复杂地质环境下山岭隧道监控量测技术
山岭隧道施工监测技术实践及预警管理
不及时 、 数据判读不准确 ， 就不能及时发出警报 ， 继而
耽误 抢 险加 固处治 时机 ， 失去 量测 监控 的预警 作用 。
３ 围岩变形监测预警管理
《 隧道监控量测 和超前地质预报实施细则》 一般 要求 ：隧道施工监测应 采用精密 测量方 法 ， 以确保 量测
准确 、 及时的反馈信息 ， 尤其是危险预警。但 目前多数 研 究集 中在对 围岩 的力 学行 为分析 和监 测数 据 的统 计
分 析 方 面 ， ：文 献 ［ ］ 测 并分 析 了土 质 浅 埋 隧 道 如 １监 Ｃ Ｄ法施 工 中隔 壁 变形 ； Ｒ 文献 ［ ］ ２ 研究 了 黄 土 隧道 地
摘 要 ： 了保证及时获得有效 、 为 可信 的监测数据 ， 分析监测工作 中存 在 的问题 ， 进行 监测过程 控制 的研 究 ， 出结合 工况进行 监测 提 过程控 制的方法和数 据判读 实例 ， 报告监测过程控制的准则和技术要 领。认为 ： ） １ 在监测 工作实践 中 ， 只有解 决好 对监测过 程 的 有效控制 ， 同时解决好监测数据与实际现象的对照 ， 才能保证预警 的准确 、 时。２ 在保证合理的人员 、 及 ） 设备投 入的前提条件 下 ， 执 行基点联测 、 检核避错等 ６项监测工作制度 ， 是保证获得可信 的监测 数据 的有效途 径。３ 在保 证能有效 观测到 围岩变形量 波动值 ） 的前提条件下 ， 当降低监测仪器 的精度要求 ， 适 并采取与施 工过程密切配合 的施测方法 ， 能显著提高监测效率 。
ｍ 以下 的隧道 ３ ２座 （ １ ２ 。 共 ２ ０ ２ ｍ） 十 白高 速公 路隧道 施工 监控 量测 第三 合 同段共 负 责 双洞 １ 座 隧道 的施 工监 测工 作 。 隧道 单 洞 总 长 度 １
如何进行隧道工程施工测量与监控
如何进行隧道工程施工测量与监控隧道工程是一项复杂而关键的建筑工程，其施工测量与监控是确保项目质量和安全的重要环节。
本文将介绍如何进行隧道工程施工测量与监控，以帮助读者全面了解该过程。
1. 测量前的准备工作在开始施工测量之前，必须进行一系列准备工作。
首先，需要制定详细的施工测量方案，包括测量方法、仪器设备选择和布置等。
其次，需要确定测量控制的基准点，以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，还需要对测量现场进行调查和踏勘，了解地形地貌、地质构造等因素，以便合理确定测量方案。
2. 施工测量的内容和方法隧道工程施工测量包括纵向测量、横断面测量、隧道轴线测量和管片安装测量等。
其中，纵向测量主要是对隧道的纵向坡度、纵断面的几何尺寸进行测量；横断面测量主要是对隧道断面的几何形状进行测量；隧道轴线测量主要是测量隧道的轴线位置和曲线半径等参数；管片安装测量主要是对管片的安装位置、水平度和垂直度进行测量。
在进行测量时，可以采用传统的测量方法，如全站仪和测量尺等，也可以使用现代化的激光测量仪器、GNSS定位系统等。
3. 测量数据的处理和分析在进行施工测量后，需要对测量数据进行处理和分析。
首先，需要对测量数据进行检查和校正，确保数据的准确性和可靠性。
其次，需要对测量数据进行处理，计算出相应的测量结果，如隧道的几何尺寸、轴线位置等。
最后，需要对测量结果进行分析，与设计要求进行比对，以确定施工的合格性和进展情况。
4. 施工监控的方法和技术为了保证隧道工程的安全和质量，需要进行施工监控。
施工监控主要包括沉降监测、应力监测和变形监测等。
沉降监测是通过测量隧道或周围地面的沉降量，来判断隧道开挖对地表的影响；应力监测是通过测量隧道内部的应力变化，来评估隧道结构的稳定性；变形监测是通过测量隧道断面的变形量，来确定隧道的形变情况。
为了实现施工监控，可以采用传统的监测方法，如人工测量和离散点监测等，也可以使用现代化的监测技术，如全站仪监测、激光扫描监测和遥感监测等。
隧道工程中监控量测技术及应用
隧道工程中监控量测技术及应用发表时间：2020-10-15T14:42:06.867Z 来源：《建筑实践》2020年6月16期作者：高忠云[导读] 在时代的快速革新下，我国综合实力迅速增长，带动了国民经济的稳步提升高忠云中铁十七局集团第五工程有限公司山西太原030032摘要：在时代的快速革新下，我国综合实力迅速增长，带动了国民经济的稳步提升，人们生活质量越来越高，对出行的要求也愈来愈严格，使得隧道工程在全国各地展开，建设数量不断增多。
