Các ph−ơng pháp thiết kế và thi công công trình ngầm hiện đại đều coi việc quan trắc đo đạc là một bộ phận quan trọng nhằm đạt mục tiêu an toàn và bền vững công trình. Điều này đặc biệt đúng với tr−ờng hợp các công trình ngầm đ−ợc thi công theo NATM vì độ ổn định chủ yếu đạt đ−ợc nhờ khả năng tự chống đỡ của
55
đất đá xung quanh. Đất đá có bản chất không đồng nhất và dị h−ớng, nên chúng chỉ có thể đ−ợc mô hình hóa một cách gần đúng trong phân tích bằng các ph−ơng pháp thiết kế đơn giản hóa. Do đó, điều quan trọng là phải áp dụng một cách thức quan trắc nào đó đi liền với quá trình thiết kế để có thể kiểm tra thiết kế và kiểm soát sự tác động của công trình tới môi tr−ờng. Việc quan trắc theo dõi cần đ−ợc nhìn nhận nh− một phần không thể thiếu của quá trình thiết kế, và cần thảo luận kỹ về ph−ơng cách thực hiện nó.
NATM đ−ợc đặc tr−ng bởi sự lặp lại theo chu kỳ của các b−ớc thi công “lắp đặt bulông neo - phun bêtông - lắp đặt thiết bị quan trắc - đo đạc/theo dõi - điều chỉnh các thông số thiết kế”. Dựa vào một chu kỳ kiểm soát tiến trình đào hầm một cách khép kín, đồ án thiết kế sơ bộ vào lúc bắt đầu thi công sẽ đ−ợc cập nhật liên tục tại hiện tr−ờng. Ví dụ, nhờ kết quả quan trắc ta vẽ đ−ợc các véctơ chuyển vị ba chiều đ−ợc xác định bằng laze quang học của những điểm chọn lọc trên bề mặt phía trong của vỏ bêtông phun. Chúng cho phép dự báo định tính ngắn hạn về khối vật liệu nằm ở phía tr−ớc g−ơng hầm. Điều này giúp ta đánh giá đ−ợc khối l−ợng chống đỡ cho một đoạn hầm tiếp theo, và khi kết hợp với các kết quả đo ứng suất và biến dạng khác, sẽ tiến hành điều chỉnh thiết kế vỏ hầm với các yếu tố chính sau đây:
♦ Mật độ và chiều dài của hệ bulông neo đá;
♦ Chiều dày của từng lớp phun bêtông;
♦ Chiều dài mỗi b−ớc đào;
♦ Mức độ phân kỳ thi công (miễn là sự thay đổi đó có thể thực hiện đ−ợc tại g−ơng đào);
♦ Cuối cùng, là chiều dày của vỏ bê tông phun.