(長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010)

1 工程概況

滇中引水工程是我國“十三五”172項(xiàng)重點(diǎn)水利工程之一，也是云南省可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)工程，它從云南省西部金沙江向相對缺水的滇中地區(qū)長距離引水。整個(gè)工程由水源工程和輸水工程兩部分組成，其中輸水工程穿過大理、麗江、楚雄、昆明、玉溪、紅河6個(gè)州(市)的35個(gè)縣(市、區(qū))，全長664.2 km，設(shè)計(jì)流量20～135 m3/s，全線共布置隧洞、倒虹吸、渡槽、暗涵、消能電站等各類建筑物118座，其中隧洞為最主要輸水建筑物型式，共布置58條，總長約612 km，占輸水干線全長的92.1%。輸水工程沿引水路線劃分為6段，依次為大理Ⅰ段、大理Ⅱ段、楚雄段、昆明段、玉溪段及紅河段，分別由3家不同單位承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)[1-3]。

2 開展安全監(jiān)測設(shè)計(jì)原則研究的必要性

滇中引水工程的輸水隧洞具有數(shù)量眾多、長短不一、洞徑各異、地質(zhì)條件復(fù)雜等特點(diǎn)，而對于隧洞工程的安全監(jiān)測設(shè)計(jì)，目前國內(nèi)還沒有專門性的監(jiān)測設(shè)計(jì)規(guī)范，類似工程大多參照SL725-2016《水利水電工程安全監(jiān)測設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下均簡稱為SL725-2016規(guī)范)中的“水工隧洞監(jiān)測”章節(jié)執(zhí)行[4]。但該規(guī)范條文只是隧洞監(jiān)測設(shè)計(jì)的最低限度要求和指導(dǎo)性規(guī)定，不可能完全切合該工程隧洞的地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加之沿線隧洞分別由不同單位和不同人員承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)，各家對規(guī)范條文的理解深度不同，執(zhí)行力度各異，很容易造成各隧洞的監(jiān)測布置千差萬別。因此，為規(guī)范各隧洞安全監(jiān)測的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和保證設(shè)計(jì)成果質(zhì)量，有必要以SL725-2016規(guī)范為基礎(chǔ)，研究和細(xì)化安全監(jiān)測總體設(shè)計(jì)原則(包括監(jiān)測項(xiàng)目選取原則、監(jiān)測斷面設(shè)置原則和監(jiān)測設(shè)施布置原則)，供沿線各設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一遵照執(zhí)行。

3 監(jiān)測項(xiàng)目選取原則

3.1 監(jiān)測項(xiàng)目取舍

工程安全監(jiān)測按服務(wù)的時(shí)段和目的不同，分為永久安全監(jiān)測和施工期安全監(jiān)測。永久安全監(jiān)測從儀器埋設(shè)后即開始觀測，其目的主要是監(jiān)控建筑物工作性態(tài)和驗(yàn)證設(shè)計(jì)，部分儀器也兼具施工期監(jiān)測作用；施工期安全監(jiān)測僅在施工期開展，其目的主要是保障施工人員和設(shè)備的安全。