自上世纪八十年代末，对于隧道工程相关技术的研究，就已经有了眉目，其中新奥法就是应用最多的一种隧道工程技术，在隧道施工检测中应用新奥法，能使隧道施工效率及质量得到有利保障，使隧道施工质量达到最佳。
基于此，本文将针对隧道工程中监控量测技术及应用予以更深层次地探讨，以期能为相关业界人士提供一些有价值的参考，从而为我国隧道工程的长足发展贡献绵薄之力。
关键词：隧道工程；监控量测技术；应用前言：在经济社会迅猛发展下，我国交通事业取得了前所未有的进步，隧道工程的建设数量也在日益增多。
隧道工程与普通工程相比具有复杂性高、难度大的特点，且工程中遇到的不确定因素也相对较多。
作为隧道施工中不可缺少的一项重要技术，监控量测对于保护施工人员安全、隧道施工稳定性具有十分重要的使用。
在隧道工程实际开展中，量测工作能实现对整个工程的监视，使工程建设中的问题被及时发现和解决，是保证隧道安全施工的关键手段。
因此，本文以隧道施工为依托，将针对隧道施工中监控量测技术的应用予以进一步研究和探讨，旨在为我国隧道工程的顺利开展保驾护航。
1隧道测量概述第一，地面控制测量目前隧道工程的地面控制，在设计阶段，通常采用GPS全球定位系统解决平面问题，而高度部分(进一步研究待定)仍直接测量。
在区域(不太长)中，电磁放电和高通线(用于计算闭合、附着导线的更紧密匹配)将以完整的桩号进给进行布线。
在设计单元中，还必须对入口和出口开口进行密封管道控制，以满足每个入口和出口椭圆值，每个值都有三个加密控制点。
复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理
复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理【摘要】：不良地质条件就是指由各种地质作用和工程施工而造成的不良工程地质情况的总称。
不良地质与地质灾害不同，地质灾害是指以地质应力为主要原因引起的造成人类生命财产损失，或使人类赖以生存和发展的环境、资源发生严重破坏的现象或过程。
【关键词】：复杂地质隧道施工技术岩层前言隧道施工中不良地质条件主要有隧道洞口段、黄土地层、膨胀土地层、溶洞、岩爆、断层、涌水、塌方、松散地层、流沙地层、高地温地层、瓦斯地层、偏压地层等。
在不良地质条件进行隧道施工，如果开挖、支护处理不当，极易引起安全、质量和工期等方面的严重事故。
一般说来，不良地质条件是造成地下工程失事的一个重要原因，但并不意味着凡是不良地质条件的地下工程施工都一定会出工程事故。
恰恰相反，更多的工程实践证明，如果施工方法科学合理，能安全而高质地通过不良地质地段。
1、施工原则不良地质地段隧道施工中，要制定完整的地质预测、预报预案，做好技术、物资、人力和财力的储备，根据预报结果及时调整施工方案，加强施工过程中的量测工作，及时反馈量测结果以调整施工方法。
不良地质隧道施工过程中最主要的是选择合理的施工方法，而合理的施工方法的选择又取决于施工条件、围岩条件、隧道断面积、隧道埋深、工期和环境条件等因素。
因此在施工过程中必须遵守以下基本原则[1]。
(1)广泛应用新奥法，容许围岩有适度变形，充分发挥围岩自身的承载力，合理地确定支护结构的类型和时机。
(2)特殊地质和不良地质地段隧道施工前，应采用超前地质预报，及时准确地进行量测监控，以指导施工和设计。
(3)在施工过程中，必须建立设计、施工检验、地质预测、量测反馈、修正设计一体化的施工管理系统。
2、开挖方法隧道开挖方法有钻爆开挖法、岩石隧道掘进机法、盾构法等。
2.1 钻爆开挖法钻爆法是隧道工程施工过程中通过钻眼、爆破、出渣而形成结构空间的一种开挖方法，是目前修建山岭隧道的最通行的方法。
按开挖分部情况分为全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁开挖法。
山岭区高速公路隧道施工过程中的监控量测工作
山岭区高速公路隧道施工过程中的监控量测工作郭天龙(大保高速公路建设指挥部,云南大理,671000)摘要:本文通过对云南省大理—保山高速公路隧道施工的系统监控量测工作所取得成果进行总结,针对发挥的作用和存在的问题,提出了开展系统监控量测专项工作的必要性和可行性。
关键词:高等级公路隧道;新奥法;监控量测;检测;成果1概述随着我国国民经济的发展,高速公路建设突飞猛进,在山岭重丘区,隧道被广泛采用。
目前,隧道设计施工的首选方法为新奥法,且进行复合衬砌。
