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近年來，隨著經濟和科技水平的不斷提升，武漢、南京等地已建設過江隧道，廈門、青島、港珠澳等地正在或預建設跨海隧道，這些隧道的建設無疑又把中國的隧道建設規(guī)模和技術都提上一個新的臺階。
但由于隧道工程所處地質條件復雜多變，尤其是長大隧道的地質信息更是難以掌握，施工條件比地面建筑物要差得多，施工人員生命及財產都受到極大的威脅。
中交路橋科技小編結合工作實際，針對隧道施工期間變形監(jiān)測相關內容作了系統(tǒng)分析。
一、隧道監(jiān)測的目的 　
隧道施工中的監(jiān)控量測是保障工程建設的安全、質量、地面車輛以及沿線建筑和管線正常運行的重要手段。
監(jiān)測目的大致分為：
1）掌握監(jiān)測工程對周圍環(huán)境的影響，主要為地表沉降，地上建筑物沉陷等。
2）掌握圍巖在施工中的動態(tài)，控制圍巖變形，指導施工作業(yè)。
3）確認支護參數和施工方法的合理性、準確性，為初期支護和二次襯砌設計參數的調整提供依據，驗證支護結構效果。以便及時確定施工對策和措施，以確保安全地施工。
4）校核地下工程理論計算結果，為理論解析、數值分析提供計算數據與對比指標；為優(yōu)化設計提供依據，保證隧道既穩(wěn)定又經濟。通過量測了解該工程條件下所表現(xiàn)、反映出來的一些地下工程規(guī)律和特點，為今后類似工程或工法本身發(fā)展提供借鑒、依據和指導作用。
二、隧道洞內外觀測
2.1隧道開挖工作面的觀測
在每個開挖面進行，特別是在軟弱破碎圍巖條件下，開挖后由隧道工程師和地質工程師立即進行地質調查，觀察后繪制開挖工作面略圖（地質素描），填寫工作面狀態(tài)記錄表及圍巖級別判定卡。
1）開挖后未被支護圍巖的觀測，如節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向；開挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無坍塌；涌水情況：位置、水量、水壓等；底板是否有隆起現(xiàn)象。
2）對開挖后已支護的圍巖的觀測，如對已施工區(qū)段的觀察每天至少進行一次，觀察內容包括有無錨桿被拉斷或墊板脫離圍巖現(xiàn)象；噴射混凝土有無裂隙和剝離或剪切破壞；鋼拱架有無被壓變形情況；錨桿注漿和噴射混凝土施工質量是否符合規(guī)定的要求；觀察圍巖破壞形態(tài)并分析。
2.2洞外觀察
洞外觀察包括洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩(wěn)定以及地表水滲透等的觀察，觀察結果記錄在工程施工日志及相關表格中。
三、隧道位移及變形量測
3.1地表下沉量測
根據圖紙要求洞口段應在施工過程中可能產生地表塌陷之處設置觀測點。地表下沉觀測點按普通水準基點埋設，并在預計破裂面以外3～4倍洞徑處設至少兩個水準基點，以便互相校核，基點應和附近原始水準點多次聯(lián)測，確定原始高程，作為各觀測點高程測量的基準，從而計算出各觀測點的下沉量。
地表下沉樁的布置寬度應根據圍巖級別、隧道埋置深度和隧道開挖寬度而定。地表下沉量測頻率和拱頂下沉及凈空水平收斂的量測頻率相同。地表下沉量測應在開挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開始，直到襯砌結構封閉、下沉基本停止時為止。
3.2周邊位移量測
CRD法洞內監(jiān)控點布置，而雙側壁導坑法洞內控制點布置所示。量測坑道斷面的收斂情況，包括量測拱頂下沉、凈空水平收斂，以及底板鼓起（必要時）。拱頂是隧洞周邊上的一個特殊點，撓度最大，其位移情況，具有較強的代表性和顯示"闖口"作用等。