3.1.1永久監(jiān)測項(xiàng)目

SL725-2016規(guī)范中只列出了可供選擇的監(jiān)測項(xiàng)目，它是這樣規(guī)定的：“變形監(jiān)測項(xiàng)目包括隧洞圍巖變形、拱頂沉降、地表沉降、接縫及裂縫開度等”“滲流監(jiān)測項(xiàng)目包括隧洞襯砌外水壓力、進(jìn)出水口基礎(chǔ)揚(yáng)壓力等”“應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測項(xiàng)目包括支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力應(yīng)變、鋼筋應(yīng)力、圍巖壓力、錨桿應(yīng)力、錨固力以及壓力鋼管鋼板應(yīng)力等”。通過對該工程輸水隧洞的地質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)深入分析，發(fā)現(xiàn)這些監(jiān)測項(xiàng)目不夠全面，也有部分項(xiàng)目無設(shè)置的必要，具體包括：① 部分輸水隧洞穿越全新世活動(dòng)斷裂帶，斷層活動(dòng)可能導(dǎo)致襯砌產(chǎn)生較大錯(cuò)動(dòng)變形，因此有必要針對活動(dòng)斷裂開展斷層位移和襯砌錯(cuò)動(dòng)監(jiān)測；② 該工程所涉隧洞為長距離無壓輸水隧洞，為掌握隧洞內(nèi)的沿程水頭損失和實(shí)際水面線，需要開展隧洞沿程水位監(jiān)測；③ 輸水隧洞采用噴錨+混凝土襯砌的支護(hù)形式，通常不會(huì)用到預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索，因此無需開展預(yù)應(yīng)力錨固力監(jiān)測；④ 輸水隧洞為低流速無壓隧洞，襯砌表面未布置壓力鋼管，也就無需開展鋼管應(yīng)力監(jiān)測。

3.1.2施工期監(jiān)測項(xiàng)目

SL725-2016規(guī)范對施工期監(jiān)測項(xiàng)目并沒有作出明確規(guī)定，滇中引水工程存在圍巖不穩(wěn)隧洞、淺埋隧洞、潛在突涌水隧洞、富含毒害氣體隧洞等，所面對的施工安全問題十分突出，因此有必要針對性地開展施工期安全監(jiān)測。具體包括：① 對圍巖不穩(wěn)隧洞應(yīng)開展施工期圍巖收斂監(jiān)測、深部變形監(jiān)測和支護(hù)措施(錨桿、鋼拱架)受力監(jiān)測，以掌握圍巖變形特性和支護(hù)處理效果；② 對淺埋隧洞應(yīng)開展地表變形監(jiān)測，以保證上覆或鄰近建筑物的施工安全；③ 對潛在突涌水隧洞應(yīng)開展施工期滲漏量監(jiān)測，并提前制定人員和設(shè)備撤離應(yīng)急預(yù)案；④ 對富含毒害氣體隧洞應(yīng)開展有害氣體含量監(jiān)測，以保證施工人員的人身安全。

3.2 監(jiān)測項(xiàng)目擬定

3.2.1永久監(jiān)測項(xiàng)目

根據(jù)SL725-2016規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合輸水隧洞的工程布置、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和地質(zhì)條件，經(jīng)過對永久監(jiān)測項(xiàng)目取舍分析，確定該工程擬開展的永久監(jiān)測項(xiàng)目主要有： 圍巖內(nèi)部變形監(jiān)測，襯砌和圍巖的接縫開合度監(jiān)測，活動(dòng)斷裂帶地表位移和襯砌位錯(cuò)監(jiān)測，淺埋洞段的地表沉降監(jiān)測，襯砌外水壓力監(jiān)測，隧洞沿程水位監(jiān)測，襯砌結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力和鋼筋應(yīng)力監(jiān)測，支護(hù)措施(錨桿、鋼拱架等)受力監(jiān)測等。其中圍巖內(nèi)部變形監(jiān)測、淺埋洞段的地表沉降監(jiān)測、支護(hù)措施(錨桿、鋼拱架等)受力監(jiān)測兼具施工期監(jiān)測作用。

需要說明的是，不是每條隧洞都需要按上述項(xiàng)目進(jìn)行全面監(jiān)測，而是應(yīng)根據(jù)各條隧洞的規(guī)模、結(jié)構(gòu)型式、地質(zhì)條件和施工方法的不同，對具體監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行有針對性地選取[5-6]。

3.2.2施工期監(jiān)測項(xiàng)目

根據(jù)對輸水隧洞施工期監(jiān)測項(xiàng)目取舍分析，確定該工程擬開展的施工期監(jiān)測項(xiàng)目主要有：圍巖表面收斂監(jiān)測，深部變形監(jiān)測，錨桿應(yīng)力監(jiān)測，鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測，滲漏水量監(jiān)測，有害氣體含量監(jiān)測，淺埋隧洞的地表變形監(jiān)測等。