新奥法注重设计与施工的结合,但仅提出了一些合理原则,要将这些原则充分应用,不仅需要施工人员具有较高技术素质,而且必须进行监控量测工作,及时、准确地掌握围岩和支护的动态信息,反馈设计指导施工,因此在运用新奥法进行隧道施工过程中,监控量测显得尤为重要。
中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》规定采用新奥法施工复合衬砌的隧道,必须进行现场监控量测工作,应成立专门量测小组,由施工单位或者委托其他单位承担,并认真实施,以往该工作由施工单位自己承担,由于监控量测工作的很多项目专业性很强,施工单位难于系统地开展;以及其它多方面的原因,使得监控量测工作往往流于形式。
云南大保高速公路是国家重点工程,施工难度大,工期紧。
地处滇西山岭重丘区,隧道较多,地质上俗称“滇西红层”,成岩时间短,构造活动强烈,岩石强度较低;节理裂隙十分发育。
前期勘测工作由于时间紧,工期工作难度大等原因,地质资料不可能十分准确,给设计带来一定影响。
照搬原设计进行施工将出现很多问题,甚至由于不适应现场实际地质条件而导致大规模塌方,造成不必要的投资与工期的浪费。
云南大保高速公路建设指挥部为确保隧道施工的顺利进行,且做到更安全、经济合理,委托湖北省神龙地质工程勘察及国家电力公司成都勘测设计研究院进行现场监控量测工作。
2监控量测项目、方法及仪器的选择2.1量测项目选择《公路隧道施工技术规范》(J T J 042-94)对量测项目有明确规定,其中有四个必测项目,七个选作项目。
隧道监控测量方案
隧道监控测量方案1. 引言隧道是一个封闭的道路系统，通常位于地下或山脉中，连接两个地点。
由于隧道的特殊性，其监控和测量是非常重要的。
监控隧道可以帮助确保隧道的安全性和可靠性，并提供实时的数据以便进行维护和改进。
本文档提出了一个隧道监控测量方案，旨在提供一种有效的方法来监控和测量隧道的关键参数。
2. 监控设备2.1 摄像头为了实现对隧道的实时监控，我们建议安装摄像头。
摄像头可以用于监测隧道的交通状况和行人活动。
建议在出入口和重要位置安装摄像头以获得最佳监控效果。
摄像头应具备高分辨率和低光照下的良好表现，以确保清晰的图像质量。
2.2 温度传感器温度是隧道内部环境的一个重要参数。
安装温度传感器可以实时监测隧道内的温度变化。
这对于检测火灾或其他温度异常非常有用。
温度传感器应该具有高精度和可靠性，并能够与监控系统实时通信。
2.3 烟雾传感器烟雾是隧道内部可能发生的火灾的一个重要指标。
安装烟雾传感器可以及时检测到隧道内的烟雾，并发出警报。
烟雾传感器应具有高度敏感性和可靠性，以确保在火灾发生之前及时发出警报。
2.4 气体传感器隧道中的气体浓度是另一个需要监控的重要参数。
高浓度的有害气体会对隧道使用者的健康产生危害。
安装气体传感器可以实时监测隧道中气体浓度的变化，并及时采取措施。
气体传感器应具有高灵敏度和稳定性，能够准确地测量各种气体。
3. 数据采集和存储为了实现对隧道的监控和测量，采集和存储数据是至关重要的。
采集传感器数据可以通过有线或无线方式进行。
建议使用无线传感器网络来收集传感器数据，并配备数据收集节点。
数据收集节点可以将采集到的数据传输到中央服务器进行存储和分析。
4. 数据分析和展示隧道监控数据的分析和展示对于及时发现问题和做出决策非常重要。
建议使用数据分析和可视化工具来对采集到的传感器数据进行处理。
通过分析数据，可以识别出潜在的问题和异常，并通过可视化界面向用户呈现。
5. 报警系统隧道监控中的报警系统是一项关键功能。
隧道监控量测技术及超前地质预报
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• 4 . 仪器选择: 可靠性(在特殊环境下元件与测试仪器的可行 性与可靠性),仪器量程,精度等 • 5. 监测断面布置的原则 1）在综合考虑经济和技术条件下优化布置测试 断面和测试内容 2）地层构造、围岩特性和工程形状尺寸变化部 位 3）断面关键部位和关键施工阶段的情况
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4）在少数点或断面安装较全面的测试项 目,即最重要的断面进行最详细的观测,其他 断面进行一种或几种不同内容的观测 5）在少量测试元件情况下, 不要在大区 域内均匀分散布置, 应集中布置获取尽可能 多的详细资料以分析 6）不宜限制埋设的元件数量和观测频率, 应留有随机布置的数量和余地,适当调整和 优化
