芻議如何做好隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)處理及在工程施工中的應(yīng)用

摘要：監(jiān)控測量在我國隧道施工中能夠保證施工，同時(shí)也是整個(gè)隧道施工關(guān)鍵的組成部分，對監(jiān)控測量數(shù)據(jù)的處理也是監(jiān)控測量工作中的重要。本文主要簡單介紹了隧道監(jiān)控測量的目的以及規(guī)范要求等，同時(shí)就隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)的處理以及在施工過程中的具體應(yīng)用和作用等方面進(jìn)行深入地研究，從而保證隧道施工的安全進(jìn)行，并為我國對到監(jiān)控測量數(shù)據(jù)的處理提供參考的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：隧道監(jiān)控;測量數(shù)據(jù);工程施工

隨著社會不斷發(fā)展，人們的生活水平也得到了一定的提升，因此人們對于工程施工質(zhì)量的要求越來越高，在道路施工中的隧道施工，是復(fù)雜且難度較大的一項(xiàng)工程，所以對質(zhì)量的監(jiān)控就變得尤為重要。此外，隧道在施工過程中，由于地層的損失及地下水的影響，尤其在隧道的進(jìn)口和出口，巖體風(fēng)化嚴(yán)重，地質(zhì)條件復(fù)雜，如果不能及時(shí)掌握巖體的變化，施工過程中就會造成隧道的塌方、襯砌的開裂等安全事故。隧道的監(jiān)控測量主要包括地質(zhì)及支護(hù)狀況觀察、地表沉降測量、拱頂沉降測量、隧道圍巖收斂測量等。

1隧道監(jiān)控測量

1.1監(jiān)控測量的概述

監(jiān)控測量就是對于整個(gè)工程的監(jiān)督和管理，無論是什么工程，都需要監(jiān)控測量對于工程的進(jìn)度、質(zhì)量等方面進(jìn)行監(jiān)督和管理，這樣可以有效的提高工程的效率并且避免一些意外事故的發(fā)生。監(jiān)控測量對于淺埋隧道施工工程來講是十分重要的存在，在進(jìn)行淺埋隧道施工的時(shí)候一般會導(dǎo)致地面的移動，這樣的移動可能會對周圍的建筑和環(huán)境引起十分不好的反應(yīng)。因此對于整個(gè)淺埋隧道施工工程的監(jiān)控測量是十分重要的，這樣就可以有效的減小地面的移動，將地面移動的對于周圍建筑和環(huán)境的影響降到最低。因此，對于淺埋隧道施工的整個(gè)工程來講，監(jiān)控測量是十分重要的存在，它不僅僅可以對整個(gè)工程的進(jìn)度有所提高，還可以對整個(gè)工程中的工作人員的安全和周圍建筑和環(huán)境提供良好的保障，使得淺埋隧道施工可以更快更好的進(jìn)行。

1.2隧道分類

隧道是一種利用地下空間的工程，它包括了交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道。隧道不光指地底下隧道也包括穿山隧道。隧道按照所處的地質(zhì)條件可以分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道：按照隧道的長度又可以分為長隧道、短隧道、中長隧道和特長隧道：按照隧道埋置的深度可以分為淺埋隧道和深埋隧道：按照用途還可以分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。

1.3隧道監(jiān)控測量的目的

隧道監(jiān)控測量是為了實(shí)現(xiàn)隧道安全、通行安全，指導(dǎo)施工以及積累資料的目的。目前，我國在隧道施工的過程中，經(jīng)常把先進(jìn)的量測技術(shù)和觀察技術(shù)以及方法應(yīng)用到施工中，目的就在于在施工之前分析施工地的情況，了解山體或者地下結(jié)構(gòu)，把了解和分析的結(jié)果整理出來，并應(yīng)用于施工中，指導(dǎo)施工安全有效進(jìn)行，這種方法通常被稱為信息反饋法。隧道監(jiān)控測量的目的主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）掌握山體或者地底的巖石結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律;（2）掌握巖石結(jié)構(gòu)和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性;（3）可以對施工設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善;（4）能夠預(yù)先知道施工過程中可能發(fā)生的情況，對事故的預(yù)防有幫助;（5）指導(dǎo)施工安全有效進(jìn)行，對施工中出現(xiàn)的問題及時(shí)修正;（6）其監(jiān)控測量數(shù)據(jù)具有法律及公證性，加蓋了CMA公章的觀測結(jié)果是具有公證效力，能夠明確責(zé)任。

