隧道監(jiān)控量測及控制標準一、隧道監(jiān)控量測概述隧道工程在建設和運營過程中，面臨著復雜的地質(zhì)條件和各種不確定因素。監(jiān)控量測作為保障隧道安全、指導施工以及評估隧道長期穩(wěn)定性的重要手段，具有不可替代的作用。通過對隧道圍巖和支護結(jié)構(gòu)的各項力學參數(shù)和變形情況進行實時監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，為施工決策提供科學依據(jù)，確保隧道工程的順利進行和長期安全使用。二、監(jiān)控量測的項目與方法（一）必測項目1.洞內(nèi)外觀察洞內(nèi)外觀察是隧道監(jiān)控量測的基礎項目，具有直觀、簡便的特點。洞內(nèi)觀察可分為開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。在開挖工作面，應記錄圍巖的巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、有無地下水出露等情況。這些觀察信息有助于判斷圍巖的穩(wěn)定性，為調(diào)整施工方法和支護參數(shù)提供依據(jù)。例如，當發(fā)現(xiàn)圍巖節(jié)理裂隙突然增多、地下水涌出等情況時，可能預示著圍巖穩(wěn)定性變差，需要及時加強支護。已施工地段的觀察主要關注支護結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，如噴射混凝土有無裂縫、剝落，錨桿有無松弛，鋼拱架有無變形等。洞外觀察則主要觀察洞口邊坡的穩(wěn)定性、地表有無裂縫、沉陷等情況，特別是在雨季或有較大外力作用時，及時發(fā)現(xiàn)洞口周邊的異常變化，防止洞口坍塌等事故的發(fā)生。2.周邊位移量測周邊位移量測是隧道監(jiān)控量測的關鍵項目之一，它反映了隧道圍巖的收斂變形情況。常用的量測儀器是收斂計，一般在隧道拱腰和邊墻部位布置測點。量測頻率應根據(jù)隧道的施工階段和圍巖的穩(wěn)定性來確定。在開挖初期，圍巖變形速度較快，量測頻率應較高，一般每天量測1-2次；隨著時間的推移，圍巖變形逐漸趨于穩(wěn)定，量測頻率可適當降低。通過對周邊位移量測數(shù)據(jù)的分析，可以判斷圍巖的穩(wěn)定性狀態(tài)。當周邊位移速率持續(xù)增大且無減緩趨勢時，表明圍巖處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能需要采取加強支護等措施；當位移速率逐漸減小并趨于穩(wěn)定時，說明圍巖和支護結(jié)構(gòu)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。3.拱頂下沉量測拱頂下沉量測對于判斷隧道拱頂圍巖的穩(wěn)定性至關重要。通常采用水準儀和鋼尺或全站儀等儀器進行量測。在隧道拱頂部位布置測點，量測其垂直方向的位移變化。拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的分析方法與周邊位移類似，同樣關注位移速率和累計位移量。如果拱頂下沉速率過大或累計下沉量超過允許值，可能會導致拱頂坍塌等嚴重事故，必須及時采取措施進行處理。（二）選測項目1.圍巖內(nèi)部位移量測圍巖內(nèi)部位移量測可以了解隧道圍巖內(nèi)部不同深度處的位移變化情況，對于深入分析圍巖的變形機制和穩(wěn)定性具有重要意義。常用的量測儀器是多點位移計。在隧道圍巖不同深度處埋設測點，通過測量各測點的位移變化，繪制圍巖內(nèi)部位移曲線。根據(jù)曲線的形態(tài)和變化趨勢，可以判斷圍巖的松動范圍和變形特點。例如，當曲線在某一深度處出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折時，該深度可能就是圍巖的松動邊界。2.錨桿軸力量測錨桿是隧道支護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，錨桿軸力量測可以了解錨桿在不同施工階段的受力狀態(tài)，評估錨桿的支護效果。一般采用鋼筋應力計或應變片等儀器進行量測。在錨桿上安裝測點，測量錨桿的軸力變化。通過對錨桿軸力量測數(shù)據(jù)的分析，可以判斷錨桿是否發(fā)揮了應有的支護作用。如果錨桿軸力過大，可能表明錨桿的設計參數(shù)不合理或圍巖壓力過大，需要對支護方案進行調(diào)整。3.圍巖壓力量測圍巖壓力量測可以直接測量隧道圍巖作用在支護結(jié)構(gòu)上的壓力大小和分布情況。常用的量測儀器是壓力盒。在隧道襯砌與圍巖之間埋設壓力盒，測量圍巖壓力。通過對圍巖壓力量測數(shù)據(jù)的分析，可以了解圍巖與支護結(jié)構(gòu)之間的相互作用關系，優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)的設計參數(shù)。例如，當發(fā)現(xiàn)圍巖壓力分布不均勻時，可以調(diào)整支護結(jié)構(gòu)的剛度和強度，以提高支護效果。三、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的處理與分析（一）數(shù)據(jù)整理在每次量測完成后，應及時對量測數(shù)據(jù)進行整理。首先檢查數(shù)據(jù)的準確性和完整性，剔除明顯錯誤或異常的數(shù)據(jù)。然后將數(shù)據(jù)進行分類整理，按照量測項目、測點編號、量測時間等進行記錄，建立詳細的量測數(shù)據(jù)庫。（二）數(shù)據(jù)分析方法1.回歸分析回歸分析是一種常用的數(shù)據(jù)分析方法，通過對量測數(shù)據(jù)進行回歸擬合，建立位移-時間、應力-時間等關系曲線。