隧道工程监控量测技术应用
隧道监控量测的项目及应用
量测手段的选用，应根据量测项 目和国内仪器的现状来选用。一般应选 择简单、可靠、耐久、成本低的量测手 段，并要求被测的物理量概念明确，量 值显著，量测范围大，测试数据便于分 析，易于实现对设计、施工的反馈。
开挖后尽快埋设测点，并测取初 读数，要求12h内完成；
测点（测试断面）应尽可能靠近 开挖面，要求在2m以内；
读数应在重锤稳定或张力调节器 指针稳定指示规定的张力值时读取；
当相对位移值较 大时，要注意消除换孔 误差；
测试频率应视围岩 条件、工程结构条件及 施工情况而定。
整个量测过程中， 应作好详细记录，并随 时检查有无错误。 数据记录
现场监控量测时， 量测组人员对量测数据 一一认真填写，并对有关 量测数据及时进行处理。
图1 净空位移布置图
结束语
在监控量测过程 中，对出现的问题首先 及时口头报警，然后以 公文的方式进行分析并 提出建议，可在很大程 度上避免了隧道施工中
图2
危险事件的发生。在类 似的工程中，必须成立动态监测组， 建立更为快捷有效的报警和信息反馈机 制，以便尽快地反馈信息并能够有效地 指导施工，完善设计。
收敛计的选择，一般应根据洞室 断面大小、围岩类型、变形量大小等选 定，具体选择如下
卷尺式收敛计使用操作方便，体 积小，质量轻，应优先选择使用；
当洞室断面尺寸很大（大于 20m），或温度变化较大，或对变形量 测精度较高的地下洞室 ，则应选择钢 丝式收敛计；
隧道自动化监控量测及永久性监控量测技术应用研究
一、项目工程概况西安长大公路工程检测中心有限公司经陕西关环麟法高速公路有限公司统一招标，承担麟游至法门寺高速公路野河山隧道、石臼山隧道第三方监控量测，本项目采用隧道自动化监测。
二、项目实施的背景和动因在信息网络发展如此迅速的今天，将信息传递与智能应用合理有效地结合在一起，形成了能够实时掌握高速公路隧道变形情况的自动化监测系统。
一方面，传统的高速公路隧道人工监测已经无法满足建设期内的监测要求，对于变形数据无法及时获取并传递到相关各方；另一方面，自动化监测能够实时提供隧道内的各类监测数据信息、甚至是图像、影像信息，当出现异常时，能做到自动报警，这对于及时掌握安全隐患、控制变形等具有非常重要的保障作用。
因此，自动化监测也就成为高速公路隧道监测的最佳选择。
三、隧道自动化监测工艺及方法3.1 监测工艺（1）系统设备布置方案以通讯基站三公里范围内为一个监测单元结合自组网无线网桥技术，设置分布式无线数据采集器，安放于测试现场各测点附近，使得传感器输出的微弱信号传输距离最短，减少干扰及信号传输线路。
（2）网络控制器通过网线接到相近基站，保证与现场网络通讯传输距离最短，便于安装，节约成本。
同时保证数据稳定的通过基站形成的局域网传输数据。
（3）信号通过总基站传上服务器，并且存在数据库中。
（4）服务器管理软件会对数据进行自动初步分析，如果超限，会发送短信通知相关人员。
（5）管理部门可通过远程方式在办公室查看数据。
自动化监测信息组网图3.2 监测方法3.2.1 沉降监测拱顶沉降监测采用无线倾角仪，无线倾角仪是一种集角度换算沉降测量、数据采集、电源供电、数据通讯与一体的倾斜测量智能传感器，设备采用物联网单点通讯、自主休眠技术，结合自动报警紧急传输方式，保证数据的稳定性，可应用于隧道沉降自动化监测。
工作原理：设备读取显示出来的是倾斜率，计算沉降是变化值*倾角仪间距/1000就是沉降值，所以就是通过倾斜率以及相邻两个设备的距离测得相对位移。
隧道工程监控量测技术与应用考核试卷
B.全站仪测量法
C. GPS定位法
D.激光扫描法
15.以下哪些软件可用于隧道监控量测数据处理与分析？（）
A. AutoCAD
B. Excel
C. MATLAB
D. Surfer