由于各隧洞的地質(zhì)條件和施工方法不同，各自所需要面對的施工安全問題也有很大區(qū)別，因此每條隧洞的施工期監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)在實(shí)際揭露的地質(zhì)情況或提前分析預(yù)測基礎(chǔ)上，根據(jù)潛在施工安全問題有針對性地選取。

4 監(jiān)測斷面設(shè)置原則

4.1 監(jiān)測斷面設(shè)置分析

SL725-2016規(guī)范中對隧洞永久監(jiān)測斷面是這樣規(guī)定的：“隧洞監(jiān)測斷面布置，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、圍巖結(jié)構(gòu)、襯砌結(jié)構(gòu)形式、受力狀態(tài)等選擇具有代表性的洞段或關(guān)鍵的部位，每一個(gè)代表性洞段布置1～3個(gè)監(jiān)測斷面”。

滇中引水工程共布置輸水隧洞58條，總長約612 km。由于這些隧洞數(shù)量眾多，而各隧洞長短不一、地質(zhì)復(fù)雜多變，若嚴(yán)格按“每一個(gè)代表性洞段布置1～3個(gè)監(jiān)測斷面”執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測斷面在空間分布上嚴(yán)重不均衡，短隧洞內(nèi)監(jiān)測斷面會(huì)過于集中，而長隧洞內(nèi)則會(huì)分布稀疏；圍巖地質(zhì)條件變化頻繁處將十分集中，而圍巖地質(zhì)條件長距離均一時(shí)則會(huì)過于稀疏。

輸水隧洞內(nèi)開展施工期監(jiān)測的具體部位及項(xiàng)目，需要根據(jù)實(shí)際揭露的地質(zhì)情況或深入分析預(yù)測來確定，具有高度的隨機(jī)性和不確定性。各監(jiān)測部位的測點(diǎn)布置也應(yīng)以獲取必要的施工期數(shù)據(jù)為前提，根據(jù)各部位實(shí)際監(jiān)測需求來確定，除收斂監(jiān)測斷面相關(guān)規(guī)范有明確規(guī)定外，通常沒有必要按監(jiān)測斷面進(jìn)行儀器布置。

4.2 監(jiān)測斷面設(shè)置原則

根據(jù)滇中引水工程輸水隧洞長短不一、洞徑各異、地質(zhì)復(fù)雜等特點(diǎn)，為保證每條隧洞均得到有效安全監(jiān)控，并盡量做到安全監(jiān)測空間分布的均衡性，經(jīng)研究，最終確定永久監(jiān)測斷面設(shè)置原則為：① 各隧洞不論大小、長短均應(yīng)至少設(shè)置1個(gè)監(jiān)測斷面；② 長隧洞(>3 km)一般每1～3 km設(shè)置1個(gè)監(jiān)測斷面；短隧洞(≤3 km)一般設(shè)置1～2個(gè)監(jiān)測斷面；③ 監(jiān)測斷面重點(diǎn)布置在軟巖段、高外水壓力段、淺埋段、活動(dòng)斷層帶及圍巖破碎帶等安全不利部位[6]；④ 當(dāng)隧洞長度超過10 km時(shí)，應(yīng)在Ⅲ類圍巖洞段設(shè)置1～3個(gè)對比監(jiān)測斷面；⑤ 監(jiān)測斷面盡量靠近隧洞進(jìn)、出口或施工支洞，以利于監(jiān)測儀器電纜向洞外牽引。

施工期圍巖收斂變形監(jiān)測應(yīng)設(shè)置收斂監(jiān)測斷面，收斂斷面布置嚴(yán)格按SL725-2016規(guī)范執(zhí)行，即Ⅲ類圍巖斷面間距不大于50 m；Ⅳ類圍巖斷面間距不大于40 m；V類圍巖斷面間距不大于30 m；斷層破碎帶斷面間距為5～10 m。

