高永國

（遼寧省路橋建設(shè)集團有限公司第三分公司，遼寧 沈陽 110022）

1.前言

在隧道施工中變形監(jiān)測的作用十分重要，不只是對監(jiān)測工程運行過程提高重視，也要對監(jiān)測施工期變形提高重視，并重視臨時監(jiān)測的必要性及重要性。在施工期間，對臨時及永久建筑物的安全監(jiān)測是變形監(jiān)測的一個主要目的。

臨時監(jiān)測主要是提出針對突發(fā)變形異常的迅速反應(yīng)，補充監(jiān)測施工期間的變形。因受巖土及巖石結(jié)構(gòu)、開挖中放炮震動等因素產(chǎn)生的影響，在開挖過程中隧道通常都會發(fā)生一些變化。為提高施工安全性，為施工準(zhǔn)確及時提供隧道變化的相關(guān)信息，利于對施工術(shù)工藝和參數(shù)的修正，提高工程質(zhì)量，必須在隧道開挖過程中監(jiān)測其變形情況。

拱頂監(jiān)測和隧道收斂監(jiān)測主要是采取一定的測量手段，對拱頂發(fā)生平面位移及其下沉情況詳細(xì)了解。不只是為隧道掘進安全提供一種監(jiān)視手段，也為支護設(shè)計調(diào)整、支護時間的合理選定及對圍巖穩(wěn)定性的綜合評價等方面提供重要參考，是隧道施工測量中一個十分重要的環(huán)節(jié)。

2.隧道施工期的變形監(jiān)測

2.1 變形監(jiān)測精度

變形觀測目的、觀測體級別及預(yù)計變形量精度對于測量等級及精度具有決定性作用。在隧道施工過程中，監(jiān)測拱頂下沉的精度相對于水準(zhǔn)工作基點應(yīng)達到 1毫米，收斂監(jiān)測精度相對于監(jiān)測點的相對精度應(yīng)達到 2毫米。為確保監(jiān)測人員結(jié)構(gòu)的合理性，整個監(jiān)測過程中盡量不要對觀測員及主要儀器設(shè)備進行更換，每次觀測順序及路線也應(yīng)保持一致。

2.2 測量儀器設(shè)備

選擇的測量儀器設(shè)備應(yīng)基于達到精度要求，具有先進性、實用性及經(jīng)濟性，盡量采取高效快捷的測量方法。針對隧道施工實際，可采用精密水準(zhǔn)儀監(jiān)測拱頂下沉，采用全站儀對三角高程觀測進行測距的結(jié)合方法監(jiān)測拱頂下沉，采用收斂量測儀量測并觀測三維位移相結(jié)合的方法監(jiān)測隧道收斂。

2.3 變形觀測周期

變形觀測周期的確定原則主要是可對變形體變形過程的觀測進行系統(tǒng)反應(yīng)，并詳細(xì)監(jiān)測變化時刻，應(yīng)結(jié)合單位時間內(nèi)變形量及產(chǎn)生影響所受的外界因素進行確定。若發(fā)現(xiàn)存在異常變形時，就要對觀測次數(shù)及時增加。根據(jù)有關(guān)要求與施工實際，根據(jù)業(yè)主、施工企業(yè)及監(jiān)理部門的意見，在穩(wěn)定區(qū)域，初次觀測應(yīng)將觀測點設(shè)在放炮后距掌子面25米位置；得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后隔天在25-50米位置再進行一次監(jiān)測，每周監(jiān)測一次距掌子面50米后位置，持續(xù)監(jiān)測一個月，之后改為每月監(jiān)測一次。明挖區(qū)域第一周監(jiān)測2一3次，再持續(xù)一個月每周監(jiān)測一次，之后每月監(jiān)測一次。在具有較小位移量、變形較為穩(wěn)定時，可適當(dāng)加大觀測時間間隔，在發(fā)生較大變形值或產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)時，應(yīng)將觀測頻率增大，并及時報告監(jiān)理工程師及業(yè)主。在實際施工中，很多監(jiān)測點每周只進行一次監(jiān)測。監(jiān)測資料應(yīng)及時送達地質(zhì)部和洞挖部門，并及時根據(jù)合同要求向監(jiān)理工程師報告。