16.以下哪些措施可以减少隧道监控量测中的误差？（）
A.采用高精度仪器
B.增加监测频率
C.改进数据处理方法
D.选用有经验的监测人员
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. D
3. A
4. D
5. D
6. A
7. D
8. D
9. A
10. D
11. A
12. B
13. C
14. D
15. A
16. D
17. D
18. C
19. C
20. C
二、多选题
1. ABCD
2. ABCD
3. ABCD
4. ABCD
5. ABCD
6. ABCD
7. ABCD
7.隧道爆破振动监测的主要目的是为了控制爆破____，保护周边环境。
8.目前隧道监控量测中，自动化程度较高的技术是______。
9.隧道监控量测中，对空气质量监测的主要污染物是______。
10.隧道监控量测技术的应用，有助于提高隧道施工的______和效率。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
12.下列哪种软件可用于隧道监控量测数据处理？（）
A. AutoCAD
B. Excel
C. Photoshop
D. 3DMAX
13.关于隧道监控量测技术，以下哪个说法是正确的？（）
监控量测在隧道施工中的应用
监控量测在隧道施工中的应用摘要：由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。
监测技术是近10多年来在我国逐渐涉及的技术难题。
本文以合肥至福州铁路客运专线隧道工程监控量测为例，主要介绍了隧道工程监控量测项目、监控量测断面及测点布置原则、监控量测方法及监控量测的实施，为科学开展隧道工程监控量测提供依据。
关键词：隧道施工监控量测控制方法1 概述随着社会的发展和科技的进步，为确保地下工程的安全、质量，监控量测作为一个重要的控制手段在我国得到了突飞猛进的发展。
目前每个地下工程施工过程必须结合现场监控量测的数值，及时进行反馈，指导现场施工，以确保在可控的前提进行施工。
国内外地铁施工中，因未进行监控量测或监控量测不到位而导致的重大安全施工时有发生。
如2008年11月15日杭州萧山湘湖段发生地铁施工因监控量测不到位，造成大面积塌方，致路面坍塌，正在路面行驶的约11辆车辆陷入深坑，造成重大人员伤亡和财产损失事故。
因此，研究地铁施工监控量测的合理方法，确保施工安全和质量，具有重要的现实意义。
2 工程概况合肥至福州铁路客运专线（闽赣段）ⅰ标线路长14.283正线公里，位于江西省婺源县溪头乡镜内，线路最大纵坡2%，最小纵坡0.4%。
本段包括四座隧道，分别五城隧道（出口段）3094延米、方思山隧道2802延米、桃源隧道4471延米、金山顶隧道（进口段）2756延米，合计13131延米。
其中ⅴ级围岩928延米（含明洞），ⅳ级围岩1335延米，ⅲ级围岩8597延米，ⅱ级围岩2145延米。
3 监控量测项目监控量测项目分为必测项目和选测项目，必测项目是隧道工程应进行的日常监控量测项目。
具体监控量测项目见表1。
为了满足隧道设计与施工的特殊要求而进行的监控量测项目即选测项目，具体监控量测项目按照表2进行选择。
4 监控量测断面及测点布置原则4.1 隧道开挖前应当布设浅埋隧道地表沉降点。
隧道监控量测的实施方法技术方案
隧道监控量测的实施方法技术方案隧道监控量测是指通过各种技术手段对隧道结构、环境及交通等进行实时监测和数据采集的系统。
它可以帮助管理人员了解隧道的安全状况，及时发现问题并采取相应措施。
下面是一个关于隧道监控量测实施的技术方案，详细说明了相关的方法和技术。
一、监控设备的选择和安装1.高清摄像机：选择高清摄像机能够提供清晰的图像和视频，用于监测隧道的交通情况、人员活动、火灾状况等。