5 監(jiān)測設(shè)施布置原則

5.1 永久監(jiān)測布置

5.1.1變形監(jiān)測布置

SL725-2016規(guī)范對隧洞變形監(jiān)測設(shè)施布置是這樣規(guī)定的：“圍巖內(nèi)部變形應(yīng)采用多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測，每個(gè)斷面宜布置3～5個(gè)測孔，每孔測點(diǎn)數(shù)量宜3～6個(gè)；接縫及裂縫開合監(jiān)測每個(gè)監(jiān)測斷面至少布置3個(gè)測點(diǎn)”。

該工程輸水隧洞斷面形式有圓形、馬蹄形和城門洞形，開挖洞徑3～10 m不等。由于各隧洞斷面形式不同、洞徑大小各異，加之圍巖條件千差萬別，因此，為使隧洞變形監(jiān)測布置更具針對性和合理性，不能完全對各斷面變形儀器布置進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，而應(yīng)根據(jù)各隧洞的結(jié)構(gòu)形式、斷面大小及地質(zhì)情況予以區(qū)別對待。經(jīng)過對各隧洞的布置、結(jié)構(gòu)與地質(zhì)情況深入分析，確定變形監(jiān)測設(shè)施布置原則如下。

(1) 圍巖內(nèi)部變形監(jiān)測。圍巖內(nèi)部變形采用多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測，當(dāng)圍巖為V類時(shí)，宜根據(jù)隧洞洞徑大小在每個(gè)監(jiān)測斷面布設(shè)3～5套多點(diǎn)位移計(jì)，一般布設(shè)在洞頂、左右肩部和左右側(cè)腰部[7]；當(dāng)圍巖為Ⅲ類、Ⅳ類時(shí)，每個(gè)監(jiān)測斷面宜布設(shè)3套多點(diǎn)位移計(jì)，一般布設(shè)在洞頂和左右腰部。

(2) 襯砌和圍巖的接縫開合度監(jiān)測。在襯砌和圍巖間跨縫埋設(shè)測縫計(jì)，每個(gè)監(jiān)測斷面宜布設(shè)3支測縫計(jì)，一般布設(shè)在洞頂和左右側(cè)腰部。

(3) 活動(dòng)斷裂地表位移監(jiān)測和襯砌結(jié)構(gòu)錯(cuò)位監(jiān)測。在地表合適位置布設(shè)跨活動(dòng)斷裂的變形監(jiān)測網(wǎng)，監(jiān)測活動(dòng)斷裂相對兩側(cè)穩(wěn)定地層的位移情況；在斷裂帶內(nèi)的隧洞襯砌分縫上應(yīng)埋設(shè)位錯(cuò)計(jì)，監(jiān)測活動(dòng)斷裂變形引起的襯砌間錯(cuò)動(dòng)情況。

典型隧洞監(jiān)測斷面變形監(jiān)測儀器布置如圖1所示。

圖1 典型隧洞斷面變形監(jiān)測儀器布置Fig.1 Layout of deformation measurement instruments in typical tunnel monitoring sections

5.1.2水位及滲流監(jiān)測布置

SL725-2016規(guī)范對隧洞內(nèi)水位監(jiān)測沒有作出規(guī)定，而對滲流監(jiān)測設(shè)施布置是這樣規(guī)定的：“對于隧洞外水壓力監(jiān)測，宜在每個(gè)監(jiān)測斷面布置1～3個(gè)測點(diǎn)；水工隧洞穿越防滲帷幕時(shí)，應(yīng)進(jìn)行帷幕的防滲效果監(jiān)測，并在防滲帷幕前后一定距離范圍內(nèi)布置測點(diǎn)，測點(diǎn)處應(yīng)避開防滲帷幕灌漿影響?！?/p>

