新奥法隧道施工监控量测技术综合讲解隧道新奥法设计及施工监控量测

新奥法隧道施工中的监控量测技术研究摘要：在隧道建设中通过对隧道进行监控量测，可以及时发现隧道围岩在施工中所发生的变化，经过分析之后能够改变方案、优化修改设计并且指导现场施工，使得隧道建设能够顺利进行。

文章阐述了隧道工程中新奥法监控量测的项目分类、目的和方法，并提出了数据处理和分析的方法，从而优化了新奥法的量测技术。

关键词：隧道施工；新奥法；监控量测近年来，隧道建设中已广泛采用新奥法进行隧道设计及施工，而现场监控测量是新奥法隧道施工的三大支柱之一，监控量测数据的采集、处理和分析本身就是新奥法的重点和难点，也是评价设计、施工建设是否合理的重要方面，是对新奥法进行继续研究探讨发展的方向之一。

在隧道施工中进行监控量测能够及时掌握隧道围岩动态和支护结构的使用情况，对施工进度、工程质量以及经济投入都有非常重要的影响。

在施工安全方面，通过对支护状态进行评价，能够做到及时预测隧道施工中存在的险情，保障施工者的人身安全。

1 现场监控量测流程隧道施工采用新奥法时，现场监控量测就是对隧道围岩和支护结构体系的稳定性和使用情况做出判断，从而保证施工安全、指导施工、选择及修正支护参数、进行施工管理。

同样现场监控量测是隧道设计、施工中不可或缺的一个重要步骤，它对于隧道施工前的初始设计和施工建设过程中进行再设计都有着重要的指导意义。

监控设计的流程图如图1所示。

综合考虑，现场监控量测并非只是最初施工设计时进行初勘和各项静态测试，最重要的一方面是在整个施工阶段进行隧道地质情况的详勘和各项动态测试。

判断循环存在于整个施工过程中，并不断进行设计的修正完善和优化。

2 隧道监控量测中的内容、方法和目的2.1 隧道监控量测中的必测项目①地质及支护状况的观察。

在每次完成爆破后和初喷后，为了对隧道围岩的稳定性进行正确评价，判断围岩的类别是否与预设计相符，需要通过施工者进行肉眼观察、地质罗盘及锤击检查隧道中各个掌子面的方法，描述、记录围岩地质、岩性、岩层产状、结构面、裂隙、溶洞、地下水情况以及衬砌支护效果，必要时地下水流量也应进行拍照、测量。

新奥法与喷射砼的监控量测1引言新奥地利隧道设计施工法（简称新奥法）并不是一般的喷射混凝土支护方法，它是一种设计、施工、监测相结合的科学的隧道建造方法。

喷射混凝土、锚杆和现场监控量测被认为是新奥法的三大支柱。

水电四局第四施工局施工的马平高速公路第四合同段中的旱台子1#、2#隧道就是典型的新奥法施工实例。

1.1新奥法的产生及原则新奥法是由奥地利Rabcewicz在总结隧道建造实践经验基础上创立的。

它的理论基础是最大限度的发挥岩石的自支承作用。

近年来，新奥法在铁路、公路、水工隧道及软弱地层中的城市地下工程中获得广泛应用。

新奥法的基本原则有：（1）围岩是隧洞承载体的重要组成部分；（2）尽可能保护岩体的原有强度；（3）力求防止岩体松散，避免岩石出现单轴和双轴应力状态；（4）通过现场量测，控制围岩变形，一方面要容许围岩变形；另一方面又不容许围岩出现有害的松散；（5）支护要适时，最终支护不要太早，也不要太晚；（6）喷混凝土层要薄，要有“柔”性，宁愿出现剪切破坏，而不要出现弯曲破坏；（7）当要求增加支护力时，一般不加厚喷层，而采用配筋，加设锚杆和拱肋等方法；（8）一般分两次支护，即初期支护和最终支护；（9）设置仰拱，形成封闭结构。

总之，新奥法是与其必须遵循的原则紧密联系在一起的。

新奥法的特征就是在于充分发挥围岩的自承作用。

喷射混凝土、锚杆起加固围岩的作用，把围岩看成是支护的重要组成部分，并通过监控量测，实现信息化设计和施工，有控制的调节围岩变形，以最大限度的利用围岩自承作用。

马平高速公路旱台子1#、2#隧道的施工就严格的实行了新奥法，在隧道施工中，对于不稳定围岩，要使其不发生破坏，必须限制其变形的发展，这就需要在洞壁施加一定的支护力（用P i表示），以使围岩达到新的稳定状态。

图1-1-1表示隧道围岩变形（Δr）与支护力（P i）之间的关系曲线。

它清楚的表明，要使围岩所产生的变形越小，则需提供的支护力就越大。

如果允许围岩产生较大的变形，则就可施加较小的支护力。

监控量测在隧道新奥法施工中的应用摘要：新奥法出现后，对于隧道监控测量技术而言，不仅在国外得到比较普遍的运用，与此同时也在一定程度上得到了快速发展。

现阶段我国监控测量技术在发展的过程中主要是在二十世纪八十年代对新奥法进行引入后，并且已经成为我国公路隧道施工过程中的主要方法，新奥法也在我国得到了全面的发展，通过多年不断的发展与运用，我国监控量测技术不管在监控方式上，还是在手段上都已经获得较大的进步。

