隧道围岩变形监测与施工管控措施探讨

张伟430981198210035118

摘要：国内隧道工程不断向大埋深、地质条件复杂的区域拓展，围岩失稳会直接威胁施工现场安全，同时对工程进度与建设成本造成不利影响。本文剖析隧道围岩变形的主要影响因素以及演化特征，梳理现有围岩变形监测技术体系与现场实施要点，探讨依托监测成果开展施工动态管控的闭环工作路径，指出现场监测管控环节现存短板，围绕智能化监测、多源数据融合提出优化方向，为隧道工程安全施工提供理论参考。

关键词：隧道工程；围岩变形；变形监测；施工管控；地质灾害防控

引言

我国交通基础设施持续推进，隧道建设逐步走向大埋深、构造复杂的地质区段，岩体受力条件复杂多变，围岩变形失稳成为施工阶段的主要风险来源。围岩的非可控变形容易诱发支护开裂、局部坍塌等不良现象，威胁作业人员安全，干扰正常施工节奏，还会带来额外的工程处置成本。把围岩变形监测和现场施工管控相互联动，能够实现风险提前识别与主动处置，对隧道工程建设有着十分重要的现实研究意义。

一 隧道围岩变形的核心影响因素与典型演化特征

1.1 地质禀赋条件带来的固有影响

地质禀赋是影响围岩变形的基础性条件，岩体自身完整程度、岩层构造分布、地下水发育状态都会改变围岩的受力特性。破碎程度较高的岩体自身承载能力偏弱，在应力重新分布的过程中更容易产生持续性变形；地下水渗入会弱化岩体结构面的力学性能，进一步加剧围岩的变形趋势。地质条件是围岩发生变形的先天基础，既决定了岩体对外界扰动的敏感程度，也是开展工程设计的重要前置依据[1]。具体而言，岩体结构面的产状与组合形式直接制约着潜在破坏模式。当隧道轴线与主要节理或断层走向呈小角度相交时，易形成不稳定的楔形体或块体，在重力及构造应力作用下产生沿结构面的滑移或塌落。此外，不同岩性的力学参数差异显著，软岩在高地应力环境下常表现出显著的流变特性，导致变形具有长期性和持续性；而硬脆性岩体则在开挖卸荷后易发生脆性破裂甚至岩爆，呈现出突发性强、破坏力大的变形特征。这些由地质禀赋决定的内在属性，构成了围岩变形难以完全消除的客观背景，要求工程实践必须充分尊重地质规律，因地制宜地制定应对策略。

1.2 工程设计与施工扰动的诱发作用

隧道断面形式、支护体系参数、开挖方案等工程设计内容，会改变围岩内部应力释放路径，间接影响变形发展趋势。而开挖作业会打破岩体原本的应力平衡状态，形成明显的施工扰动，促使围岩应力进行二次重分布，进而催生围岩变形。不同开挖方式、开挖循环进尺以及工序衔接模式，对围岩产生的扰动程度存在区别，不合理的施工操作会加剧岩体损伤，推动变形持续发展。

1.3 围岩变形从渐变到失稳的阶段演化规律

围岩变形一般会呈现阶段性演化特征，初期属于缓慢渐变变形阶段，应力得到逐步释放，变形整体处于可控区间；中期变形速率有所提升，岩体内部开始产生细微裂隙，但是整体结构依旧可以维持稳定；后期进入加速变形阶段，裂隙持续扩展贯通，支护结构承受荷载持续上升，逐步向着失稳破坏方向发展。把握该演化规律，能够帮助技术人员分辨围岩所处的状态，为监测方案的科学设计打下底层理论支撑[2]。

二 隧道围岩变形监测的常用技术体系与实施要点

2.1 传统接触式监测技术的应用特点

单点位移计、全站仪属于现场较为常用的接触式监测手段，技术应用成熟，数据采集可靠性较高，可以获取测点位置的位移变化情况，适配多数常规隧道施工场景。单点位移计能够深入岩体内部，掌握围岩深部的位移发展状态；全站仪更多完成断面周边测点的表层位移观测。该类技术对现场作业条件有一定要求，需要人工完成测点布设与数据读取，在作业空间受限、施工干扰较强的区段开展工作会受到一定限制。

