朱 炯

(招商局重慶交通科研設計院有限公司， 重慶 400067)

0 引言

公路隧道工程因所處的水文地質(zhì)條件復雜多變，并受到當前地質(zhì)勘察手段、資金等限制，難以在隧道工程勘察階段準確明確可能發(fā)生地質(zhì)災害的不良地質(zhì)體位置，進而無法為公路隧道工程施工和設計提供可靠依據(jù)。針對這種情況，我國隧道多結合新奧法施工的特點，通過施工監(jiān)控量測和超前地質(zhì)預報來達到預測、防范地質(zhì)災害的目的，特別是在復雜地質(zhì)條件下，更應重視這兩項工作的展開，以進一步保證隧道施工安全和高效。

1 隧道施工監(jiān)控量測工作開展現(xiàn)狀

1.1 監(jiān)控測點布置

監(jiān)控測點布置過程中，要求測量點位與開挖面距離應≤2m，以確保初讀讀數(shù)能較真實的反映變形值，但在實際操作中，由于以下原因影響這一操作標準基本無法滿足，具體為：

①測點距離掌子面太近，易降低混凝土噴射強度；

②測點在下一循環(huán)噴射混凝土施工中易受到污染或損壞；

③拱頂?shù)臏y點因受到機械設備的碰撞而出現(xiàn)松動或損壞。

上述現(xiàn)象均會影響到掌子面附近測點相關數(shù)據(jù)采集的真實性、連續(xù)性。

1.2 拱頂下沉

①采用水準儀測量拱頂下沉項目時，后視點的設置質(zhì)量直接關系到測量結果的準確度，部分監(jiān)控單位會選擇在已支護段的隧道邊墻設置后視點，但這種設置方式難以從根本上保證測量結果的準確性；

②相關技術規(guī)范中明確規(guī)定應將拱頂下沉項目量測精度控制為 0.1mm，但實際操作中所采用的常規(guī)全站儀尚不能滿足這一精度要求；采用水準儀測量操作時，一方面要配備后視點的銦鋼尺以及前視點的吊尺，另一方面還應定期對水準儀進行檢定和校準。

1.3 周邊位移項目

周邊位移來觀測所采用的設備為收斂計，針對采用臺階法施工的隧道，應分別在上、下臺階施工時量測上、下臺階測線，但在高度和可操作性的影響下，上臺階測線的量測工作一般不開展。

2 隧道超前地質(zhì)預報技術現(xiàn)狀

2.1 地質(zhì)雷達技術

①地震雷達對水和孔洞的敏感性較強，但其探測距離較短，相同長度隧道需要經(jīng)過多次探測，難以在實際項目中作為主要的預報手段使用；

②地質(zhì)雷達易受雜波干擾；

③地質(zhì)雷達對測線的條件要求較高，在探測過程中，其反射信號易受到地面積水、天線跳動等因素影響，目標反演難度較大；

④在處理地質(zhì)雷達探測數(shù)據(jù)時，應在排除干擾信號的前提下，通過分析不良地質(zhì)條件下各種介質(zhì)雷達波形圖的典型特征，并據(jù)此總結相關圖像資料，實現(xiàn)量化處理。

2.2 紅外探水技術

紅外探水技術具有測量速度快、資料分析精度高等特點，但不能明確掌子面前含水層的位置、出水量和賦水形態(tài)等，故不適用于無水地質(zhì)災害預報；紅外探水受隧道內(nèi)環(huán)境（通風、燈管發(fā)熱溫度、滲水程度及混凝土散熱等）影響，故在探測過程中應注意控制這些干擾因素的影響。

2.3 地震波反射法

地震波反射法適用于中長距離地質(zhì)災害預報中，通過迅速采集前方地質(zhì)巖體的波速，來判斷掌子面前是否存在不良地質(zhì)。

通常情況下，巖體地質(zhì)情況的探測效果會受到探測儀器的的技術性能、現(xiàn)場工作條件等因素的影響，超前地質(zhì)預報尚不能將掌子面前圍巖地質(zhì)情況完全展現(xiàn)出來，可能會存在隧道開挖實際與分析結果差距較大的現(xiàn)象，關于這一點需要相關人員在今后工作中不斷改進和完善的。

3 公路隧道施工監(jiān)控量測與超前地質(zhì)預報技術思考對策

3.1 構建綜合超前地質(zhì)預報技術體系

綜合超前地質(zhì)預報技術體系如圖1所示。

圖1 綜合超前地質(zhì)預報技術體系

首先根據(jù)地質(zhì)分析宏觀上確定所要預報隧道各段的圍巖情況，并據(jù)此劃分可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害的風險等級；其次利用地震波反射法進行長期預報，在接近不良地質(zhì)體時，改用地質(zhì)雷達等短期預報法，以獲取更為精準的預報信息，以更有效、更準確地確定不良地質(zhì)體的性質(zhì)和規(guī)模。

3.2 重視監(jiān)控量測和超前地質(zhì)預報工作

①重視施工監(jiān)控量測工作中測點的布置和保護，便于獲取準確、連續(xù)的量測數(shù)據(jù)，以為工作人員掌握地質(zhì)結構的具體變化狀況提供數(shù)據(jù)參考；

②重視超前地質(zhì)預報工作的前期控制和過程控制，這兩項工作落實的效果越理想，采集的數(shù)據(jù)越真實，分析的結果越可靠，從而用于施工指導的價值就越高；

③重視監(jiān)測信息的反饋應用，以及嚴格按照設計及規(guī)范施工，施工單位應安排專人積極協(xié)助監(jiān)控單位順利開展量測和超前地質(zhì)預報工作，緩解施工安全與施工進度間的矛盾，同時充分落實洞內(nèi)通風、照明及排水等輔助措施，積極營造良好的工作環(huán)境。

4.3 構建完善的作業(yè)監(jiān)管體系

為了確保公路隧道監(jiān)控量測與超前地質(zhì)預報工作的良性發(fā)展，應處理好項目各參與方間的關系，比如監(jiān)控量測工作的展開需要業(yè)主的大力支持；測點布置需要施工單位的配合和幫助等。監(jiān)控量測的主要工作內(nèi)容是對圍巖和支護結構的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，并結合監(jiān)測結果指導隧道施工方案的調(diào)整，從某種意義上來說，該工作可起到監(jiān)控、檢測隧道工程施工質(zhì)量的作用。鑒于此，有必要制定完善的作業(yè)監(jiān)管體系，安排相關人員監(jiān)督施工監(jiān)控量測工作的落實狀況，同時明確施工監(jiān)控量測工作中，施工單位、監(jiān)控單位、監(jiān)理單位和業(yè)主間應承擔的責任、權利，做到各司其職。

5 結語

從論文所述內(nèi)容可知，公路隧道監(jiān)控量測和超前地質(zhì)預報是避免地質(zhì)災害、提高隧道施工信息化和科學化水平的重要手段，但由于受到技術水平、資金投入等因素的影響，監(jiān)控量測的工作質(zhì)量和超前地質(zhì)預報的準確率尚待進一步提高。因此，有必要在引進新技術、新方法的基礎上，建立不良地質(zhì)界面特征識別模式及判定指標，提高公路隧道工程地質(zhì)災害量化處理水平，充分發(fā)揮監(jiān)控量測和超前地質(zhì)預報在公路隧道施工中的作用。

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