但隧道监控测量过程中，技术与方式在我国依旧处于发展阶段，国内相关学者对这方年的研究不是很多，所以要对其进行深入的分析与探究，只要这样才能促进新技术的发展。

所以本文主要分析的就是隧道新奥法在实际施工过程中如何更好的运用监控测量，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。

关键词：监控测量；新奥法；应用；分析引言：当前我国改革开放的全面深化，我国经济也取得了飞速的发展，山区公路在实际建设的过程中也对以往比较传统的修路思想进行突破，不会利用盘山绕行方式，不会给沿线的生态环境带来影响，在对公路里程不增长的基础上，通过开展隧道的方式能够最大限度上避免由于高边坡路基带来的一系列自然灾害，例如：滑坡或者泥石流等，不仅能够为行车的安全提供保证，还能在一定程度上对行车的时间进行缩短，符合建设与自然和谐发展的规律。

新奥法是新的一种隧道施工概念，而新奥法的灵魂就是现场监控测量，并且也得到了高度的重视。

该项技术在青兰高速公路泰安至东阿段工程中柿子峪隧道、蟠龙山隧道、寨山隧道施工中得到了广泛应用1.现阶段隧道新奥法在施工过程中的方法分析1.1原理对于隧道新奥法而言，在施工的过程中主要使用的就是岩体力学理论，该原理主要是在岩体力学特性以及变形特征等前提下进行建立的，在对隧道实施开挖时，要对围岩自身的承载能力进行充分的发挥，与此同时还要科学合理的利用开挖面的空间约束作用，开挖过程的主要手段就是爆破，能有效的降低施工过程中对围岩产生不必要的扰动，主要的支护手段分为三种，一是喷射混凝土；二是锚杆；三是钢筋网以及钢支撑等，这样进一步让围岩成为支护体系中不可缺少的重要组成内容，在隧道开挖时，要第一时间对围岩做好支护工作与加固，约束围岩的松弛，对其变形起到良好的约束作用，实施严格有效的监控测量，结合监控测量的实际结构对隧道工程的设计以及施工进行科学合理的指导。

隧道施工新奥法
新奥法就是应用岩体力学的基本理论，以维护和利用围岩的自承能力，通过采用及时的“锚喷支护”或更进一步的喷锚预支护等联合支护手段有效的抑制围岩的松弛变形，并通过监控量测手段及信息处理，调整支护参数，从而使围岩成为支护体系的重要组成部分的一种施工原理。

概括的说，新奥法隧道施工的三大要素实质就是“光面爆破（控制爆破）、锚喷支护及监控量测”。

新奥法施工原则：“管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，勤量测”，结合实际制订出施工方案，确保安全生产。

具体措施如下：
(1)施工前应对设计提供的地质资料进行详细的了解、分析，进行必要的现场调查核实（超前地质预报）。

(2)超前预注浆，根据工作面地质情况，拟定注浆的方案，精心布管，严格注浆工作，控制好注浆压力，密切关注注浆量，确保达到理想的加固效果。

(3)严格控制开挖循环进尺，对不良地质地段，应适当缩短开挖进尺，环形开挖留核心土，必要时喷混凝土封闭开挖工作面，并选用具有足够刚度和早强的支护设计，适当加厚喷射混凝土喷层，及早完成锚喷网联合支护，必要时采用双层钢筋网或增设临时钢支撑措施，以控制围岩变形。

(4)及时施作仰拱形成封闭结构，为保证仰拱及早受力，仰拱设计可选用早强混凝土。

(5)初期支护封闭后及时进行背后回填注浆。

(6)加强施工现场监控量测，选择合理的监测项目，及时反馈信息，以掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以确定施工工序，保证施工安全。

简述隧道新奥法施工中的监控量测工作*****第一部分、简单介绍隧道监控量测工作首先，需说明的是：新奥法不单纯是一种施工方法，也不能认为锚喷支护就是新奥法。

新奥法实质是一种现代先进设计与施工一体化方法。

如果锚喷结构是按照规定程序进行设计与施工一体化的，才能认为符合新奥法。

我国传统矿山法施工的采取的基本原则：“少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌”，那么新奥法也可用十二字的基本原则概括：“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。

可见监控量测在新奥法施工中的重要性。

（一）、监测意义及目的监控量测测工作是隧道新奥法施工的眼睛，不但可以为隧道的动态设计和信息化施工提供依据，确保施工的安全，还可为隧道设计理论的发展积累经验，因而具有重要的意义。

通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据；通过信息反馈及预测预报来优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与质量和工程项目的社会、经济和环境效益。

