司法鉴定最高时效在现代化交通基础设施的建设蓝图中,高速公路网络向复杂地形区域的延伸已成为必然趋势,这使得隧道工程的建设规模与日俱增,其技术复杂性与施工风险也同步攀升。高速公路土建工程中的隧道建设,绝非简单的土石方开挖与衬砌,而是一个在地下不确定岩土体中动态推进的复杂系统工程。为确保这一隐蔽性工程能够安全、优质、高效地完成,实施一套科学、系统、及时的施工监测体系,已从一项辅助性工作升华为关乎工程成败的核心管控环节。本方案旨在全面阐述隧道施工监测的技术内涵、安全价值,并构建一套从原则到实操的精细化监测实施方案,为隧道工程的安全穿越提供可靠的技术保障与管理支撑。
▲高速公路土建工程隧道施工监测技术的系统性概述
隧道施工监测,是指在隧道开挖与支护的全过程中,运用一系列专门的仪器设备与观测方法,对隧道围岩与支护结构的力学状态、位移变化及周边环境效应进行持续性量测、数据采集与综合分析的信息化活动。其根本目的在于将看不见的地下岩土变化转化为可量测、可分析的数据,从而实现施工过程的可视化与可控化。淄博司法鉴定部门
(1)高速公路土建工程隧道施工监测的核心内涵与价值
高速公路隧道施工监测的核心,在于构建一个实时反馈的“神经系统”。这个系统通过在隧道关键断面布设各类传感器与测点,持续采集两大关键信息:一是隧道围岩的变形数据(如净空收敛、拱顶下沉、地表沉降),用以判断围岩的稳定状况与收敛趋势;二是支护结构的内力与变形数据(如钢架应力、锚杆轴力、喷射混凝土应变),用以评估支护措施的受力状态与安全储备。通过对这些实时数据的记录、处理与专业分析,项目管理层能够获得对隧道当前稳定状态的量化判断,掌握围岩与支护结构共同作用的动态过程。这为科学决策提供了直接依据:例如,判断当前支护参数是否安全可靠,预测围岩的下一步变形趋势,确定最佳的二次衬砌施作时机,以及必要时动态调整开挖工法与支护参数。因此,监测是连接地质勘察、设计预判与现场施工的桥梁,是实现隧道工程信息化设计与动态施工管理的基石,能有效预防与排除重大安全隐患,遏制坍塌、大变形等灾难性事故的发生。杭州法院司法鉴定
(2)高速公路土建工程隧道施工监测的双重宗旨
隧道施工监测工作的开展,始终围绕着两个相辅相成的根本宗旨推进。其一,认知与验证宗旨。隧道工程是高度依赖地质条件的工程,但再详尽的前期勘察也难以完全揭示地下岩土体的所有特性。施工监测的首要作用,就是通过开挖后暴露的地质情况(地质素描)和实时监测数据,直接“感知”围岩的真实力学响应。这相当于对前期地质资料和设计假定进行最直接的现场验证与修正。通过对围岩变形、应力等数据的科学分析,可以反演围岩的物理力学参数,评估其稳定性,从而为后续未开挖段的设计优化和施工方案调整提供至关重要的反馈信息,实现“设计-施工-监测-反馈-优化”的闭环管理。其二,预警与保障宗旨。监测系统是隧道施工安全的“哨兵”。通过对关键指标(如位移速率、累计位移量)设定预警阈值,监测可以及时发现局部围岩失稳、支护结构受力超限等异常征兆。这为采取加固措施、人员设备撤离、险情应急处理赢得了宝贵的预警时间,能有效防止局部问题演变为整体性事故,从根本上保障施工人员的生命安全、工程实体质量与施工进度的有序推进。贵阳司法鉴定协会
(3)高速公路土建工程隧道施工监测点与监测断面的精细化布置原则
监测点与监测断面的布置,是决定监测系统能否有效捕捉工程响应的关键设计。其布置绝非随意为之,必须遵循科学性、代表性与经济性相结合的原则。依据国家相关规范、标准及大量工程实践经验,测点与断面的布置需遵循以下核心原则:
⓵系统性布设原则。沿隧道纵轴线方向,必须按一定间距系统性地设置主监测断面。通常,在隧道洞口段、浅埋段、地质条件变化段等关键部位,监测断面应加密布置,间距可控制在20米以内甚至更密;在地质条件相对均匀、稳定的洞身段,监测断面间距可适当放宽至30-50米。这种疏密有致的布置,旨在形成对隧道全线稳定状态的系统性监控网络。
⓶针对性布设原则。在每一个监测断面内,测点的布置必须具有高度的针对性。应紧密结合隧道的地质条件、断面形状、开挖工法与支护设计。例如,在软弱围岩或大断面隧道中,应在拱顶、拱腰、边墙等关键部位布设多个收敛测线和高程测点;对于偏压显著的隧道,则应在压力较大的一侧加密测点。测点应布设在能最敏感反映围岩与支护变形、受力的代表性位置上。去郑州司法鉴定