摄像机的安装位置应根据隧道的结构和特点选择，以保证监测全面而又不影响交通。
2.红外传感器：使用红外传感器能够实时监测隧道内的温度变化，一旦发现温度异常，就可以及时预警并采取措施。
3.光纤传感器：光纤传感器可以监测隧道结构的变形和裂缝等情况，通过实时监测和数据采集，分析结构的变化趋势，及时判断结构的安全状况。
4.烟雾和气体传感器：安装烟雾和气体传感器可以检测到隧道内的烟雾和有害气体浓度，一旦发现异常，及时启动排烟设备或报警系统。
5.电力监测设备：监测隧道电力系统的电压、电流、功率因数等参数，能够及时预警电力设备故障，并避免发生火灾等事故。
二、监控系统的建设和管理1.监控中心：建设一个专门的监控中心，用来接收和处理来自各个监测设备的数据，并及时生成相关报表和图像。
监控中心应具备高效的数据处理能力和网络传输能力。
2.数据传输和存储：使用高速网络进行数据传输，确保数据的实时性和准确性。
同时，建立一个可靠的数据存储系统，保证数据的长期保存和备份，以备后续分析和查询。
3.报警系统：建立一个智能的报警系统，一旦发生异常情况，如火灾、交通事故等，系统能够自动报警并通知相关人员。
4.数据分析和预警：对采集到的数据进行分析和处理，利用数据模型和算法进行预警和预测。
例如，通过对温度传感器数据的分析，可以预测隧道火灾的发生概率，提前采取相应的措施。
5.远程监控和控制：可以通过云平台实现对隧道监控系统的远程监控和控制，随时随地通过云端进行数据查询和设备控制，提高管理效率和响应速度。
工程测量隧道监控量测技术应用罗孝西
毕业设计隧道施工监控测量工作摘要1964年日本建成世界上第一条高速铁路，世界高速铁路发展经历了三次高潮，最有代表性的国家是日本、法国、德国、意大利等。
我国高速铁路起步晚，但起点高、发展快，通过引进国外核心技术、消化吸收再创新，初步具备了建设高速铁路的能力，迎来了我国高速铁路建设新时代。
由于隧道工程的特殊性、复杂性和隧道围岩的不确定性，对隧道围岩及支护结构进行监控量测是保证隧道工程质量、安全的必不可少的手段。
通过量测，及时对隧道个别围岩失稳趋势的区段提供了预报，为施工单位及时调整支护参数以及合理确定二次衬砌时间提供了可靠的科学依据。
通过大量量测发现隧道开挖及初期支护后大约30d围岩基本上稳定，于是建议施工单位及时施作二次衬砌。
同时由于监控措施得当，及时的指导施工和修改设计，从而保证了隧道施工的安全、经济、收到了良好的效果。
但由于监控量测工作是一项具体而又复杂的工作，在实际过程中尚需不断积累经验和完善相关理论。
此论文是本生于2011年09月～2011年11月于湖南理工职业技术学院对曾在“中铁二十二局沪昆客专贵州段12标第二项目部从事监控量测工作”而撰写。
关键词：隧道施工，监控量测，地表沉降，数据处理目录第一章工程概况 (3)1.1工程概况 (3)1.1.1工程概况 (3)1.1.2主要工程数量 (3)1.1.3沿线地形地貌 (4)1.2工程地质及水文特征 (4)1.2.1工程地质 (4)1.2.2水文地质条件 (4)1.3 地震动参数 (4)第二章人员仪器配置 (6)2.1监控量测人员配备 (6)2.2监控量测仪器配备 (6)第三章监控量测基本规定 (7)3.1监控量测设计内容 (7)3.2对施工单位要求 (7)3.3现场监控量测工作主要内容 (7)3.4注意事项 (7)第四章监控量测技术要求 (9)4.1一般规定 (9)4.1.1监控量测应达到下列目的 (9)4.1.2 监控量测设计因素 (9)4.1.3监控量测实施细则 (9)4.2监控量测项目 (10)4.3监控量测断面及测点布置原则 (10)4.4监控量测频率 (12)4.5监控量测控制基准 (13)4.6监控量测系统及元器件的技术要求 (16)第五章监控量测方法 (17)5.1一般规定 (17)5.2洞内、外观察 (17)5.3变形监控量测 (17)5.4控制点的保护 (19)第六章监控量测的具体实施过程 (21)1．