1.4隧道監(jiān)控測量在施工中的規(guī)范要求

（1）監(jiān)控測量工作進(jìn)行的時(shí)間和范圍有明確的規(guī)定，必須得在開挖、初期支護(hù)施工完成之后，按照先前設(shè)計(jì)好的要求布點(diǎn)監(jiān)控測量，且測量情況要根據(jù)現(xiàn)場施工的情況及時(shí)調(diào)整或者完善，測量數(shù)據(jù)一定要及時(shí)分析處理，并且在第一時(shí)間內(nèi)把結(jié)果反饋到施工過程中。

（2）隧道監(jiān)控測量之前，要多次觀察隧洞內(nèi)外的情況，確認(rèn)前期工作完成質(zhì)量過關(guān)，能夠安全進(jìn)行測量，同時(shí)也不能忽視了未施工地段的觀察。

（3）在隧道監(jiān)控測量過程中，要每天觀察工作面的情況，如果發(fā)現(xiàn)有施工條件惡化趨勢，就要及時(shí)采取相對應(yīng)的措施，以保證施工能夠正常進(jìn)行，觀察后要把這些情況整理成圖，把數(shù)據(jù)填入監(jiān)控記錄表，為隧道安全有效施工提供更為全面的信息。

2隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)的處理

隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)的處理通常是對觀察檢測的信息資料進(jìn)行非線性回歸分析，一般會用到關(guān)系函數(shù)。

對數(shù)函數(shù)：u=a?ln（1+t）或u=a+b/（1+t）

指數(shù)函數(shù)：u=a·e-b/t或u=a（1-e-b?t）

雙曲線函數(shù)：u=t/（a+bt）或u=a[1-1/（a+bt）2]

隧道監(jiān)控測量有主要分為拱頂下沉測量、凈空收斂和地表沉降測量，測量方法中數(shù)據(jù)的處理從下面方向進(jìn)行：

（1）拱頂下沉測量。拱頂下沉測量主要是利用水平儀觀測，輔以水準(zhǔn)測量法。拱頂下沉測量首先要將拱頂?shù)某跏几叨戎涤涗浵聛恚缓笤倥c施工后的某一時(shí)刻拱頂高度相對比，這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值就是拱頂下沉的數(shù)據(jù)，用公式表示為：，其中U表示拱頂位置數(shù)據(jù)，Q，P表示拱頂高度值。拱頂下沉測量數(shù)據(jù)處理的方法與水平測量出的數(shù)據(jù)處理方法是一樣的。

（2）凈空收斂。凈空收斂是指隧道側(cè)壁之間的相對位移的變化，監(jiān)測點(diǎn)的不設(shè)要盡量與拱頂下沉點(diǎn)處于同一斷面，埋設(shè)要嚴(yán)格按照要求和規(guī)定時(shí)間進(jìn)行，然后才能安裝儀器完成測量工作。待測點(diǎn)強(qiáng)度達(dá)到要求以后，采用收斂計(jì)進(jìn)行測量，當(dāng)數(shù)據(jù)變化在連續(xù)測量三次后小于0. 18mm后，才開始后續(xù)施工。在凈空收斂測量的過程中，要把每次測量的數(shù)據(jù)做好詳細(xì)記錄，記錄的內(nèi)容要有記錄和測量的日期、時(shí)間，還需要記錄下測量的距離、環(huán)境溫度、此次測量具體數(shù)據(jù)等，然后再根據(jù)記錄的測量數(shù)據(jù)制作成曲線圖。當(dāng)曲線程度隨著時(shí)間變化慢慢變得平直時(shí)，可以采用測量數(shù)據(jù)回歸分析法來推算時(shí)間與距離變化的關(guān)系以及規(guī)律。這時(shí)的推算就需用到之前所說的函數(shù)關(guān)系。

