论文部分内容阅读
中图分类号：TU48.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0198-02
1、前言
随着我国隧道工程施工的发展和信息化施工的运用，围岩监控量测已成为大断面浅埋隧道施工的重要环节之一。
1.1 通过监测了解围岩在施工中的变化，明确工程施工对围岩的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。
1.2 通过监测了解支护结构的变形状态，并对其安全稳定性进行评价。
1.3 通过监测，收集数据，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。
2、重點监测项目及监测方法
2.1 隧道监测内容
（1）周边位移量测
在确定监测的隧道断面开挖或初喷后24小时内，在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩，并进行初始读数。监测仪器采用隧道收敛计。监测方法采用精度较高的水平基线监测方法，并进行温度修正。
（2）拱顶下沉量测
在确定监测的断面隧道开挖或初喷后24小时内，在隧道拱顶部位埋设1个带挂钩的测桩，并进行初始读数。监测仪器采用水准仪或高精度全站仪。监测方法采用水准抄平方法，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30m，监测误差控制在1.0mm以内。
（3）洞口地表下沉量测
根据每个隧道施工现状，隧道进出口浅埋段洞口至少布置1个地表下沉量测断面，每个断面各布置9～11点布置。基准点距隧道边缘距离不小于1倍隧底埋深，实际埋设根据隧道地表情况进行。视线长度满足建筑变形二级水准观测的要求，即视线长度不大于50m。
2.2 监测数据采集、整理与分析
（1）监测数据的采集
断面测点布置好后即可通过各种监控量测仪表进行数据采集工作。现场数据采集工作应有两名专职人员负责，测取的读数记录在预先设计好的原始记录表中，每个数据至少测读两次，同时记录下当时的施工情况、监控量测断面距掌子面的距离，及本次监控量测的具体日期和时间，最后原始记录表中要有两名测试人员的签名。每次采集回的数据，要立即输入计算机进行初步分析处理。
（2）实测资料的整理
①详细的观测记录、观测时的环境、开挖情况是资料整理的基础，应与成果报告同时提供。
②每次观测后24小时内分析观测成果，异常的观测数据应随测随报。
③对各物理量值按各类仪器的工作特征，埋设情况进行修正。
④绘制各量值与时间、空间的关系曲线。
（3）实测资料分析、处理
实测资料经过分析后，确定各物理量的绝对值、变化速度、变化加速度等三个指标，作为判断稳定的标准值。
每天应分析观测成果，异常的观测数据应在测试完成后24小时内提交，每月作一次资料分析，并提交监控量测月报。
监控量测报告应包括工程情况说明，巡检和仪器监控量测情况说明，监控量测资料分析结果，观测对象工作状态及改进意见等。待工程竣工后应提交一份完整的施工期间的监测报告。
（4）信息反馈与预测预报
在监控量测数据的基础上，通过数字手段和力学分析，项目施工过程，建立信息反馈预测的数学模型，并结合监控量测和施工过程，对隧道变形以及支护结构内力进行预测，并指导施工。
（5）报警指示
①基准值：基准值为控制限值，不得超过。本项目采用变形速率指标辅以最大变形量作为监测管理基准值。实施时，主要采用精度较好的水平收敛量为主，精度稍差的拱顶下沉量做参考。
②管理等级：取管理值Ms=最大监控量/基准值，根据Ms所处范围划分管理等级实施相应对策。本隧道按三级管理考虑对策，见表2.1。
3、成渝铁路客运专线龙泉山隧道施工监控量测实例
3.1 龙泉山隧道工程概况
龙泉山隧道位于成渝铁路客运专线DK22+485～DK29+813，隧道全长7328米，其中隧道进口 DK22+485～DK22+860位于龙泉山断裂带，隧道埋深4～15米，岩体破碎，围岩强度低，稳定性极差，施工期间需要进行实时的围岩监控量测。下面以龙泉山隧道进口正洞浅埋段2012年10月份的施工监测为例。