隧道内的数据采集 (21)2．对采集的数据进行的处理 (23)致谢 .......................................................................................................................... 错误！未定义书签。
国内外隧道监控量测技术发展现状综述-概述说明以及解释
国内外隧道监控量测技术发展现状综述-概述说明以及解释1.引言1.1 概述隧道监控量测技术是指利用各种传感器和监测设备对隧道结构、环境和运行状态进行实时监测和数据采集的技术手段。
随着隧道建设的不断发展，隧道监控量测技术也取得了长足的进步。
国内外的隧道监控量测技术发展现状在本文中将进行综述和比较分析。
本文主要从技术应用范围和技术应用案例两个方面对国内外的隧道监控量测技术进行调研和概述。
在国内，随着隧道建设规模的逐渐扩大和隧道工程的不断增多，隧道监控量测技术也取得了显著的进展。
目前，国内的隧道监控量测技术已经广泛应用于高速铁路、公路、地铁等各个领域。
通过传感器、激光雷达、摄像机等设备的安装和数据采集，可以实时监测隧道结构的变形、裂缝、应力等情况，及时发现潜在的安全隐患，提高隧道的运行安全性。
在国外，隧道监控量测技术的发展也非常迅速。
许多发达国家和地区，如欧洲、美国、日本等，已经在隧道监控量测技术方面取得了重要突破。
他们利用传感器、监测系统和数据处理算法等手段，实现了对隧道结构、车辆行驶状态、环境变化等多个方面的监测与分析。
这些技术的应用在改善隧道安全性、提高运行效率等方面都有着重要的作用。
本文将重点介绍国内外隧道监控量测技术在技术应用范围和技术应用案例方面的发展现状。
通过对比分析国内外的发展情况，可以为我国的隧道监控量测技术提供经验和借鉴，为我国的隧道建设和运维提供科学的决策依据。
同时，本文还将对隧道监控量测技术的发展趋势进行探讨，为未来的技术研究和应用提供参考。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下的方式进行编写：1.2 文章结构:本文分为三个主要部分进行讨论。
首先，在引言部分，我们将概述国内外隧道监控量测技术发展的现状，并明确本文的目的。
其次，在正文部分，我们将分别讨论国内和国外隧道监控量测技术的发展现状。
在国内部分，我们将介绍技术应用范围，并通过案例来展示隧道监控量测技术在实际工程中的应用情况。
浅谈监控量测技术在高速公路隧道中的应用
一
面 小于 ５ 日时 ，１ ／２ｄ 次 ；开挖 面距量 测断 面大干 ５
态的 关 系。
、
卜 Ｉ０ ７
， 。
目程 技 术
浅 谈 监 控 量 测技 术在 高速 公路隧道中的应用
杨 婕 贵州交通职业技 术学院路桥系
摘 要 ： 目前，高速公路 隧道的建设已 广泛
道进 行 监控 量 测 ，可 以预 测预 报周 围岩土 的 变化 情 况 ，并优 化 设计和 指 导施 工 ， 以确保 隧道施 工 安 全 ，使 工程 投 资 更加 经 济合理 。本 文主要 就 高
工 程 质 量 、安 全 必 不 可少 的 手段 。 因此 对 隧 道监
控量测及其数据的整理分断面的位置选 择和量测删点的布置应合理。 ２应及时根据量测数据绘制水平相对净空变 ） 化、拱顶下沉时态 曲线及水平相对净空变化 、拱
顶 下沉 与开挖 工作 面的关 系 图。
