芻議如何做好隧道監控測量數據處理及在工程施工中的應用

■周 旭 ■重慶天驕監理有限公司，重慶市 400014

隨著社會不斷發展，人們對于工程施工質量的要求越來越高，在道路施工中的隧道施工，是復雜且難度較大的一項工程，所以對質量的監控就變得尤為重要。

1 隧道監控測量

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條件可以分為土質隧道和石質隧道;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 隧道監控測量的目的

隧道監控測量是為了實現隧道安全、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構，把了解和分析的結果整理出來，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。隧道監控測量的目的主要表現在以下幾個方面:(1)掌握山體或者地底的巖石結構及其變化規律;(2)掌握巖石結構和支護系統的穩定性和安全性;(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，對施工中出現的問題及時修正;(6)其監控測量數據具有法律及公證性，加蓋了CMA公章的觀測結果是具有公證效力，能夠明確責任。

1．3 隧道監控測量在施工中的規范要求

(1)監控測量工作進行的時間和范圍有明確的規定，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控測量，且測量情況要根據現場施工的情況及時調整或者完善，測量數據一定要及時分析處理，并且在第一時間內把結果反饋到施工過程中;

(2)隧道監控測量之前，要多次觀察隧洞內外的情況，確認前期工作完成質量過關，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)在隧道監控測量過程中，要每天觀察工作面的情況，如果發現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，把數據填入監控記錄表，為隧道安全有效施工提供更為全面的信息;

2 隧道監控測量數據的處理

隧道監控測量數據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。

對數函數:u=a·ln(1+t)或u=a+b/ln(1+t)

指數函數:u=a·e-b/t或u=a(1-e-b·t)

雙曲線函數:u=t/(a+bt)或 u=a［1-1/(a+bt)2］

隧道監控測量有主要分為水平測量和拱頂下沉測量，測量方法中數據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據進行反復測讀，等到數據誤差在連續測量三次后小于0．18mm后，才開始后續施工。在水平測量的過程中，要把每次測量的數據做好詳細記錄，記錄的內容要有記錄和測量的日期、時間，還需要記錄下測量的距離、環境溫度、此次測量具體數據等，然后再根據記錄的測量數據制作成曲線圖。當曲線程度隨著時間變化慢慢變地平直時，可以采用測量數據回歸分析法來推算時間與距離變化的關系以及規律。這時的推算就需用到之前所說的函數關系。

(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的初始高度值記錄下來，然后再與施工后的某一時刻拱頂高度相對比，這兩個數據之間的差值就是拱頂下沉的數據，用公式表示為:Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q0-Q)+(P0-P)。其中U表示拱頂位置數據，Q、P表示拱頂高度值。拱頂下沉測量數據處理的方法與水平測量出的數據處理方法是一樣的。

3 隧道監控測量數據在工程施工中的應用

(1)繪制施工圖。根據水平測量和拱頂下沉測量得出的數據分析，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)判斷隧道穩定性。測量所得的數據是隧道穩定性判斷的重要依據，主要表現在以下幾點:①當管理位移處于U＜U［1B/2B］/3時，說明一切都比較平穩，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，說明地質構造趨于失穩狀態，此時就要堅強對施工的監測;③當管理位移處于U＞2U［1B/2B］/3時，說明地質構造已經處于一種失穩狀態，此時就要采取相應工程措施并且要加強對工程的監測;④當位移的速度大于1mm/d時，說明巖石等地質構造已經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，說明巖石等地質構造已經處于一種極不穩定的階段，

(3)隧道監控測量數據整理后反饋到施工中:①當次的測量數據要及時整理，繪制好曲線圖和開挖面關系圖后，要尋找到數據之間的規律，最后把數據反饋到隧道施工中，通過這些數據的分析可以使施工更符合隧道變形規律以及隧道施工地的各種狀況，能提高施工效率;②對剛開始施工的數據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，把分析的結果反饋到施工中，可以有效規避風險;③當數據顯示出不正常的變動時，反饋到施工中，可以根據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，提高隧道施工的質量。

4 結束語

通過對隧道施工過程中的各項監控結果分析，能夠很好的預知地質巖石變形曲式、完善施工措施。對數據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濟損失，也能有效避免安全施工事故的發生。

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