（3）地表沉降測量。隧道的地表沉降是施工中不可忽視的問題。通過地表沉降觀測，可及時(shí)掌握巖體的移動趨勢及對隧道產(chǎn)生的影響。隧道進(jìn)、出口埋深均較淺，地表以粉質(zhì)粘土，全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化山巖為主與，節(jié)理裂隙很發(fā)育。其中及出口地形坡腳分別在30～100，50～100。監(jiān)控測量中，左右洞進(jìn)出口均設(shè)3個(gè)監(jiān)控?cái)嗝?，每個(gè)斷面設(shè)有5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。在隧道開挖縱橫3-4倍洞涇外的穩(wěn)定處設(shè)觀測基點(diǎn)2個(gè)，做相互檢核，并采取DNA03水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測。

地表下沉測量不僅僅針對進(jìn)出口附近地表，結(jié)合實(shí)際地貌情況，還要外加淺埋區(qū)段。由于圍巖屬于連續(xù)介質(zhì)，其變化是一個(gè)連續(xù)的過程，做好地表下沉測量亦可預(yù)測圍巖變化趨勢。在淺埋段地表設(shè)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，盡量與拱頂沉降和凈空收斂處于同一斷面，以便數(shù)據(jù)驗(yàn)證。根據(jù)記錄的測量數(shù)據(jù)制作成曲線圖。當(dāng)曲線程度隨著時(shí)間變化慢慢變得平直時(shí)，可以采用測量數(shù)據(jù)回歸分析法來推算時(shí)間與距離變化的關(guān)系以及規(guī)律。

3隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)在工程施工中的應(yīng)用

（1）繪制施工圖。根據(jù)水平測量和拱頂下沉測量得出的數(shù)據(jù)分析，對隧道施工工程的設(shè)計(jì)圖紙起到一個(gè)輔助的作用，使得隧道在施工過程中能夠更加安全有效進(jìn)行施工。

（2）判斷隧道穩(wěn)定性。測量所得的數(shù)據(jù)是隧道穩(wěn)定性判斷的重要依據(jù)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)①當(dāng)管理位移處于Ult;U[1B /2B]/3時(shí)，說明一切都比較平穩(wěn)，所以施工工作可以正常進(jìn)行;②當(dāng)管理位移處于U[1B /2B]/x137 ≤U≤2U[1B /2B] /3時(shí)，說明地質(zhì)構(gòu)造趨于失穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)就要堅(jiān)強(qiáng)對施工的監(jiān)測;③當(dāng)管理位移處于Ugt;2U[1B/2B]/3時(shí)，說明地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種失穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)就要采取相應(yīng)工程措施并且要加強(qiáng)對工程的監(jiān)測;④當(dāng)位移的速度大于1mm/d時(shí)，說明巖石等地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種變形嚴(yán)重的階段;⑤當(dāng)位移的速度小于0. 2mm/d lt; 1時(shí)，說明巖石等地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種極不穩(wěn)定的階段;

（3）隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)整理后反饋到施工中：①當(dāng)次的測量數(shù)據(jù)要及時(shí)整理，繪制好曲線圖和開挖面關(guān)系圖后，要尋找到數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，最后把數(shù)據(jù)反饋到隧道施工中，通過這些數(shù)據(jù)的分析可以使施工更符合隧道變形規(guī)律以及隧道施工地的各種狀況，能提高施工效率;②對剛開始施工的數(shù)據(jù)整理出的曲線圖進(jìn)行回歸分析，能夠通過最終位移、變形速度的分析，把分析的結(jié)果反饋到施工中，可以有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn);③當(dāng)數(shù)據(jù)顯示出不正常的變動時(shí)，反饋到施工中，可以根據(jù)具體的施工情況采取加厚、加固、加密或加長等措施，加強(qiáng)隧道施工的安全性，提高隧道施工的質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過對隧道施工過程中的各項(xiàng)監(jiān)控結(jié)果分析，能夠很好的預(yù)知地質(zhì)巖石變形曲式、完善施工措施。對數(shù)據(jù)的處理能夠提高施工的安全性及有效性，可以避免造成不必要的浪費(fèi)或者經(jīng)濟(jì)損失，也能有效避免安全施工事故的發(fā)生。

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