３监控量测数据的采集和施工状态变化情况 ） ３ ） 地表沉陷。量测间隔时间为：开挖面距量 应紧密结合，及时有效的分析数据变化和施工状 采 用现 场监控 量 测技 术来设 计 与 施工 。通 过 对隧 测断面小于２ Ｂ时．１ 次／ｄ；开挖面距量测断 ～２ ４对初期的时态 曲线进行回归分析，选择与 ） 实测数据拟 合好的函数进行回归，预测 可能出现 Ｉ 级围岩及浅埋偏压的地段 ，在隧道的沿轴线方 Ｖ 最大拱顶下沉及水 相对净空变化值。 速 公路 隧道在 建 设 中监控 量 测 的项 目及 方 法加 以 向上设量测断面 ，两个断面之间相距ｌ ０～ｌ ５ ｍ， ５ ） 根据施工单位断提供的监控量测数据反分 介 绍 ，阐述 在 高速 公路 隧道 建 设 中的施 工 监控 量 分离式 单 洞隧道在每个断面可以布设５ 个测点，联 析求算初始应力、岩体拟弹模 、塑性 区范围、作 测工作 。 拱隧道在每个断面应布设７ 个测点。在选定的量测 用在二次衬砌上的荷载及岩体流变参数等 ，为动 关键词 ：监 测量 公路 隧道 控 断面区域，需要设１ 个通视条件较好、测量方便、 态设计提供信息和资料。 牢固的基准点，测点应埋水泥桩 ，然后测量放线 ６ 围岩及支护的稳定性 应根据开挖工作面的 ） 定位 ，在隧道开挖掌子面距测点前３ ０ ｍ处，用精 高速公路的主线一般通过的地方多为高山、 状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速 密水准仪进行量测，在隧道开挖超过测点３ ｍ ０ 并待 深 谷及陡坡 ，桥与隧道相连接，也有的存在于顺 率综合判定，并及时反馈到设计和施工中。 层、滑坡 、坍塌和浅 层软土等地质不 良的地方。 沉降稳定以后停止量测。 ７量测数据应有效的应用到高速公路隧道的 ） ２选测项 目的量测 ． 高速公路隧道一般包括连拱 隧道和分离式双洞 建设中，并准确的分析和判断量测数据变化 ，及 选测项 目量测是对必测项目的拓展和补充， 隧道两种形式 ，一般隧道的限界高为５ ｍ，限界 时反馈量测信息，应用到施工的指导设计和修改 宽是１ ．２ ｍ。 长大隧道经常穿越断层、溶洞、 对特殊地段、危险地段或有代表性 的地段进行量 支护参数中去。 ０ ５ 富水软弱破碎带等不 良地质，围岩级别变化比较 测 ，以便更 深入地掌握 围岩稳定状态 与支护效 ８通过监控量测保证隧道安全，预防隧道坍 ） 大 ，为保证隧道安全施工，不 留隐患，隧道施工 果；对 已完成的支护实施进行有效监控，并做 出 塌。 Ｌ 十 监控量测显得尤为重要。以下就监控量测的具体 评价 ；对来开挖地段提供参考信息 ，并指导设 ＇ 根据量测情况 ，对地表沉降、拱顶下沉 、周 和施 工。相对于必测项 目的量测，选测项 目的安 边收敛，每５ 方案、工作管理以及数据反馈加以重点介绍。 天将量测结果向上级主管部门上报一 装埋设比较 复杂 ， 量测项 目较多、时间长、费用 次，其它按月提交临拧量测阶段报告，如遇量测 监控量测的项 目 及方法 较大 ，但Ｊ优点是在工程竣工后还可以进行长期 数据异常及险情 ，第一时间将量测信息反馈到施 ｛ ＝ １必 删项 日的量 测 ． 对必测项 目进行的量测工作是为确保征施工 的观测。其内容包括 ：围岩深部位移量测、锚杆 工中去 ，诈由联络小组共同对此进行处理。联络 过程中的围岩稳定和施工安全而进行 的经常性量 轴力量测、围岩与喷射混凝土间接触压力量测 小组定时对量测分析成果与施工过程结合 ，调整 ： 测工作，通过对洞内变形收敛量测来监控涧室， 喷射混凝土与 ：次衬砌 间接触压力量测、喷射混 设计参数和施工方 ，在保证隧道结构安全和施 以达到稳定的状态并正确评价隧道的变形特征 。 凝土内应力最测、二次对砌内应力量测、钢支撑 工安全的前提下，使隧道投资更加合理。 其量测方法简单 、量测密度大、量删信息直观可 内力量测等。 总 结 ３ 量测仪 器 的选择 ． 