⓷重点强化原则。对于施工过程中的特殊和薄弱环节,必须实施重点强化监测。这包括但不限于:隧道穿越断层破碎带、富水区、岩溶发育区等不良地质段;隧道下穿或邻近重要建(构)筑物、公路、铁路的区域;隧道进行大跨、连拱、小净距等特殊结构施工的部位;以及发生较大变形或险情后经处治的区段。在这些位置,需增加监测断面密度、监测项目种类和监测频率,实行全天候重点监控。
▲高速公路土建工程隧道施工安全问题的深层剖析与监测的核心意义
尽管施工技术与设备不断进步,但隧道施工的高风险属性并未改变。深入剖析安全问题产生的根源,方能凸显施工监测不可替代的预警与保障价值。
(1)高速公路土建工程隧道施工阶段安全事故的诱因分析
当前,高速公路隧道工程正向着更长、更深、地质更复杂的方向发展,所面临的施工环境日益严峻,传统的安全管理模式面临巨大挑战。事故隐患的滋生,往往是多重因素叠加的结果,主要可归结为以下三个层面:
⓵安全意识与风险认知存在表层化误区。在许多项目现场,虽然安全标语随处可见,但深层的安全文化和管理重心仍可能停留在传统工业安全的层面,即主要关注“人的不安全行为”,如是否正确佩戴安全帽、高空作业是否系挂安全带等。然而,对于隧道施工而言,更具毁灭性的风险来源于“物的不安全状态”,即围岩失稳、支护失效等隐蔽的、技术性的重大安全风险。若管理重心未能从常规安全监管,深刻转向对地质风险、结构安全的超前预警与主动控制,仅满足于表面文章,则无法从根源上遏制塌方、突水突泥、大变形等重大技术安全事故的发生。法院司法鉴定上门
⓶安全管理制度与技术方案执行力薄弱。国家与行业已建立了一套相对完善的隧道施工安全管理法规与技术规范体系,但在具体项目执行中,制度“悬空”、方案“走样”的现象仍不鲜见。例如,设计要求的支护参数在施工中被偷工减料,规定的监控量测项目被简化或数据造假,应急预案流于形式。这种执行力的衰减,使得再好的制度设计也难以落地。其根源在于项目管理体系未能将安全技术措施的落实与施工工序、验收环节刚性绑定,缺乏有效的监督与考核机制。
⓷作业人员素质与现场管理存在短板。隧道施工一线作业人员流动性大,专业培训往往不足,对复杂地质条件的风险辨识能力、对先进施工工艺和监测技术的理解能力均有限。➊部分人员安全意识淡薄,存在侥幸心理,忽视安全防护。➋现场技术交底不够深入具体,管理人员对作业的指导与监督不到位,导致违章操作、冒险作业时有发生。➌此外,对大型专用设备(如掘进机、湿喷机械手)的操作不熟练,也易引发安全事故。这些人的因素,是风险链中最活跃也最不易控制的一环。回避制度司法鉴定
(2)施工监测在隧道工程安全管理中的核心支柱作用
面对上述复杂的安全挑战,仅靠传统的管理手段已力不从心,必须依靠技术手段进行赋能升级。而施工监测,正是当前最核心、最直接的技术支撑手段。其作用体现在两个维度:
一方面,监测是穿透地质不确定性的“眼睛”。它通过数据直接揭示围岩内部的力学行为,将隐蔽的风险显性化,使管理者能够“看见”围岩的应力调整与变形发展过程,从而实现对塌方、大变形等重大风险的超前预测与预判,变被动应对为主动控制。
另一方面,监测是验证与优化支护设计的“标尺”。设计所依据的地质参数和计算模型具有假定性。监测数据可以实时反馈支护结构的实际工作状态,验证其安全性、经济性是否合理。若数据表明支护强度不足或过度,均可为动态调整设计参数(如锚杆长度、密度,钢架间距,衬砌厚度等)提供科学依据,实现支护方案的优化,在保证安全的前提下节约工程投资。
因此,构建并有效运行一套可靠的施工监测系统,是提升隧道工程本质安全水平、实现精细化管理的必然选择,其价值远不止于满足规范要求,更是工程成功的内在需求。
▲高速公路土建工程隧道施工监测的全面实施方案
一套完整、高效的隧道施工监测方案,必须包含明确的监测项目、可靠的监测方法、严密的实施流程与科学的数据管理体系。本方案将监测项目分为“必测项目”与“选测项目”,以兼顾安全监控的全面性与经济性。中证司法鉴定
(1)高速公路土建工程隧道施工的必测项目(核心监控项目)
必测项目是判断隧道稳定状态、指导日常施工、保障施工安全所必须进行的基础性、常规性监测项目。其特点是方法简单、可靠性高、费用低,能快速反映围岩与支护的宏观变化。主要包括:
