中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
摘要：高速公路施工過程中首先要考慮的因素就是施工過程中的安全性和穩(wěn)定性，安全和穩(wěn)定的施工對(duì)于我國公路建設(shè)有非常重要的意義。
天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院 天津市 300392
摘要：高速公路施工過程中首先要考慮的因素就是施工過程中的安全性和穩(wěn)定性，安全和穩(wěn)定的施工對(duì)于我國公路建設(shè)有非常重要的意義。所謂隧道的施工監(jiān)控量測(cè)指的是通過分析施工現(xiàn)場測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)來對(duì)未來的事故和危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判，近年來施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在高速公路隧道施工中得到了廣泛的應(yīng)用。隧道施工過程比較復(fù)雜，很多困難和危險(xiǎn)具有不可預(yù)知性，同時(shí)隧道內(nèi)的構(gòu)筑方式、開挖方式、支護(hù)方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)和時(shí)機(jī)等因素會(huì)影響隧道的穩(wěn)定性。因此下面對(duì)于高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：高速公路；隧道施工；量測(cè)技術(shù)
引言：
在高速公路隧道施工時(shí)，首先要考慮施工的安全性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，這樣，才能保障隧道施工的順利進(jìn)行。對(duì)高速公路隧道的施工作業(yè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，主要是通過對(duì)現(xiàn)場的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對(duì)來判斷高速公路隧道是否安全。最近幾年，在高速公路隧道施工過程中，監(jiān)控量測(cè)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。隧道施工具有工藝復(fù)雜、環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，許多困難與危險(xiǎn)都無法事先預(yù)知，并且，隧道施工所采取的構(gòu)筑方法、開挖方案、支護(hù)類型、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及施工時(shí)機(jī)等要素都會(huì)對(duì)隧道的穩(wěn)定性造成一定影響。因此，對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在高速公路隧道施工應(yīng)用進(jìn)行研究有著重要的意義。
1、高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的重要意義
隨著人們對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的日益重視，縣城區(qū)域高速公路“能通全通”政策的不斷落實(shí)，加之對(duì)施工期間環(huán)保理念的深入融合，以及在山嶺區(qū)域高速公路隧道的建設(shè)項(xiàng)目越來越多，隧道項(xiàng)目的施工對(duì)于高速公路工程而言都是重要的環(huán)節(jié)。監(jiān)控量測(cè)工作對(duì)于隧道項(xiàng)目施工發(fā)揮著關(guān)鍵作用，特別是在工程質(zhì)量控制、節(jié)約施工成本、把控施工進(jìn)度方面有著突出效果，因此，必須要在開展工程的施工與組織設(shè)計(jì)工作中對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用多加重視。
隧道的監(jiān)控量測(cè)技術(shù)能夠通過改變支護(hù)類型和時(shí)間來控制工程的質(zhì)量和進(jìn)度，同時(shí)還能夠控制工程的成本。新奧法現(xiàn)場量測(cè)在確認(rèn)和修改支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)和判別圍巖穩(wěn)定上發(fā)揮著非常重要的作用，能夠有效的保證隧道施工的安全性。監(jiān)理人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工單位規(guī)定的要求進(jìn)行拱頂下沉和凈空量測(cè)以保證隧道的設(shè)計(jì)凈空斷面，相關(guān)量測(cè)數(shù)據(jù)和分析接軌應(yīng)當(dāng)及時(shí)的與設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，這樣能夠有效的掌握地表沉陷、圍巖以及支護(hù)的工作狀態(tài)，在對(duì)圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)的過程中確定或者調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)參數(shù)和支護(hù)時(shí)間，可以評(píng)價(jià)支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在對(duì)設(shè)計(jì)和施工的合理性進(jìn)行評(píng)估和信息反饋的過程中保證施工安全和隧道的穩(wěn)定。
一般來說，隧道工程實(shí)際上屬于地下工程的一種，其自身具有一定的復(fù)雜性、隱蔽性、量測(cè)難度較高等特性。再加上隧道施工本身也具有不可預(yù)見性等許多難題，在實(shí)際施工時(shí)，若是地質(zhì)環(huán)境較差，不僅會(huì)為技術(shù)人員帶來諸多難題，而且還易引起隧道塌方、突水等問題，情況嚴(yán)重時(shí)有可能會(huì)給現(xiàn)場的施工人員帶來生命威脅，進(jìn)而導(dǎo)致施工無法正常進(jìn)行，工程延期，使工程經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響。隨著監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的日益發(fā)展成熟，在實(shí)際工程中的普及應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)能夠全面、有效地對(duì)隧道施工中潛在的問題加以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，進(jìn)而使得問題得以有效解決處理，并制定出合理可行的設(shè)計(jì)方案。在未來的交通工程項(xiàng)目建設(shè)中，將監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用于高速公路隧道施工中是一項(xiàng)必然舉措。不過也需要看到，在當(dāng)前部分隧道施工項(xiàng)目中并未嚴(yán)格依照制定的監(jiān)控量測(cè)方案實(shí)施，而且安排的工作人員數(shù)量與資質(zhì)以及量測(cè)儀器都與方案要求存在一定出入。
2、高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目及內(nèi)容