該工程各隧洞是輸水總干渠的重要組成部分，其沿程水位既是運(yùn)行調(diào)度的主要依據(jù)，也是隧洞安全分析的重要參量，因此需要在隧洞沿線設(shè)置水位測點(diǎn)，對各隧洞沿程水位開展監(jiān)測。各隧洞雖不存在穿越防滲帷幕情況，但大部分隧洞位于雄厚山體之下，承受較大的外水壓力，洞周大多采用灌漿方式加固圍巖，使其成為承載和防滲阻水的主要結(jié)構(gòu)，因此需要在灌漿圈內(nèi)外布設(shè)測點(diǎn)，以監(jiān)測灌漿圈的防滲處理效果。

基于上述分析，確定水位及滲流監(jiān)測設(shè)施布置原則為：① 隧洞沿程水位監(jiān)測。每條隧洞應(yīng)在進(jìn)、出口部位布置水位測點(diǎn)，當(dāng)隧洞進(jìn)、出口布置有控制性水閘時(shí)，可與水閘前、后水位測點(diǎn)結(jié)合布置；長隧洞還應(yīng)根據(jù)施工支洞布置情況，在洞內(nèi)合適位置布設(shè)沿程水位測點(diǎn)。② 襯砌外水壓力監(jiān)測。隧洞圍巖不作灌漿處理的，宜在每個(gè)監(jiān)測斷面圍巖表面布設(shè)4支滲壓計(jì)，分別位于洞頂、左右腰部和洞底；隧洞圍巖進(jìn)行灌漿處理的，宜在每個(gè)監(jiān)測斷面布設(shè)8支滲壓計(jì)，4支位于灌漿圈外，4支位于圍巖表面。

典型隧洞監(jiān)測斷面滲流監(jiān)測儀器布置如圖2所示。

5.1.3應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測布置

SL725-2016規(guī)范對隧洞應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測設(shè)施布置是這樣規(guī)定的：“對于隧洞混凝土襯砌結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)力的監(jiān)測，應(yīng)在襯砌的內(nèi)層鋼筋上布置測點(diǎn)，每個(gè)斷面根據(jù)需要布置4～8個(gè)測點(diǎn)；對于隧洞混凝土襯砌應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測，每個(gè)斷面宜布置4～8個(gè)測點(diǎn)，1～4支無應(yīng)力計(jì)；對于圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸壓力監(jiān)測，每個(gè)斷面宜布置1～3個(gè)測點(diǎn)；錨桿應(yīng)力監(jiān)測時(shí)每個(gè)斷面宜布置3～5根監(jiān)測錨桿，每根監(jiān)測錨桿宜布置1～3個(gè)測點(diǎn)。”

圖2 典型隧洞斷面滲流監(jiān)測儀器布置Fig.2 Layout of seepage monitoring instruments for typical tunnel sections

該工程隧洞襯砌結(jié)構(gòu)所受荷載主要有圍巖壓力、外水壓力、內(nèi)水壓力、彈性抗力和自重等，根據(jù)不同圍巖條件和工況下的結(jié)構(gòu)計(jì)算成果可知，襯砌結(jié)構(gòu)并非總是內(nèi)側(cè)受拉、外側(cè)受壓，也并非總是內(nèi)側(cè)比外側(cè)受力大，所以SL725-2016規(guī)范中“應(yīng)在內(nèi)層鋼筋上布置測點(diǎn)” 的規(guī)定[8]并不合理。考慮到襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算均會(huì)引入若干假定條件，尤其是對于地質(zhì)條件較差較復(fù)雜的V類圍巖區(qū)，理論計(jì)算成果很難與實(shí)際受力完全吻合，因此有必要在襯砌內(nèi)、外層鋼筋上均布置測點(diǎn)。另外，各隧洞內(nèi)監(jiān)測斷面普遍存在引線過長問題，從監(jiān)測的必要性和降低監(jiān)測投資考慮，沒必要對每個(gè)監(jiān)測斷面都開展混凝土應(yīng)力監(jiān)測。對穩(wěn)定和受力條件較好的Ⅲ、Ⅳ類圍巖監(jiān)測斷面，以及洞徑較小的玉溪段和紅河段隧洞監(jiān)測斷面，各類應(yīng)力應(yīng)變測點(diǎn)布置也可以進(jìn)行適當(dāng)簡化。