①地质与支护状况的现场观察:这是最直观、最基础的监测。在每次开挖后,由经验丰富的工程师立即对开挖面及已支护段进行详细观测与记录。内容包括:岩体的岩性、产状、节理裂隙发育情况、地下水渗出状态;初期支护表面的裂缝、剥落、渗漏水情况;钢拱架的变形、扭曲状态等。这项观测是定性判断围岩类别、预见险情的首要环节。
②周边位移(净空收敛)量测:这是监测隧道围岩稳定性最核心、最有效的指标之一。在监测断面布置收敛测线(如水平测线、斜测线),使用收敛计定期测量隧道壁两点间距离的变化。通过分析收敛值的大小、速率及变化趋势,可以判断围岩是否趋于稳定、支护是否有效,并据此确定二次衬砌的合理施作时间。当收敛速率急剧增大或累计值超过允许值时,必须立即报警并采取加固措施。
③拱顶下沉量测:在隧道拱顶中心及可能沉降最大处布置测点,采用精密水准仪或全站仪,测量测点相对于洞外基准点的高程变化。拱顶下沉能敏感反映隧道上部围岩的松动与变形,对于预防拱部塌方至关重要。其数据需与收敛数据结合分析。司法鉴定哪里会做
④地表沉降观测(适用于浅埋隧道):对于埋深较浅的隧道,开挖会引起地层损失,导致地表下沉。在地表沿隧道轴线及垂直轴线方向布设沉降观测点,采用水准仪进行周期性测量。监测地表沉降的范围、量值及速率,可以评估开挖对地面建筑、管线的影响,并反演隧道开挖引起的地层扰动范围。
(2)高速公路土建工程隧道施工的选测项目(深化分析项目)
选测项目是为了更深入地了解围岩与支护结构的力学状态、进行专项科学研究或解决特定工程问题而设置的监测项目。其技术更复杂、成本更高,通常根据工程重要性、地质复杂程度和研究需要,在重点断面或有代表性地段选择性布设。主要项目包括:
⓵围岩内部位移量测:采用多点位移计或钻孔测斜仪,在围岩内部钻孔安装,测量不同深度的岩体相对于钻孔深部稳定点的位移。这项监测可以揭示围岩松动圈的范围和位移随深度的分布规律,为锚杆长度和支护参数的优化设计提供直接依据。
⓶钢架应力/支护与围岩间接触压力量测:在型钢钢架或格栅钢架的关键部位(如拱顶、拱腰、拱脚)粘贴应变片,或在其与围岩间埋设压力盒,量测钢架的内力及围岩对支护的压力。通过监测数据,可以判断支护结构的受力是否在安全范围内,荷载分布是否均匀,验证结构设计的安全性。
⓷二次衬砌混凝土应力/应变监测:在二次衬砌混凝土内埋入混凝土应变计或应力计,监测衬砌在长期使用过程中承受的围岩压力、水压力等荷载作用下的内力变化。这对于评估衬砌的长期安全性、验证复合式衬砌中荷载分配比例具有重要意义。英德司法鉴定招标
⓸锚杆轴力量测:在代表性锚杆上安装锚杆测力计,测量锚杆在工作状态下承受的轴向拉力。通过监测,可以判断锚杆是否充分发挥了加固作用,其受力是否达到设计值,评估锚杆支护效果的可靠性,并为锚杆设计参数的优化提供反馈。
(3)监测数据的处理、分析与反馈管理流程
获得监测数据仅是第一步,更重要的是对数据的及时处理、分析与反馈。应建立标准化的流程:现场数据采集→及时录入专用数据库或监控平台→自动生成时态曲线(位移-时间曲线、速率-时间曲线等)→专业工程师每日分析→编制日报/周报。分析的核心是关注位移的累计值、变化速率和变化趋势。必须设定明确的预警管理值(通常分为黄色预警、橙色预警、红色报警三级)。当数据接近或超过预警值时,监测方必须立即向施工、监理、设计和业主单位发出书面预警通知,并启动相应的风险研判与处置程序,如加强监测、召开现场会、调整施工参数或采取紧急加固措施,形成完整的“监测-预警-决策-处置”闭环,真正让监测数据驱动施工决策,化被动防御为主动控制。
综上所述,在高速公路隧道工程的建设中,施工监测已从一项辅助性、验证性的技术工作,演变为保障工程安全、优化工程设计与控制项目投资的核心支柱。它构建了一个感知工程状态、预警潜在风险、优化施工决策的智能化神经系统。面对复杂多变的地质条件与日益提高的工程安全标准,我们必须超越对监测工作的传统认知,将其提升至项目战略管理的高度,投入必要的资源,建立专业的团队,严格执行监测方案,并高度重视数据的分析与反馈应用。唯有如此,方能在黑暗的隧道中点亮科学的“明灯”,引导工程穿越未知与风险,最终实现安全、优质、高效的建设目标,为我国高速公路网络的延伸与发展奠定坚实的安全基石。降低司法鉴定成本