淺析軟弱圍巖隧道的監(jiān)控量測及數(shù)據(jù)分析

丁君明

摘 要：從國內(nèi)外隧道和地下工程修建經(jīng)驗(yàn)來看，監(jiān)控量測始終是作為修建過程中必不可少的一個環(huán)節(jié)。該文基于作者經(jīng)驗(yàn)，通過對軟弱圍巖隧道施工中監(jiān)控量測的目的及其測量項目進(jìn)行分析，最后對監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行探討，希望對相類似的軟弱圍巖隧道施工提供一定參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖 隧道監(jiān)控 測量 數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：U456.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0046-02

隨著我國近年來對基礎(chǔ)建設(shè)重視，高速公路鐵路的建設(shè)得到快速發(fā)展，而修建這些道路很多時候需要穿越山嶺或者海島，這就需要修建山嶺或海底隧道，隧道施工因?yàn)榈匦蔚孛驳纫蛩靥厥庑?，測量工作必不可少。通過對測量數(shù)據(jù)的匯總與分析，能將圍巖的實(shí)際情況及時與施工和設(shè)計單位溝通，對于提高設(shè)計質(zhì)量、降低施工成本非常重要，特別對保證施工單位所遇見的軟弱不良地質(zhì)圍巖隧道的施工過程安全來說具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 隧道監(jiān)控量測

1.1 量測目的

隧道監(jiān)測主要目的是確保施工過程人員以及設(shè)備的安全，通過量測來積累一定的資料，然后通過與設(shè)計進(jìn)行比較，進(jìn)一步來修正完善設(shè)計，達(dá)到指導(dǎo)施工等目的。為了達(dá)到確保施工的過程安全及隧道及巖體結(jié)構(gòu)的永久穩(wěn)定，需要借助量測來驗(yàn)證設(shè)計支護(hù)參數(shù)和施工方法的合理性及為其參數(shù)調(diào)整提供可靠依據(jù)，為信息化設(shè)計與施工以及確定二次襯砌時間提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)?，F(xiàn)場監(jiān)控量測是保證隧道施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工中要做到：及時布設(shè)測點(diǎn)、及時觀測數(shù)據(jù)、及時反饋結(jié)果、及時采取相關(guān)措施。監(jiān)控量測工作的作用歸納起來可以分為以下幾個方面：（1）通過量測來掌握圍巖的動態(tài)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，進(jìn)而合理修改設(shè)計參數(shù)，對安全施工起指導(dǎo)作用。（2）根據(jù)量測數(shù)據(jù)的變化預(yù)見可能發(fā)生的事故和險情，提前發(fā)出預(yù)警，保證有足夠時間及時采取防護(hù)措施，以此降低事故發(fā)生的可能性。（3）通過大量監(jiān)測資料的積累和分析，為以后相似地區(qū)的工程提供設(shè)計和施工經(jīng)驗(yàn)。

1.2 量測項目

根據(jù)該項目的地形與地質(zhì)條件、設(shè)計所采取的支護(hù)類型和施工中所采取的技術(shù)方法等，來選定監(jiān)控量測的必測項目和選測項目。該工程軟弱不良地質(zhì)圍巖隧道所選取的量測項目見表1。

1.3 量測斷面間距

量測斷面間距應(yīng)根據(jù)圍巖級別、隧道斷面尺寸及埋深等因素加以確定。具體見表2。

1.4 監(jiān)控量測斷面布置

量測斷面布置時要考慮施工的方法、圍巖巖性、初期支護(hù)參數(shù)等隧道因素。一般每個斷面，布置一個拱頂下沉測點(diǎn)和兩條收斂量測線。測點(diǎn)要對稱布設(shè)，不同斷面測點(diǎn)要設(shè)置在隧道的同一部位，一般不可錯開。

1.5 量測頻率

對于隧道洞內(nèi)的觀察，主要所做的工作為開挖掌子面的各種圍巖地質(zhì)情況觀察和支護(hù)表面混凝土、鋼架等的穩(wěn)定情況等觀察。開挖掌子面的觀察一定要把握住時間，一般都在爆破開挖除險后立即進(jìn)行，當(dāng)掌子面的地質(zhì)情況與設(shè)計或前一斷面對比基本上沒有發(fā)生比較大的變化時，每天觀察一次。對支護(hù)表面各因素的量測與監(jiān)控也應(yīng)每天至少進(jìn)行一次觀察。觀察的內(nèi)容包括噴射混凝土的表層是否出現(xiàn)裂紋、凝固和穩(wěn)定情況、初期支護(hù)的外觀狀況及穩(wěn)定情況等。

2 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的處理

施工過程中由于各種人為或受儀器等原因的影響，所量測到的數(shù)據(jù)是不均衡的、分散的或變化的，可以說具有一定的離散性，因此要對該類數(shù)據(jù)采用一定的方法與環(huán)節(jié)進(jìn)行回歸分析、誤差分析和歸納整理等，最后才能得到與實(shí)際比較接近的數(shù)據(jù)或事實(shí)，只有做好前面相關(guān)的工作后，才可以利用監(jiān)控量測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行成果分析。

一般對隧道監(jiān)控量測所得到的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行非線性的回歸分析?；貧w分析是一種統(tǒng)計分析方法，通過處理監(jiān)控量測到的各種數(shù)據(jù)，最后繪制出能揭示接近現(xiàn)場情況的典型曲線。它能確定出兩種或兩種以上變量之間相互依賴或依存的定量關(guān)系。一般按照自變量和因變量之間的關(guān)系類型，可把回歸分析分為線性和非線性兩種。該文對現(xiàn)場監(jiān)控量測所得到的資料進(jìn)行了非線性回歸分析。

根據(jù)測試數(shù)據(jù)散點(diǎn)分布規(guī)律，選用下列函數(shù)式之一作為采用回歸分析時的關(guān)系函數(shù)。

（1）或?qū)?shù)函數(shù)。

（2）或指數(shù)函數(shù)。

（3）或雙曲線函數(shù)。

3 結(jié)論

通過對軟弱圍巖隧道施工測量項目及數(shù)據(jù)分析得出：（1）監(jiān)控量測是監(jiān)視圍巖是否安全穩(wěn)定的手段，在隧道施工中不可或缺，應(yīng)充分發(fā)揮監(jiān)控量測的作用。（2）隧道圍巖在開挖初期變形較大，隨著掌子面逐漸遠(yuǎn)離洞內(nèi)監(jiān)控量測斷面，圍巖變形逐漸趨于穩(wěn)定。（3）利用現(xiàn)場得到監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，采用雙曲線等函數(shù)進(jìn)行回歸分析，能夠預(yù)測隧道圍巖的穩(wěn)定性及其變形特征?？偟膩碚f，通過數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總與分析，能將圍巖的實(shí)際與支護(hù)等情況與狀態(tài)及時與施工和設(shè)計單位溝通，對于提高設(shè)計質(zhì)量、降低施工成本非常重要，特別對保證施工單位所遇見的軟弱不良地質(zhì)圍巖隧道的施工過程安全來說具有非常重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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