常用的回歸模型有指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等。例如，對于周邊位移量測數(shù)據(jù)，可以采用指數(shù)函數(shù)進行回歸擬合，得到位移隨時間的變化規(guī)律。通過回歸分析，可以預測圍巖的變形趨勢和最終穩(wěn)定狀態(tài)，為施工決策提供參考。2.對比分析對比分析是將不同測點、不同施工階段的量測數(shù)據(jù)進行對比，找出數(shù)據(jù)之間的差異和變化規(guī)律。例如，將同一隧道不同斷面的周邊位移數(shù)據(jù)進行對比，可以了解隧道圍巖的穩(wěn)定性在不同位置的差異；將開挖前后的圍巖壓力數(shù)據(jù)進行對比，可以分析開挖對圍巖壓力的影響。通過對比分析，可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況，采取相應的措施進行處理。（三）數(shù)據(jù)反饋根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，及時將信息反饋給施工單位和設計單位。當量測數(shù)據(jù)顯示圍巖和支護結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，應立即停止施工，采取加強支護、調(diào)整施工參數(shù)等措施；當數(shù)據(jù)顯示圍巖和支護結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，可以按照原施工方案繼續(xù)施工。同時，將監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果作為隧道工程質(zhì)量評估和長期穩(wěn)定性評價的重要依據(jù)。四、隧道監(jiān)控量測的控制標準（一）位移控制標準位移控制標準是隧道監(jiān)控量測的重要依據(jù)之一，主要包括累計位移值和位移速率控制標準。不同類型的隧道和圍巖條件，其位移控制標準也有所不同。一般來說，對于軟弱圍巖隧道，其位移控制標準相對較低；對于堅硬圍巖隧道，位移控制標準可以適當提高。例如，在某軟弱圍巖隧道中，規(guī)定拱頂下沉累計位移值不超過50mm，周邊位移累計位移值不超過80mm；位移速率控制標準為每天不超過5mm。當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過這些控制標準時，應及時采取加強支護等措施。（二）應力控制標準應力控制標準主要針對支護結(jié)構(gòu)的受力情況，包括錨桿軸力、襯砌應力等。錨桿軸力應控制在設計允許范圍內(nèi)，避免錨桿因受力過大而失效；襯砌應力也應滿足設計要求，防止襯砌出現(xiàn)裂縫等病害。例如，對于某隧道的錨桿設計軸力為100kN，在監(jiān)控量測過程中，當錨桿軸力超過設計值的80%時，應引起重視，分析原因并采取相應的措施。（三）其他控制標準除了位移和應力控制標準外，還應考慮其他因素的控制標準，如地表沉降、地下水水位變化等。地表沉降過大可能會影響隧道上方的建筑物和地下管線的安全，因此需要對地表沉降進行嚴格控制。一般規(guī)定地表沉降累計值不超過30mm，沉降速率不超過3mm/d。地下水水位變化可能會影響圍巖的穩(wěn)定性，當發(fā)現(xiàn)地下水水位異常變化時，應及時分析原因并采取相應的措施。五、監(jiān)控量測的實施與管理（一）監(jiān)測方案的制定在隧道工程開工前，應根據(jù)隧道的工程特點、地質(zhì)條件和設計要求等因素，制定詳細的監(jiān)控量測方案。監(jiān)測方案應包括監(jiān)測項目、監(jiān)測方法、監(jiān)測儀器的選擇、測點布置、量測頻率、數(shù)據(jù)處理與分析方法以及預警值和控制標準等內(nèi)容。監(jiān)測方案應經(jīng)過專家論證和審批后實施。（二）監(jiān)測儀器的選擇與安裝監(jiān)測儀器的選擇應根據(jù)監(jiān)測項目的要求和精度等因素進行合理選擇。儀器應具有可靠性高、精度滿足要求、便于安裝和維護等特點。在儀器安裝過程中，應嚴格按照操作規(guī)程進行，確保儀器的安裝質(zhì)量和測量精度。例如，在安裝錨桿應力計時，應確保其與錨桿緊密連接，避免出現(xiàn)松動等情況。（三）監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制為了確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，應建立完善的質(zhì)量控制體系。定期對監(jiān)測儀器進行校準和維護，檢查儀器的工作狀態(tài)；對監(jiān)測人員進行培訓，提高其操作技能和數(shù)據(jù)處理能力；采用多種方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行驗證和比對，確保數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。（四）監(jiān)測資料的歸檔與保存監(jiān)測資料是隧道工程的重要技術檔案，應進行妥善歸檔和保存。監(jiān)測資料應包括監(jiān)測方案、監(jiān)測數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析報告、預警信息等內(nèi)容。建立監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫，便于查詢和管理。監(jiān)測資料的保存期限應符合相關規(guī)定，一般不少于隧道工程的設計使用年限。六、結(jié)語隧道監(jiān)