淺析軟弱圍巖隧道的監控量測及數據分析

丁君明

摘 要：從國內外隧道和地下工程修建經驗來看，監控量測始終是作為修建過程中必不可少的一個環節。該文基于作者經驗，通過對軟弱圍巖隧道施工中監控量測的目的及其測量項目進行分析，最后對監控量測的數據處理進行探討，希望對相類似的軟弱圍巖隧道施工提供一定參考依據。

關鍵詞：軟弱圍巖 隧道監控 測量 數據分析

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

隨著我國近年來對基礎建設重視，高速公路鐵路的建設得到快速發展，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，隧道施工因為地形地貌等因素特殊性，測量工作必不可少。通過對測量數據的匯總與分析，能將圍巖的實際情況及時與施工和設計單位溝通，對于提高設計質量、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圍巖隧道的施工過程安全來說具有非常重要的現實意義。

1 隧道監控量測

1.1 量測目的

隧道監測主要目的是確保施工過程人員以及設備的安全，通過量測來積累一定的資料，然后通過與設計進行比較，進一步來修正完善設計，達到指導施工等目的。為了達到確保施工的過程安全及隧道及巖體結構的永久穩定，需要借助量測來驗證設計支護參數和施工方法的合理性及為其參數調整提供可靠依據，為信息化設計與施工以及確定二次襯砌時間提供現實依據。現場監控量測是保證隧道施工安全的關鍵環節，施工中要做到：及時布設測點、及時觀測數據、及時反饋結果、及時采取相關措施。監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以及支護結構的工作狀態，進而合理修改設計參數，對安全施工起指導作用。（2）根據量測數據的變化預見可能發生的事故和險情，提前發出預警，保證有足夠時間及時采取防護措施，以此降低事故發生的可能性。（3）通過大量監測資料的積累和分析，為以后相似地區的工程提供設計和施工經驗。

1.2 量測項目

根據該項目的地形與地質條件、設計所采取的支護類型和施工中所采取的技術方法等，來選定監控量測的必測項目和選測項目。該工程軟弱不良地質圍巖隧道所選取的量測項目見表1。

1.3 量測斷面間距

量測斷面間距應根據圍巖級別、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、初期支護參數等隧道因素。一般每個斷面，布置一個拱頂下沉測點和兩條收斂量測線。測點要對稱布設，不同斷面測點要設置在隧道的同一部位，一般不可錯開。

1.5 量測頻率

對于隧道洞內的觀察，主要所做的工作為開挖掌子面的各種圍巖地質情況觀察和支護表面混凝土、鋼架等的穩定情況等觀察。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行，當掌子面的地質情況與設計或前一斷面對比基本上沒有發生比較大的變化時，每天觀察一次。對支護表面各因素的量測與監控也應每天至少進行一次觀察。觀察的內容包括噴射混凝土的表層是否出現裂紋、凝固和穩定情況、初期支護的外觀狀況及穩定情況等。

2 監控量測數據的處理

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

一般對隧道監控量測所得到的數據資料進行非線性的回歸分析?；貧w分析是一種統計分析方法，通過處理監控量測到的各種數據，最后繪制出能揭示接近現場情況的典型曲線。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系。一般按照自變量和因變量之間的關系類型，可把回歸分析分為線性和非線性兩種。該文對現場監控量測所得到的資料進行了非線性回歸分析。

根據測試數據散點分布規律，選用下列函數式之一作為采用回歸分析時的關系函數。

（1）或對數函數。

（2）或指數函數。

（3）或雙曲線函數。

3 結論

通過對軟弱圍巖隧道施工測量項目及數據分析得出：（1）監控量測是監視圍巖是否安全穩定的手段，在隧道施工中不可或缺，應充分發揮監控量測的作用。（2）隧道圍巖在開挖初期變形較大，隨著掌子面逐漸遠離洞內監控量測斷面，圍巖變形逐漸趨于穩定。（3）利用現場得到監控量測數據，采用雙曲線等函數進行回歸分析，能夠預測隧道圍巖的穩定性及其變形特征?？偟膩碚f，通過數據的監測數據匯總與分析，能將圍巖的實際與支護等情況與狀態及時與施工和設計單位溝通，對于提高設計質量、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圍巖隧道的施工過程安全來說具有非常重要的現實指導意義。

參考文獻

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[2] Q/cR9218-2015，鐵路隧道監控量測技術規程[S].北京：中國鐵道出版社，2015.

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