測(cè)量點(diǎn)，確保測(cè)量點(diǎn)在監(jiān)控量測(cè)過程中可以采集到準(zhǔn)確的信息。為了避免隧道沉降問題，技術(shù)人員計(jì)算地面沉降量，根據(jù)公式“公路隧道深度+公路隧道自身高度”確定隧道襯砌結(jié)構(gòu)開挖點(diǎn)。隨后開挖范圍內(nèi)預(yù)留3個(gè)預(yù)埋點(diǎn)，測(cè)量設(shè)備選擇水平儀，從而完成監(jiān)控量測(cè)技術(shù)方案的編制。獲得系統(tǒng)技術(shù)方案之后，工作人員嚴(yán)格按照方案在現(xiàn)場(chǎng)布局，確保監(jiān)控量測(cè)工作得以有序開展，符合復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工規(guī)范，提高公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)水平。

3.2數(shù)據(jù)回歸性分析

復(fù)雜地質(zhì)條件的公路隧道項(xiàng)目，所有工作人員采用公路隧道施工中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)采集數(shù)據(jù)，繪制隧道圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)位移、收斂速度的曲線圖，作為現(xiàn)場(chǎng)施工的參考依據(jù)，也為監(jiān)理人員施工方案內(nèi)容的調(diào)整提供方便，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)存在的問題。組織施工期間必須全面分析曲線數(shù)據(jù)，建議采用matlab軟件展開回歸性分析，這種分析方式可以幫助施工人員確定公路隧道的位移位置，組織位移位置測(cè)量期間針對(duì)拱頂沉降與周邊位移的回歸性分析，更加全面的了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況[10]。根據(jù)分析情況發(fā)現(xiàn)拱頂沉降部位的隧道監(jiān)控量測(cè)環(huán)節(jié)，采集數(shù)據(jù)代入沉降函數(shù)中，便可以得出拱頂沉降曲線。另外，工作人員分別整理對(duì)數(shù)回歸、指數(shù)回歸、雙曲回歸等信息，也可以有效提高隧道拱頂位移位置信息的準(zhǔn)確性，使得隧道項(xiàng)目施工可以有效開展。開展回歸性分析的基礎(chǔ)上，幫助所有施工人員總結(jié)隧道開挖期間隧道變形規(guī)律，加強(qiáng)施工行為的有效性，切實(shí)保證公路隧道工程的穩(wěn)定性。

3.3量測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)際運(yùn)用

公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用必須立足于工程整體，施工人員要和監(jiān)控量測(cè)人員保持密切的聯(lián)系，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供有效的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)。鑒于此，施工單位可以組建信息交互系統(tǒng)，施工與量測(cè)人員結(jié)合隧道施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)位置、數(shù)據(jù)記錄情況、數(shù)據(jù)提供渠道等展開實(shí)時(shí)交互，加強(qiáng)量測(cè)數(shù)據(jù)有效性，符合公路隧道施工規(guī)范要求。另外，設(shè)計(jì)與施工單位也需要積極交流，按照現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度優(yōu)化監(jiān)控量測(cè)方法，以免施工對(duì)量測(cè)技術(shù)的運(yùn)用造成影響，提高施工效率的基礎(chǔ)上，也可以在預(yù)計(jì)施工周期內(nèi)完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

4結(jié)束語

綜上所述，公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，從施工準(zhǔn)備階段開始，在后續(xù)斷面與測(cè)點(diǎn)埋設(shè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理、資料歸檔等各個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮出重要的作用，應(yīng)用精密水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼圈尺等設(shè)備，有利于提高地表沉降、拱頂下沉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為施工人員開展后續(xù)項(xiàng)目的施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也可以通過量測(cè)數(shù)據(jù)的分析了解到現(xiàn)場(chǎng)地表沉降、拱頂下沉環(huán)節(jié)潛在的安全隱患，保證公路隧道施工質(zhì)量。

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收稿日期：2020-06-11

作者簡(jiǎn)介：侯興龍（1982-），男，漢族，甘肅慶陽人，大學(xué)本科，工程師，主要從事公路工程路基、橋梁、隧道的現(xiàn)場(chǎng)管理工作。