靠 ，并贯穿在整个施工过程 中，它对监视围岩稳 根据监测数据和隧道 自身的工程监测规定， 在隧道监控量测 中，能 否取得准确、可靠的 对 边允许相对位移值 、周边位移速率 、拱顶沉 定 ，及指导 发计施工有 很大的作用 。其内容包 括：地表沉降观测、拱 顶下沉量测 、周边收敛量 数据，关键是对仪器的选择 。隧道属地 下工程 ， 降速 率等指标进行 判断 ，若监测指标 超过规定 仪器性能必须具备准确性、耐水性、耐久性和稳 值 ，则应及时反馈报警。绘制的曲线若出现反弯 测和地质围岩 、支护描述。在量测断面时，测点 ． 的布 置应根据隧道的地质情况 、 施工的具体方法 定性 ，并 目满足隧道工稃结构受力和围岩变形等 曲、突变、断点等现象 ，则应认真分析 出现的原 特点。因此综合考虑本工程的特点 ， 结合以往隧 因并采取相应应对措施 ，确保 工程的安全。在对 求确定，以确保测量结果准确无误 。 １ ） 地质和支护状况观察。隧道掌子面每次初 道工程监控量测 经验 ，必测项 目采用常规的机械 数据采集、擎理 分析上，通过隧道监控量测技 ｊ 这样可以保证量测数据的准确性和 可 术，可以达到以下 目的： 喷后 ，都可以通过肉眼使用地质罗盘及 尺等测 仪器量测 ， 量工具来进行埘岩性的观察 ，并描述掌子面结构 靠性 ；选测项 目则选用钢弦式传感器，此类传感 （） １确保 各隧道在施 工过程 中能安全顺利贯 面产状和记录 围岩地质情况 ：岩性 、岩层产状 、 器稳 定性好 ，量测所得数据 呵靠 ，并且传感器埋 通，预测掌了面前方围 岩变化； 裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。开挖 设和 量测 都比较 方便 。 【） ２通过监控量测指导设计，调整施工方法 ， ＝、 监控量测的成果与分析 后及初期支护后还应进行断面的布置 ，量测的间 修改支护参数，使 ｆ ： 程投资经济合理； 由于现场景测条件、量删手段及人为因素等 （） ３为隧 道工程建设管理积 累经验 、收集资 隔时间为每次爆破后 。 判断围岩类别是否与设 计相符时，可测量地 水流量，必要时应拍照做 原因，现场量测所得的数据不可避免会有误差， 料，总结出实用的｝术成果。 支 ｝ ｊ 凶此，监控量测技术在高速 公路隧道的建设 资料 ，观察支护的效果 ，并对其数据进行整理与 为了消除这种量测 【不可避免的必然误差和偶然 分析 ，找出其内在的规律 ，对围岩稳定性和支护 误差对量测数据分析的影响 ，要对现场量测所得 中有重要意义。 效果进行评价 ，然后采用位移反分析法，反求围 的数据进行回归分析 ，以预测数据的变化趋势， 岩初始应力场及围岩综合物理学参数 ，并 与实际 评价所测数据的可靠性和实用性。从工程地质条 参 考文献 ： 件来看，隧道 围岩（ 有第四季风化堆积物 ，全 （ 李卫星． 土） 结果对比、验证。 １ 】 监控量测技术在高速公路隧道中的应 Ｊ 交通世界 ，２０ （９ １ ０９ １） ２剧边位移 、拱顶下沉。拱顶 沉量测足指 风化 、强风化 、弱风化及微风化新鲜岩石 ，不同 用［． ） ２ ］ 监控测量技术在浦南高速公路隧道施 ｝ 』 在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各２ ｍ处，设 的工程地质条件 洞窒的安全稳定差异很大，｛ ［杨银伟． ３ 工中的应用【． Ｊ铁道建筑技术 ， ０７ （６ 】 ２０ ０） 土） ３ 个带挂钩的锚桩，钡桩下埋深度３ｃ 钻孔直径 是 ，从隧道悯 稳定的帆理看，主要靠围岩（ 的 ４ ０ｍ， ［ 王 国梁． ３ 】 高速公路隧道施工监控测量【 ． Ｊ 山西 ］ ４ ｒｍ，用快凝水泥或早强锚固剂将其固定 ，然后 自身稳定与支护作用来共同承担。由于隧道工程 建筑，２０ ３ ） ２ ａ ０ ９（５ ・ 用精密水准仪、塔尺 、钢卷尺 、水平仪及水平尺 的这种特殊性 、复杂性 和隧道围岩的不确定性 ， 【 周开展． ４ ］ 高速公路隧道监控量测及应用ｆ． Ｊ湖 １ 量测，量测的间隔时间为１ ５ ，ｌ 次／ｄ ～１ｄ ～２ 。 对隧道围岩及 支护结构进行监控量测是保证隧道 南交通科技 ， ０８（４ ２０ ３ ）