監(jiān)控量測(cè)工作的開展是為了保證高速公路隧道施工的安全性，因此，施工單位應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)高速公路隧道的監(jiān)控量測(cè)，并且將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給專業(yè)人員，讓專業(yè)人員能夠?qū)ΜF(xiàn)場的實(shí)際施工情況進(jìn)行分析和指導(dǎo)，進(jìn)而保障高速公路隧道施工的安全性。除此之外，開展監(jiān)控量測(cè)工作還可以使項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益得到優(yōu)化。監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容為：監(jiān)控量測(cè)隧道圍巖的位移情況和拱頂?shù)某两登闆r，并通過位移情況來判斷隧道圍巖的受力情況。
支護(hù)壓力襯砌內(nèi)的狀況是依照圍巖壓力與層間的支護(hù)壓力予以判斷而得出。按照監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的不同來分析圍巖條件的特點(diǎn)，了解隧道圍巖支護(hù)方案與施工技術(shù)，確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)范圍，是量測(cè)工作的必測(cè)對(duì)象。
在隧道開挖施工環(huán)節(jié)，需要將監(jiān)控量測(cè)所得的數(shù)據(jù)信息作為重要參考依據(jù)，對(duì)隧道內(nèi)部的凈空變化以及洞內(nèi)狀況實(shí)行全面觀察?；趯?duì)附近環(huán)境的位移情況的量測(cè)，能夠準(zhǔn)確掌握隧道的穩(wěn)定情況與安全程度，從而通過這些信息數(shù)據(jù)來指導(dǎo)隧道的進(jìn)一步施工。在實(shí)行監(jiān)控量測(cè)工作時(shí)，需要確保開挖、支護(hù)作業(yè)按照有關(guān)規(guī)定規(guī)范化進(jìn)行，并依照施工現(xiàn)場狀況對(duì)施工方案進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，對(duì)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)和對(duì)象也要實(shí)行適當(dāng)調(diào)整，處于隧道內(nèi)的施工任務(wù)需要從洞內(nèi)與洞外2個(gè)角度進(jìn)行詳細(xì)觀察，在對(duì)施工現(xiàn)場相關(guān)信息進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，保障隧道施工工作的安全進(jìn)行。此外，還需對(duì)已經(jīng)完成施工的區(qū)域進(jìn)行定期觀察，并采取有效的應(yīng)急措施來解決支護(hù)結(jié)構(gòu)中頻繁出現(xiàn)異動(dòng)的部位，嚴(yán)格依照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行洞內(nèi)外的監(jiān)察觀測(cè)，同時(shí)對(duì)觀察所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與存儲(chǔ)，為后續(xù)施工任務(wù)的開展提供指導(dǎo)依據(jù)。
3、高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的相關(guān)流程和方法研究
在監(jiān)控量測(cè)的過程中要按照相應(yīng)的流程進(jìn)行，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)地質(zhì)勘探資料進(jìn)行分析，并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)來制定相應(yīng)的監(jiān)控量測(cè)方案，在施工、監(jiān)控、地表觀測(cè)、地質(zhì)預(yù)測(cè)與開挖驗(yàn)證的過程中也可以利用這些勘探資料，根據(jù)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形量測(cè)與狀態(tài)結(jié)構(gòu)觀測(cè)對(duì)隧道的安全性做出判斷，然后對(duì)支護(hù)參數(shù)和相關(guān)應(yīng)急參數(shù)進(jìn)行修改，最后完成整個(gè)隧道施工。
在地表下沉測(cè)量的過程中應(yīng)當(dāng)埋設(shè)兩個(gè)基本點(diǎn)，這兩個(gè)點(diǎn)主要用來相對(duì)校核，為了獲得原始高程標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)要與附近水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)。在測(cè)點(diǎn)位置挖長寬高200mm的坑，然后再在地表進(jìn)行量測(cè)，在測(cè)點(diǎn)周圍利用混凝土進(jìn)行填實(shí)。通常利用水準(zhǔn)儀或者全站儀進(jìn)行量測(cè)。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效的判斷周圍相對(duì)位移、和周邊位移速率和拱頂沉降等指標(biāo)。在選擇量測(cè)的項(xiàng)目和具體觀察方法的過程中應(yīng)當(dāng)參考圍巖的條件、施工方式和支護(hù)情況。同時(shí)可以采用接觸量測(cè)和高精度全站儀進(jìn)行非接觸量測(cè)。
最后根據(jù)量測(cè)的結(jié)果來繪制位移量測(cè)和位移速度的變化圖表，施工人員通過反饋得到隧道內(nèi)的圍巖和位移變化，隧道圍巖的變形過程反映了圍巖經(jīng)過應(yīng)力調(diào)整建立新的平衡的過程。其穩(wěn)定性和變形值和時(shí)間有關(guān)系。通過分析和驗(yàn)證斷面的量測(cè)數(shù)據(jù)來確認(rèn)量測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，由回歸分析得到位移隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)曲線，由曲線可以得到位移和變化規(guī)律，確定圍巖穩(wěn)定性的特征。在公路施工的過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)隧道周邊和拱頂下沉的數(shù)據(jù)進(jìn)行量測(cè)，及時(shí)觀察圍巖位移現(xiàn)象有沒有改變方向以及位移速率的改變情況。最后位移速率會(huì)逐漸的穩(wěn)定。我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)洞內(nèi)、外觀察數(shù)據(jù)和實(shí)際情況來進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)錯(cuò)誤信息的修改和設(shè)計(jì)理念的完善來獲得正確的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)來指導(dǎo)整個(gè)隧道施工工作。
4、結(jié)語
監(jiān)控量測(cè)技術(shù)對(duì)于高速公路隧道工程的順利施工有著重要意義，在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)監(jiān)控量測(cè)方案對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)行位移量測(cè)、拱頂下沉量測(cè)，并及時(shí)采取解決措施，使得施工人員人身安全得到有效保障。對(duì)圍巖的變化規(guī)律加以詳細(xì)掌握，可以有效解決隧道施工中的各項(xiàng)安全隱患，并基于對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的深入分析，聯(lián)系地質(zhì)超前預(yù)報(bào)信息，對(duì)預(yù)留變形量、支護(hù)參數(shù)以及施工計(jì)劃進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化，進(jìn)而提高高速公路隧道工程的安全性和穩(wěn)固性，推進(jìn)我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。
