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用

■周 旭 ■重慶天驕監(jiān)理有限公司，重慶市 400014

隨著社會不斷發(fā)展，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，是復雜且難度較大的一項工程，所以對質(zhì)量的監(jiān)控就變得尤為重要。

1 隧道監(jiān)控測量

1．1 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。

1．2 隧道監(jiān)控測量的目的

隧道監(jiān)控測量是為了實現(xiàn)隧道安全、通行安全，指導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)常把先進的量測技術和觀察技術以及方法應用進施工中，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，并應用于施工中，指導施工安全有效進行，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)和支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性;(3)可以對施工設計進行修改和完善;(4)能夠預先知道施工過程中可能發(fā)生的情況，對事故的預防有幫助;(5)指導施工安全有效進行，對施工中出現(xiàn)的問題及時修正;(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，能夠明確責任。

1．3 隧道監(jiān)控測量在施工中的規(guī)范要求

(1)監(jiān)控測量工作進行的時間和范圍有明確的規(guī)定，必須得在開挖、支護施工完成之后，按照先前設計好的要求布點監(jiān)控測量，且測量情況要根據(jù)現(xiàn)場施工的情況及時調(diào)整或者完善，測量數(shù)據(jù)一定要及時分析處理，并且在第一時間內(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，確認前期工作完成質(zhì)量過關，能夠安全進行測量，同時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，就要及時采取相對應的措施，以保證施工能夠正常進行，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行非線性回歸分析，一般會用到關系函數(shù)。

對數(shù)函數(shù):u=a·ln(1+t)或u=a+b/ln(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)控測量有主要分為水平測量和拱頂下沉測量，測量方法中數(shù)據(jù)的處理從下面方向進行:

(1)水平測量。水平測量的前提是隧道預埋件要提前埋設，埋設要嚴格按照要求和規(guī)定時間進行，然后才能安裝儀器完成測量工作。當儀器安裝好了以后，利用彈簧秤、滑行管道以及鋼絲繩給鋼尺加入一種水平力，然后對第一次測量的數(shù)據(jù)進行反復測讀，等到數(shù)據(jù)誤差在連續(xù)測量三次后小于0．18mm后，才開始后續(xù)施工。在水平測量的過程中，要把每次測量的數(shù)據(jù)做好詳細記錄，記錄的內(nèi)容要有記錄和測量的日期、時間，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。當曲線程度隨著時間變化慢慢變地平直時，可以采用測量數(shù)據(jù)回歸分析法來推算時間與距離變化的關系以及規(guī)律。這時的推算就需用到之前所說的函數(shù)關系。

(2)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施工后的某一時刻拱頂高度相對比，這兩個數(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:Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q0-Q)+(P0-P)。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。

3 隧道監(jiān)控測量數(shù)據(jù)在工程施工中的應用

(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計圖紙起到一個輔助的作用，使得隧道在施工過程中能夠更加安全有效進行施工。

(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:①當管理位移處于U＜U［1B/2B］/3時，說明一切都比較平穩(wěn)，所以施工工作可以正常進行;②當管理位移處于U［1B/2B］/3≤U≤2U［1B/2B］/3時，說明地質(zhì)構(gòu)造趨于失穩(wěn)狀態(tài)，此時就要堅強對施工的監(jiān)測;③當管理位移處于U＞2U［1B/2B］/3時，說明地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種失穩(wěn)狀態(tài)，此時就要采取相應工程措施并且要加強對工程的監(jiān)測;④當位移的速度大于1mm/d時，說明巖石等地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種變形嚴重的階段;⑤當位移的速度小于0．2mm/d＜1時，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當次的測量數(shù)據(jù)要及時整理，繪制好曲線圖和開挖面關系圖后，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)避風險;③當數(shù)據(jù)顯示出不正常的變動時，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監(jiān)控結(jié)果分析，能夠很好的預知地質(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或者經(jīng)濟損失，也能有效避免安全施工事故的發(fā)生。

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