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隧道工程监控量测技术应用
摘要：随着我国交通建设的发展，公路隧道方案在山区和丘陵地区高等级公路建设中日益引起重视，不同长度、不同类型的山岭隧道大量涌现。
因此，及时总结和研究山岭隧道监控技术，深入探讨隧道施工中各种不良现象产生的原因，掌握已有隧道施工的成功经验和失败教训，才能为新建工程提供重要的参考资料和决策依据，对经济地、高质量地建设公路隧道十分必要。
关键词：隧道工程,监控量测,超前地质预报，信息处理
中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：
前言
现场监控量测是监视围岩稳定，检验设计与施工是否合理及安全的重要手段，把量测信息及时反馈到设计和施工中去，对初期支护，二次衬砌的施工方法做出修正，可以达到安全、快速的施工目的。
监控量测也是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。
1监控量测目的
现场监控量测是新奥法复合式衬砌设计、施工的核心技术之一，其信息反馈资料是指导施工、动态设计的基础。
根据新奥法的基本原理和设计要求，在隧道实施监控量测，其主要目的为：
1、为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。
2、掌握围岩力学形态的变化和规律，对围岩稳定性作出实际评价。
3、确定支护结构形式，参数和支护时间，掌握支护结构的工作状态。
4、作出工程预报，确定施工对策和开挖台阶长度。
5、为理论解析、数据分析和工程类比提供计算数据和对比指标。
6、监视险情，确保施工安全。
7、为隧道工程施工积累资料和经验。
根据设计要求及规范，通常量测的项目为：地质及支护状况观察、围岩周边位移量测、拱顶下沉量测和地表下沉量测共四个项目。
2 量测方法
2.1地质及支护状况观察
隧道各个工作面，重点在ⅳ、ⅲ类围岩地段，每次爆破开挖、喷混凝土初期支护后，通过铁锤锤击检查、肉眼观察、地质罗盘量测，对岩性、结构面产状、支护和岩层裂隙、溶洞、风化程度、岩层厚度和颜色、地下水等进行记录和描述，判断围岩的稳定性，核对围岩级别、岩质、断层破碎带、褶皱等，对重要或特殊部位进行拍照存档，测量地下水流量及其腐蚀性，同时通过断面测量做实际断面与设计断面对比图。
2.2围岩周边位移量测
隧道爆破开挖后，尽可能早的在隧道的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩；
(1）测桩要求在开挖爆破后24h内与在下一循环爆破前完成全部埋设，并读取初读数。
（2）测桩应尽可能布置在同一断面，ⅱ类围岩每10m-15m一个,ⅲ类围岩每15m-25m一个，测量点应尽可能选择具有代表性的地方,以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。
（3）测桩埋设深度30 cm左右，钻孔直径同锚杆，采用早强锚固剂固定，测桩表面用保护罩防护。
（4）净空水平收敛两测点应在同一水平线上，采用swj-tv型收敛计量测收敛变形。
2.3拱顶下沉量测
拱顶下沉量测点布置在隧道的拱顶中轴线处，测点表面设一个挂钩，与周边位移量测同一个断面。
作为围岩周边位移量测的补充，采用高精度的水准仪和钢尺量测拱顶的绝对下沉量。
2.4地表下沉量测