拱頂下沉和水平收斂量測斷面的間距，Ⅲ級及以上圍巖不大于40m；Ⅳ級圍巖不大于25m；V級圍巖應小于20m。圍巖變化處適當加密，在各類圍巖的起始地段增設拱頂下沉測點1～2個，水平收斂1～2對。當發(fā)生較大涌水時，V、Ⅳ級圍巖量測斷面的間距縮小至5～10m。各測點在避免爆破作業(yè)破壞測點的前提下，盡可能靠近工作面埋設，一般為0.5～2m，并在下一次爆破循環(huán)前獲得初始讀數。初讀數在開挖后12h內讀取，最遲不得超過24h，而且在下一循環(huán)開挖前，必須完成初期變形值的讀數。
凈空水平收斂測線的布置應根據施工方法、地質條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。在地質條件良好，采用全斷面開挖方式時，設一條水平測線。當采用臺階開挖方式時，在拱腰和邊墻部位各設一條水平測線。拱頂下沉量測與凈空水平收斂量測在同一量測斷面內進行，采用水準儀測定下沉量
四、爆破振動監(jiān)測 　
在本工程中隧道爆破振動的影響包括兩方面：一是施工隧道內的影響，隧道開挖時對本身洞壁巖體（塌方、冒頂，側壁可能出現(xiàn)的塌方、失穩(wěn)等）的影響、對先行施工隧道臨時支護、初期支護、二襯混凝土的結構完整性和穩(wěn)定性影響，洞內機械電力設備的安全影響；二是臨近隧道的影響，對臨近隧道內的結構和設施的影響。
爆破振動監(jiān)測的目的，施工時根據實際測得的振動速度，進行反分析計算，預測爆破開挖工作面下一步爆破的未來動態(tài)，根據實際的巖石巖性介質系數和震動衰減系數K、a，修正爆破參數和爆破方案，并進行爆破設計優(yōu)化。爆破監(jiān)測主要是監(jiān)測爆破振動速度和爆破振動主頻。
影響爆破振動強度的主要參數是單段最大起爆藥量，在隧道爆施工前，根據類似工程類比初步確定K、α值，按最大質點振動速度控制在8cm/s，初步確定單段最大起爆藥量。最終通過現(xiàn)場爆破測試回歸出K、α值，進行K、α值回歸時的測線上的測點數量不少于9個。隧道施工前，進行既有隧道內行車振動監(jiān)測，獲得既有隧道通車過程中的振動速度和振動主頻，行車振動的主頻一般在10HZ左右，而隧道內爆破振動主頻一般大于100HZ。
如果行車振動速度小于5cm/s，進行爆破振動測試采用自動觸發(fā)方式，進行振動監(jiān)測；否則，采用人工觸發(fā)方式進行爆破振動監(jiān)測。爆破施工隧道內的監(jiān)測斷面測點布置按接近爆破區(qū)的拱頂、拱腰和拱腳進行布置，每10m一個面。
五、隧道監(jiān)測數據處理 　
回歸分析是對一系列具有內在規(guī)律的測試數據進行處理。通過處理和計算等到兩個變量之間的函數式關系，從而推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。雙曲線函數是分析量測數據的有效函數，利用它可判定圍巖變化穩(wěn)定情況。根據所記錄的隧道監(jiān)測數據進行整理，繪制位移u與時間t的關系曲線。
本隧道根據計算分折和實測數據繪制洞室頂拱變形（Ah）位移時態(tài)曲線，經過開挖后9天內跟蹤量測，圍巖變形位移量小，從量測數據可以明顯看出開挖后6天圍巖基本穩(wěn)定。由以上分析結果可知觀測斷面圍巖可以在開挖6天后不用再進行量測，可以進行二次襯砌。
六、隧道監(jiān)測管理
1）各預埋測點牢固可靠，易于識別并妥善保護，不得任意撤換和破壞，并建立監(jiān)測點埋設的記錄資料。
2）監(jiān)測工作按計劃實施，不得中斷。
3）根據監(jiān)測資料進行回歸分析得出圍巖總位移值及變化規(guī)律后，將其值與規(guī)范規(guī)定值進行比較：當計算值小于或等于規(guī)范規(guī)定值時，可將回歸分析值作為圍巖變形控制依據，建立管理等級。
4）量測數據要及時、準確，量測結果及時報告，以便掌握動態(tài)信息。
5）記錄要正規(guī)，資料要齊全，計算要正確，以便為竣工文件積累資料。
七、結語
本文結合某隧道工程施工實例，詳細對某隧道工程拱頂下沉、圍巖周邊收斂位移、圍巖壓力等進行現(xiàn)場實時動態(tài)監(jiān)測，并對該隧道的監(jiān)測結果進行定量分析。實踐證明，本文所提出的監(jiān)測方法能夠快速準確地完成隧道施工期間的拱頂下沉和隧道收斂監(jiān)側工作，對隧道施工測量工作具有理論和實踐參考價值。