基于上述分析，確定應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測設(shè)施布置原則如下。

(1) 鋼筋應(yīng)力監(jiān)測。當(dāng)圍巖為V類時(shí)，每個(gè)監(jiān)測斷面布設(shè)6～8支鋼筋計(jì)；Ⅳ類圍巖每個(gè)監(jiān)測斷面布設(shè)4～6支鋼筋計(jì)。鋼筋計(jì)宜根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算成果布設(shè)在受力集中區(qū)或代表性位置，襯砌內(nèi)、外層鋼筋測點(diǎn)宜對應(yīng)布置。

(2) 混凝土應(yīng)力監(jiān)測。當(dāng)圍巖為V類時(shí)，選擇部分綜合監(jiān)測斷面布設(shè)應(yīng)變計(jì)和無應(yīng)力計(jì)，應(yīng)變計(jì)和鋼筋計(jì)宜對應(yīng)布置；當(dāng)圍巖為Ⅳ類時(shí)，可不開展該項(xiàng)監(jiān)測。布設(shè)有應(yīng)變計(jì)的監(jiān)測斷面還應(yīng)布設(shè)2支無應(yīng)力計(jì)。

(3) 圍巖壓力監(jiān)測。隧洞埋深超過300 m時(shí)，一般在監(jiān)測斷面的洞頂和左右腰部各布設(shè)1支壓應(yīng)力計(jì)。

(4) 錨桿應(yīng)力監(jiān)測。當(dāng)圍巖為V類且洞徑不小于8 m時(shí)，在腰部以上選擇5根監(jiān)測錨桿；當(dāng)圍巖為Ⅳ類或洞徑小于8 m時(shí)，在洞頂120°范圍內(nèi)選擇3根監(jiān)測錨桿。每根監(jiān)測錨桿上布設(shè)1～3支錨桿應(yīng)力計(jì)，錨桿長度小于6 m時(shí)，每根錨桿布設(shè)1支錨桿應(yīng)力計(jì)；錨桿長度在6～9 m之間時(shí)，每根錨桿布設(shè)2支錨桿應(yīng)力計(jì)；錨桿長度超過9 m時(shí)，每根錨桿布設(shè)3支錨桿應(yīng)力計(jì)。

典型隧洞監(jiān)測斷面應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測儀器布置如圖3所示。

圖3 典型隧洞斷面應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測儀器布置Fig.3 Layout of stress and strain monitoring instruments for typical tunnel sections

5.2 施工期監(jiān)測布置

5.2.1變形監(jiān)測布置

施工期變形監(jiān)測包括圍巖表面變形監(jiān)測、圍巖深部變形監(jiān)測和淺埋隧洞地表變形監(jiān)測等。

圍巖表面變形通常采用收斂斷面法監(jiān)測。該工程各輸水隧洞洞徑為3～10 m，洞徑差異性很大。為了有利于測點(diǎn)埋設(shè)和觀測，根據(jù)國內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)開挖洞徑小于8 m時(shí)，宜采用收斂計(jì)配合收斂測線觀測；當(dāng)洞徑不小于8 m時(shí)，宜采用全站儀或斷面儀觀測。初測收斂斷面應(yīng)盡量靠近開挖掌子面，每個(gè)收斂監(jiān)測斷面根據(jù)洞徑大小分別布設(shè)3～5個(gè)收斂測點(diǎn)，分別布置在洞頂、左右洞肩和左右腰部。

圍巖深部變形通常采用鉆孔埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測，主要針對隧洞開挖揭露的軟弱帶、破碎帶、塊體等施工期不穩(wěn)圍巖布置，每處存在失穩(wěn)可能的部位宜布置1～3套多點(diǎn)位移計(jì)。