在隧道出入口各设5个量测断面，间距10m，在选定的量测区域内，设测量方便、牢固的基准点，在深40 cm 的土坑内打入60cm 长的φ22钢筋，外露3cm-4 cm并用混凝土填实，按顺序编号并在附近打上大木桩便于寻找。
测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧5个点，测点间距2m-5m，中间间距小，两边间距大。
用精密水准仪测量。
隧道开挖到距测点前后各10m-20m范围内进行量测，直到沉降稳定以后停止测量。
2.5数据采集频率
根据施工开挖监控量测设计图的要求，同时为了满足数据分析的需要，测量读数的频率不得小于规范的要求。
3量测数据的整理与分析
监控量测小组对隧道相应断面的测点进行净空水平收敛量测及拱顶下沉的同步量测，根据现场量测记录和采集数据，对数据进行整理和回归分析，并进行非线性回归计算，可以得到相应围岩的收敛速度及变形加速度等。
为进一步判断量测部位的围岩自稳性质、初期支护的支护效果，对工作面前方未开挖部分的地质情况作出了预报，便于施工中采取事先有效的预防措施，提高工程的进度和工效。
3.1绘制4种曲线
数据采集后，及时进行分析处理，在量测的当天根据现场量测数据和实际情况绘制以下曲线：
（1）净空水平收敛时态曲线。
（2）拱顶下沉时态曲线。
（3）净空水平收敛与距开挖工作面距离的关系图。
（4）拱顶下沉与距开挖工作面距离的关系图等。
3.2.回归分析
在实际量测中，由于量测人员、条件等因素的限制，必然产生偶然误差，量测散点在图中呈上下波动。
由于监控量测数据一般不具有线性关系，而是曲线关系，需进行一元非线性回归分析，其步骤如下：
①确定回归方程：根据散点图中的散点拟合曲线的分布特征、变化特性、收敛性等，从理论和以往经验选择能代表两变量之间内
在关系的函数类型。
②确定参数a和b：利用最小二乘法估计参数a和b时，有离差平方和，为了使s取最小值，将上式分别对a及b求偏导数，，采用指数函数对实测关系曲线进行回归计算，从而求得最终位移值③围岩稳定的判断
观测断面水平收敛:=＜0；围岩趋于稳定状态，否则，不稳定。
④二次支护时机控制:对观测断面各测线回归方程进行分析,由=＜0.2mm/d,通过数据分析及计算二次支护的时间。
⑤拱顶沉降及地表沉降量测数据分析同水平收敛。
4结语
通过对隧道的监控量测数据分析，可以得到以下主要结论：
1、当隧道水平位移收敛速度为0.1mm/d-0.2mm/d,拱顶下沉位移速度为0.1mm/d时，可以认为围岩已基本稳定。
对于ⅳ、ⅲ围岩,二次衬砌按承受部分围岩压力设计,应根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间,施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载,施作过迟则可能使初期支护破坏。
2、部分围岩特性好的区域，在隧道上台阶开挖后、未施加初期支护的情况下，其水平变形和拱顶变形量比较小。
说明上台阶开挖施作的初期支护发挥的作用有限，因此部分地段短台阶法开挖可调整为长台阶开挖，以加快施工进度。
3、在监测过程中,若发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时,对结构应采取如下补强措施：
(1)增加喷混凝土厚度,或加长加密锚杆,或加挂更密更粗的钢筋网；
(2)提前施作二次衬砌,要求通过反分析较核二次衬砌强度；
(3)提前施作仰拱。
4、若发现净空位移收敛速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断。
参考文献：
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