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4）对稳定性判断 5） 验证运营安全状况及时发现险情采取相应补 救措施 • 4.未来预测的需要:对未来的性态进行预测,防患于 未然 • 5.法律的需要:确定事故责任原因 • 6.研究需要
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三、隧道监测的设计
• 1.了解隧道工程条件与概况: 形式,类型,功 能,尺寸,地层条件,周围环境,服务年限等 • 2.明确监测目的:各阶段的安全评估需要,施 工稳定性需要,验证设计,新技术新方法或新 材料的研究性需要 • 3.监测内容(监测项目或监测变量) 分前期原位观测、施工期监测和运营期 监测三部分
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• 三）、监测数据的预测 1、测点在时间轴上的变化及预测 简单回归方法、经验方法、时间序列分析、 非线性动态模式、神经网络、粘弹性或塑性 分析 2、测点在空间上的变化及预测 经验函数法、多项式、模糊随机、信息扩 散理论 3、基于各种假设的解析解 4、有限元及边界元的数值分析 5、基于数据库和知识库的人工智能或专家系统 等软科学方法
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四）、监测数据的整理分析
1.测试变量的转换 2.测试数据的整理与分析 1).变形直线上升 u(t)=a+bt 2).变形以其速率递增而上升,其速率是当前变形值 的函数 u(t)=k+abt
隧道施工监控量测技术案例(精)[优质PPT]
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斜井开口 YDK175+330
拱脚水平收敛
墙脚水平收敛
武威方向
变形/mm
200
0
YDKY1D7K41+7540+0500
YDK17Y5D+K010705+000
YDK+157050+500
里里程程
志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布
+900
乌鞘岭隧道大变形规律
F7断层
800
影响带
主带
影响带
0.00 8-18 10-7 11-26 1-15 3-6 4-25 6-14 8-3 日期
(b)压力时间曲线
右线DK175＋475断面围岩压力分布及时间曲线
通过对实测支护压力终值的统计分析，可得荷 载侧压力系数。具体统计公式为：
对F4断层的2个量测断面及志留系千枚岩地层的7 个量测断面进行统计分析，得侧压力系数结果如表 所示。
YDK175+650 拱腰
YDK174+555 拱腰 YDK177+505 拱腰 YDK177+370 墙脚 DK177+535 拱腰 DK177+290 拱顶
最大变形速率与累计变形的关系
在隧道工程监控量测 中，除累计变形外，变 形速率是另外一个进行 围岩稳定性评价的重要 判别指标。研究最大变 形速率与累计变形的关 系也是在施工初期阶段 进行最终变形预测的方 法之一。
二衬砼应力
拱顶 右拱腰 右拱脚 右墙腰 右墙脚 左拱腰 左拱脚 左墙腰 左墙脚
0.599 0.307 0.228 0.244 0.311 0.465 0.357 0.455 0.383
44.925 25.775 171.609 131.520 90.514 21.316 70.958 44.033 21.556
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复杂地质环境下山岭隧道监控量测技术研究【摘要】以谷竹高速关垭子隧道为研究对象，依据公路隧道施工的监控量测规范，制定了科学合理的监测方案，并对隧道的现场施工进行了周密的跟踪量测。
在数据处理方面，结合力学理论，应用回归分析法对监测数据进行了分析与处理，对围岩稳定性做出了比较直观的判断，从而为支护体系的选择和支护时机的合理确定提供了科学的依据，达到指导现场施工的目的，并取得了较好的效果。
【关键词】监控量测公路隧道回归分析信息化施工
关垭子隧道位于竹溪县蒋家堰镇，左线全长1628.578m，右线全长1626.587m。
隧道设置人行横洞和车行横洞各两处。
曲线半径为5000m，隧道设计无超高。