3.隧道內(nèi)監(jiān)測

要充分利用控制點確定拱頂下沉監(jiān)測點和收斂監(jiān)測基準(zhǔn)點，但因受到隧道自身條件所限，開挖隧道時都是逐漸推進工作面，并向前延伸導(dǎo)線。隧道實現(xiàn)全部貫通前，導(dǎo)線一般都不能閉合或附和，所以造成導(dǎo)線控制網(wǎng)布設(shè)主要利用復(fù)測支導(dǎo)線形式，根據(jù)規(guī)范要求實施。開挖隧道時容易破壞導(dǎo)線點，每周對支導(dǎo)線進行一次復(fù)測及延伸。可根據(jù)分布的監(jiān)測點在觀測斷面附近選擇工作基點和水準(zhǔn)基點，應(yīng)定期對基準(zhǔn)點和洞外水準(zhǔn)進行聯(lián)測。因監(jiān)測施工期變形對于相對變形更加重視，聯(lián)測成果只能用于對工作基點是否變形進行檢查的一個參考。應(yīng)在巖體穩(wěn)定、便于測量且不易影響交通的區(qū)域設(shè)定洞內(nèi)監(jiān)測工作基點和基準(zhǔn)點，并注意將爆破影響區(qū)域避開。采用特制托架作為洞內(nèi)觀測工作基點和基準(zhǔn)點，因具有較高拱頂，棱鏡的放置在測量時不方便，監(jiān)測點要提前在巖體上打入錨桿，將小鋼板焊在錨桿端部，小鋼板上貼一反光片，方便對全站儀測距。為方便采用水準(zhǔn)儀作業(yè)和鋼尺懸掛，可提前在錨桿端部設(shè)計吊鉤，并分別布設(shè)兩種標(biāo)志。為使橫縱向不同位置的位移變化得到客觀反映，應(yīng)將多個監(jiān)測斷面布置于隧道橫向，將一組測點分別埋設(shè)于每斷面起拱線和邊墻底面上2米和10米兩個位置，在隧道圍巖觀測其在施工過程中的位移變化。根據(jù)實際需要對每個橫斷面可確定不超過7個監(jiān)測點數(shù)，安裝埋設(shè)的各種測量點應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求施工，以保證施工質(zhì)量，現(xiàn)場測量點要采取保護措施，若發(fā)生失效或損壞等現(xiàn)象，要及時采取有效措施進行恢復(fù)。

4.拱項下沉監(jiān)測

4.1 監(jiān)測方法

可按二等水準(zhǔn)的精度要求采用精密水準(zhǔn)監(jiān)測拱頂下沉，因水準(zhǔn)作業(yè)在隧道內(nèi)拱頂不方便，可在拱頂測點上采用特制長掛桿倒掛鋼尺。實際監(jiān)測時，在基巖上布設(shè)監(jiān)測基準(zhǔn)點，每次可采用水準(zhǔn)儀對鋼尺及后視水準(zhǔn)尺讀數(shù)分別進行讀取，結(jié)合水準(zhǔn)測量原理對測點絕對和相對高程進行計算。

4.2 三角高程測量法

該方法預(yù)先將若干錨桿埋設(shè)在監(jiān)測隧道縱斷面上，并將反射片貼在錨桿端部形成的平面上。全站儀在監(jiān)測時要象水準(zhǔn)儀一樣在測點和工作基點間安置，只是采用反光片前視，采用水準(zhǔn)尺或棱鏡后視。此方法根據(jù)三角高程測高原理將前后視與全站儀軸心高差測出，即可計算出測點的絕對和相對高程。

5.隨道收斂監(jiān)測

5.1 相對位移觀測法

先將若干監(jiān)測錨桿預(yù)先埋設(shè)在監(jiān)測橫斷面上，并將反射片貼在錨桿端部形成的平面上，

再與隧道監(jiān)測點斷面不小于30米位置安放全站儀，將其次內(nèi)存定義的坐標(biāo)系作為假定坐標(biāo)系，采用坐標(biāo)測量法將監(jiān)測點坐標(biāo)系三維坐標(biāo)測出并計算相對距離值。

5.2 絕對三維位移觀測法

若將相對位移觀測法中儀器在已知點上架設(shè)或聯(lián)測已知基準(zhǔn)點，就能監(jiān)測絕對三維位移。其具有明顯優(yōu)勢，絕對變化的三維坐標(biāo)量的變形表現(xiàn)能將測點變形可以全面客觀地反映，可共用一套測量設(shè)備監(jiān)測變形并進行施工測量。只是該方法法需將一個后視基準(zhǔn)點設(shè)置在隧道內(nèi)附近，并將觀測墩埋設(shè)于洞內(nèi)作為固定工作點用于全站儀的放置。

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