2.2 非接触新型监测技术的优势与局限

三维激光扫描、分布式光纤传感等非接触监测技术得到越来越多的工程应用。三维激光扫描可以获取隧道围岩全域形态数据，实现大范围的变形对比分析；分布式光纤传感能够沿隧道轴向进行连续感知，捕捉整条测线上的变形信息，抗外界环境干扰能力较强。各类新型技术在监测覆盖范围、感知维度层面具备优势，同时设备成本、现场布设难度各有不同，工程当中需要结合项目实际条件进行合理取舍。

2.3 监测断面布设与数据采集的核心实施原则

监测工作不能盲目开展，需要结合地质变化区段、围岩等级变化位置、支护类型转换部位合理布设监测断面，重点针对高风险区段加大监测覆盖力度。数据采集频率需要匹配施工推进节奏，开挖扰动较强的阶段适当加密采集频次，围岩状态趋于平稳之后可以做合理调整。监测实施全过程应当做好测点保护，降低爆破、出渣等施工行为对监测元器件的损伤，保障采集得到的数据真实有效，为后续施工管控提供可靠依据[3]。

三 基于围岩变形监测数据的施工动态管控路径

3.1 围岩变形预警阈值的分级划定思路

依托监测数据开展管控工作，需要结合工程地质条件、支护设计标准划定分级变形预警阈值，对围岩不同变形状态进行区分。阈值的设置不能直接照搬通用参考标准，应当充分结合本项目岩体特性、埋深条件以及支护参数综合确定，划分出正常状态、关注状态、预警状态等不同等级。分级阈值作为判断围岩风险水平的参照基准，是开展后续差异化处置的重要前置条件。

3.2 不同风险等级下的差异化处置管控措施

当监测结果反映围岩处于不同风险等级时，应当对应采取针对性施工管控手段。若变形已经接近预警水平，可以对开挖工法做出适度调整，放缓开挖推进节奏，减少施工扰动带来的不利影响；变形持续扩大的情况下，需要及时优化支护体系相关参数，提升支护结构的承载能力；当风险进一步升高，则要及时强化超前支护，对掌子面前方岩体进行预加固，避免围岩向着失稳方向持续演化。

3.3 构建监测‑反馈‑调整的闭环管理流程

完整的动态管控模式需要形成闭环运行流程，监测设备持续采集围岩变形相关数据，技术人员对数据开展整理研判，判断围岩当前风险等级，再把研判结果传递至施工现场，指导开挖、支护工序做出对应调整。施工调整完成之后，继续依靠监测手段跟踪围岩后续变化，验证管控措施起到的实际效果。该闭环模式打破监测与施工相互脱节的局面，真正把监测成果转化为现场施工安全的保障手段。

结语

当前隧道施工现场的围岩监测管控工作依旧存在部分现实短板，包含监测数据传输存在延迟、监测研判和现场施工管控响应相互脱节、预警判定的精度尚有提升空间等问题。后续工程实践应当积极推动智能化监测手段落地，完善多源监测数据相互融合的分析模式，打通数据采集、研判预警、现场处置的全链条，进一步提升围岩风险识别的及时性与准确性，更好发挥变形监测在隧道安全建设当中的支撑作用。

参考文献

[1]杜磊. 无人机建模隧道围岩变形监测方法 [J]. 无人机, 2026, (7): 118‑120.

[2]许泉本. 基于数据增强技术与机器视觉的隧道围岩变形监测与预警方法 [J]. 西部交通科技, 2026, (6): 148‑151.

[3]蒲博. 山区高速公路隧道围岩变形监测与隧道贯通精度控制 [J]. 工程技术研究, 2026, 11 (7): 29‑31.

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