隧道处于竹溪褶皱束的杨家山向斜区，地质构造较复杂，岩性以变质岩为主，主要为片岩，岩体极破碎。
隧道区属构造剥蚀侵蚀低山地貌，跨3座山体，经过区域地表地形起伏较大，坡面植被较发育。
隧址区地层为粉质粘土，强～弱风化片岩，隧道岩体较破碎，裂隙较发育多，雨季时地下水出水状态为淋雨状。
进出洞口段所在斜坡均发育一组节理，边坡较不稳定，成洞条件较差。
1 监控量测方案
采用新奥法原理设计、施工的隧道，监控量测是施工中不可缺少的施工程序。
监控量测把隧道开挖过程中围岩和支护系统的力学形态作为判别隧道围岩稳定和支护系统可靠性的依据，将监控量测
数据加以合理的数学分析与处理，同时结合理论与经验方法，建立一些必要的准则，从而为及时调整或确定支护参数提供依据，以达到指导现场施工的目的[1，2]。
1.1 监测内容
根据隧道实际情况和施工设计要求，隧道监控量测项目可分为必测项目和选测项目。
选测项目作为必测项目的验证和补充，可根据围岩的性质、隧道的埋置深度、开挖方式等条件具体确定（如表1）。
1.2 监测方法
为了确保洞口浅埋段的施工安全，根据实际情况，在横向选定主断面，将测点沿主断面布设，测点间距取为2～5m，在同一量测截面内取7到11个测点。
地表下沉量测应在开挖工作面前方h+h （隧道埋置深度+隧道高度）处开始，直至衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。
拱顶下沉量测主要在每个量测断面的拱部等间距埋设三个自制的钢筋预埋件，用水准仪量测。
净空收敛量测线与拱顶下沉测点布置在同一断面内（如图1）。
2 数据回归分析
在对隧道施工进行长期周密的跟踪量测后，依据量测数据，绘制出位移与时间、收敛速率与时间的时态曲线。
根据曲线图的数据分布状况，应用matlab数学分析软件对监测结果进行回归分析，从而对测点可能出现的最大位移值进行预测，由此来掌握隧道开挖后围岩的位移变化规律和最终位移值，以达到指导施工的目的[3，
4]。
本文在对位移和收敛速率的时态曲线进行回归分析时，采用指数函数和（a、b为回归系数）分别对监测的原始数据进行处理和分析，并应用matlab软件对数据进行最小二乘法的估算，估算出回归系数a和b，从而得出较为理想的分析结果。
3 数据处理与应用
选择关垭子右线隧道出口的一处监测断面进行分析，于
2011-3-2至2011-4-21按照监测方案对该断面的水平净空收敛和拱顶沉降进行了定期观测，得到隧道变形数据（见表2）。
根据数理统计原理，结合matlab软件做出数据散点图，并进行非线性指数函数回归，结果见图2～图5。
从监测数据可以看出，该断面在开挖36天后，水平收敛变形速率小于0.20mm/d，拱顶沉降变形速率小于0.15mm/d，说明该处围岩已达到了稳定状态，可以进行二次衬砌的施工。
从图中还可以看出，隧道围岩的主要变形发生于急剧变形期和缓慢变形期，急剧变形期大约发生在隧道开挖后的第6到17天，缓慢变形期大约发生在开挖后的第15到42天，且隧道围岩在这两个阶段的变形达到变形总量的85%～90%左右。
由回归分析结果可以看出，隧道水平收敛的极限值为28.12mm，拱顶沉降的极限值为24.37mm。
根据对围岩收敛极限值的预测结果来看，在施工支护时可以为围岩与钢拱架之间预留20mm左右的变形空间，这样既可以充分利用围岩的自撑能力，又可以缓解围岩变
形与支护结构的相互作用，从而达到更好的支护效果。
3 结语
本文依据对关垭子隧道围岩变形的实时监控，利用非线性回归分析方法对原始数据进行曲线拟合，并准确预测了围岩变形的极限值；研究了隧道围岩的稳定状况，并成功用于指导现场施工，避免了安全事故的发生，确保了隧道施工质量和进度。
因此在实际施工过程中，施工方必须注意测点的保护，同时与监测方进行及时有效的沟通与交流，确保监测方的各项监测工作能够顺利进行。
参考文献：
[1]夏才初，潘国荣.土木工程监测技术[m].北京：中国建筑工业出版社，2001.
[2]朱汉华，孙红月，杨建辉.公路隧道围岩稳定与支护技术[m].北京：科学出版社，2007.
[3]刘泉声，白山云，肖春喜等.基于现场监控量测的龙潭隧道施工期围岩稳定性研究[j].岩石力学与工程学报，2007，26（10）：1982-1990.
[4]张顶立，黄俊.地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测[j].岩石力学与工程学报，2005，24（10）：1703-1707.。