为科研项目提供第一手的信息，为节省工程投资，提高浅埋大跨双连拱隧道的修建水平提供科学依据和技术保证，积累资料，为今后的设计提供类比依据等。

（二）、监测项目及测点布置（芜湖经济开发区龙山隧道）根据中华人民共和国行业标准：《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）隧道施工图设计中有关监测项目的设计，监测内容分为必测和选测两种：⑴监测项目①必测项目●地质及支护状况观察描述●净空收敛●拱顶下沉●隧道地表下沉●锚杆拉拔力②选测项目（双连拱隧道）●围岩内部位移（原洞内埋设，为提高埋设质量，拟多投入费用，改为地表埋设）●围岩内部位移（地表埋设）●接触压力（围岩和初衬，初衬与二衬）●钢拱架压力（或钢格栅支撑内力）●衬砌内力●锚杆轴力（内力）●中墙内力●拱与中墙的相对变位●衬砌裂缝●边坡稳定监测●根据具体情况还可以选定其他的项目如地质预报等等⑵断面布置监测断面分两种：①一般性监测断面；②代表性监测主断面。

2004年2月重庆大学学报Feb.2004第27卷第2期Journal of Chongqing University Vol.27　No.2 文章编号:1000-582X(2004)02-0132-04高速公路隧道新奥法施工监控量测X代高飞1.2,应　松3,夏才初1,毛海和2(1.同济大学地下建筑与工程系,上海　200092;2.重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆　400030;3.贵州省高速公路开发总公司,贵阳　550001)摘　要:隧道采用新奥法原理施工时,利用围岩周边变形和拱顶下沉量的观测值可对隧道周边岩体内的应力动态过程及发展趋势、围岩稳定性以及支护的合理性进行监控,这对安全施工及保证工程质量具有重要作用。

通过对崇遵高速公路风梅垭隧道的实时监控,研究了隧道围岩的稳定状况,实时确定了合理的二次衬砌施工时间,成功避免了施工中重大事故的发生,确保了隧道施工安全和质量,对隧道施工具有指导意义。

关键词:公路隧道;量测;监控;预警值中图分类号:U456文献标识码:A 隧道施工过程中围岩的力学性态不仅受到岩石的生成条件和地质作用的影响,还受到隧道开挖方法、支护类型、支护时机、支护参数等的影响,因而寻求正确反映岩体性态的物理力学模型是非常困难的[1-2]。

而在隧道设计、施工中主要参考工程类比法与数理初步分析法,通过施工过程对围岩的实时监控,对监控数据进行分析和综合判断,进一步完善设计并采取相应的施工对策,其中,监控工作及监控量测结果分析就成为衡量设计、施工是否合理的一项重要工作[3]。

贵州省崇(崇溪河)遵(遵义)高速公路是重庆出海大通道的控制性工程,位于典型的喀斯特地区,在隧道施工中经常遭遇坍方、涌水等地质灾害,严重时会造成设备损坏等重大事故,造成巨大的经济损失。

该线路高差起伏大,隧道穿越围岩类别较多,且岩性变化频繁。

风梅垭隧道位于崇遵高速公路起点,属分离式路基段,设置为接近平行的双洞,隧道单洞长2740m,主要穿越围岩类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类,主要地质构造为F3、F5和F7断层及其破碎带。

隧道新奥法量测第一节量测项目及其分类一、量测在新奥法设计施工中的意义和作用自从新奥法技术问世以来，隧道和地下工程的设计与施工技术已有较大的进展。

新奥法构筑隧道的特点是，借助现场量测对隧道围岩进行动态监测，并据以指导隧道的开挖作业和支护结构的设计与施工。

在新奥法支护结构的设计问题上，许多学者曾寻求过数解法。

1978年以来也发表了许多数解法的文章。

但是，由于岩石的生成条件和地质作用的复杂性，岩石的产状和结构也非常复杂，并且在隧道构筑过程中，由于开挖方法、支护方法、支护时机、支护结构刚度等对围岩稳定性都有影响。

所以，寻求能正确反映岩体状态的物理力学模型非常困难。

因此，用数解法所得到的成果至今还不能作为新奥法设计的依据。

目前，新奥法的设计工作是在其理论基础的指导下，参考已建工程的设计参数进行初选设计后，再通过施工过程对围岩的量测分析来完善设计。

因此，量测工作是监视设计、施工是否正确的眼睛，是监视围岩是否安全稳定的手段，它始终伴随着施工的全过程。

是新奥法构筑隧道非常重要的一环。

实践证明，利用工程类比法和量测手段获得有关参数进行设计是可以收到满意的效果的。

例如，在慕尼黑地铁设计中，应用数解法得出的喷射砼厚度应为30cm，但根据工程类比经验判断，有15cm厚就够了。

后来在实际施工中的量测结果表明，喷砼有15cm厚足够了，所以量测工作也是新奥法设计工作的组成部分。

新奥法量测工作的作用（或目的）为：1．掌握围岩动态和支护结构的工作状态，利用量测结构修改设计，指导施工。

2．预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然。

3．积累资料，为以后的新奥法设计提供类比依据。

4．为确定隧道安全提供可靠的信息。

5．量测数据经分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和隧道稳定。

二、量测项目及其分类隧道施工的监测旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息，据以判定隧道围岩的稳定状态，以及所定支护结构参数和施工的合理性。