淺埋隧洞地表變形以監(jiān)測地表沉降為主，當(dāng)鄰近區(qū)域有高聳建筑物時(shí)，還應(yīng)監(jiān)測建筑物的水平位移。地表沉降通過設(shè)置沉降標(biāo)點(diǎn)來觀測，對埋深小于4倍洞徑且圍巖為Ⅳ、V類圍巖的隧洞，沿洞頂至少每隔50 m布置1個(gè)地面沉降測點(diǎn)。高聳建筑物水平位移采用全站儀配合棱鏡觀測，對距隧洞50 m范圍內(nèi)且高度超過30 m的建筑物，每個(gè)建筑物頂部至少布置1個(gè)固定測點(diǎn)。

5.2.2滲流監(jiān)測布置

施工期滲流監(jiān)測主要是對潛在突涌水隧洞開展?jié)B水流量監(jiān)測。當(dāng)隧洞穿越富水或儲(chǔ)水構(gòu)造時(shí)，會(huì)在隧洞內(nèi)形成集中滲水或涌水，短時(shí)超量滲水可能危及人員與設(shè)備安全，因此有必要對施工期的集中滲水開展監(jiān)測[9]。監(jiān)測方法可以采用容積法、量水堰法、抽排容量法。當(dāng)出水量較小且出水點(diǎn)集中時(shí)，宜采用容積法量測；而當(dāng)涌水量較大或涌水點(diǎn)分散時(shí)，宜設(shè)置量水堰觀測。當(dāng)量水堰不便設(shè)置時(shí)，可以根據(jù)排水泵抽排能力進(jìn)行流量估算。

5.2.3應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測布置

施工期應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測主要指對初期支護(hù)措施(錨桿、鋼拱架)的受力開展監(jiān)測。錨桿受力采用錨桿應(yīng)力計(jì)監(jiān)測，每個(gè)不穩(wěn)圍巖區(qū)域至少選擇3根監(jiān)測錨桿，每根監(jiān)測錨桿宜根據(jù)錨桿長度，布置1～3支錨桿應(yīng)力計(jì)。鋼拱架受力采用鋼板計(jì)監(jiān)測，每個(gè)不穩(wěn)圍巖區(qū)域至少選擇2榀鋼拱架，每榀鋼拱架宜布設(shè)3支鋼板計(jì)，一般布設(shè)在洞頂和左右腰部。

5.2.4有害氣體監(jiān)測布置

對富含毒害氣體的隧洞應(yīng)開展有害氣體含量監(jiān)測，重點(diǎn)監(jiān)測部位為：開挖掌子面、煤層出露處、巖石裂隙面、溶洞、軟弱結(jié)構(gòu)面、不良地質(zhì)段、圍巖巖性突變處等。監(jiān)測方式以人工檢測為主，即由檢測人員攜帶便攜式設(shè)備，到可能產(chǎn)生有害氣體的部位直接檢測。檢測人員應(yīng)攜帶必要的防護(hù)和自救設(shè)備，一般2～3人一起進(jìn)洞，彼此拉開約30 m距離，邊檢查邊前進(jìn)。當(dāng)需要通過的地層中有害氣體含量較高且地層較寬大時(shí)，可在隧洞中建立有害氣體自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警[10]。

6 結(jié) 語

目前，依據(jù)本文所述設(shè)計(jì)原則編制的《滇中引水工程安全監(jiān)測初步設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》已經(jīng)通過了水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織的專家審查，并得到了與會(huì)專家的一致認(rèn)可。這些設(shè)計(jì)原則作為隧洞監(jiān)測設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性依據(jù)，在隨后的安全監(jiān)測專題設(shè)計(jì)和安全監(jiān)測招標(biāo)設(shè)計(jì)中得到了全面貫徹，從而有力保證了全線隧洞監(jiān)測設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和設(shè)計(jì)成果質(zhì)量，對以后同類隧洞的監(jiān)測設(shè)計(jì)也具有較大參考價(jià)值。