3.2 地质素描及支护观察
龙泉山隧道进口在本阶段所调查的范围内DK22+705～DK22+755，共描述记录了3个断面，地质及支护观测记录断面间距平均为17m；综合分析本阶段内的3个地质素描断面的资料DK22+705～DK22+755范围内的掌子面以粉质黏土、砂岩为主，岩体破碎，泥岩质软、遇水软化，整体性差，节理裂隙极发育、属Ⅴ级围岩，开挖后掌子面自稳困难需要及时支护。与地质勘探结果基本一致。
3.3 收敛及拱顶下沉
本文仅列DK22+685断面的统计及时态曲线图见表3.1。
监测断面时态曲线图（如图5.97、5.98）：
监测数据分析：本阶段掌子面围岩为强风化灰褐色积层砂岩，岩体极破碎，遇水软化，拱顶易坍落，侧壁易变形。围岩的自稳能力差及地基承载力低，无法为支护结构提供足够的支撑反力。根据本阶段监测最大收敛变形在DK22+695断面上台阶水平基线，收敛速率最大为2.96mm/d，累计为26.41mm；拱顶下沉累计最大变形在DK22+695断面，为-415.0mm，速率为-18mm/d，在下台阶开挖施工完成后速率很快就降为正常。从整个变形分析结果为：隧道分台阶法开挖，上一台阶水平收敛变形受开挖下一台阶或者受开挖边墙的影响变形在8.0～15.0mm范围内，同样拱顶下沉受每一部开挖的影响为-9.0～-20.0mm范围内，开挖支护完成仰拱施作后初期支护结构变形很快进行收敛，变形趋势减缓，并逐渐稳定。
4、结语
通过2010年11月龙泉山隧道开工以来对隧道信息化施工监控量测工作的开展情况来看，在隧道施工期间实施监测，提供及时、可靠的信息用以评定隧道工程在施工期间的安全性，并对可能发生危及安全的隐患或事故及时、准确地预报，以便及时采取有效措施，避免事故发生的同时指导设计和施工，实现“动态设计、信息化施工”的根本目的。因此，在本隧道进行施工监控量测工作是十分必要的。
1、前言
随着我国隧道工程施工的发展和信息化施工的运用，围岩监控量测已成为大断面浅埋隧道施工的重要环节之一。
1.1 通过监测了解围岩在施工中的变化，明确工程施工对围岩的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。
1.2 通过监测了解支护结构的变形状态，并对其安全稳定性进行评价。
1.3 通过监测，收集数据，为以后的工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。
2、重點监测项目及监测方法
2.1 隧道监测内容
（1）周边位移量测
在确定监测的隧道断面开挖或初喷后24小时内，在隧道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩，并进行初始读数。监测仪器采用隧道收敛计。监测方法采用精度较高的水平基线监测方法，并进行温度修正。
（2）拱顶下沉量测
在确定监测的断面隧道开挖或初喷后24小时内，在隧道拱顶部位埋设1个带挂钩的测桩，并进行初始读数。监测仪器采用水准仪或高精度全站仪。监测方法采用水准抄平方法，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30m，监测误差控制在1.0mm以内。
（3）洞口地表下沉量测
根据每个隧道施工现状，隧道进出口浅埋段洞口至少布置1个地表下沉量测断面，每个断面各布置9～11点布置。基准点距隧道边缘距离不小于1倍隧底埋深，实际埋设根据隧道地表情况进行。视线长度满足建筑变形二级水准观测的要求，即视线长度不大于50m。
2.2 监测数据采集、整理与分析
（1）监测数据的采集
断面测点布置好后即可通过各种监控量测仪表进行数据采集工作。现场数据采集工作应有两名专职人员负责，测取的读数记录在预先设计好的原始记录表中，每个数据至少测读两次，同时记录下当时的施工情况、监控量测断面距掌子面的距离，及本次监控量测的具体日期和时间，最后原始记录表中要有两名测试人员的签名。每次采集回的数据，要立即输入计算机进行初步分析处理。
（2）实测资料的整理
①详细的观测记录、观测时的环境、开挖情况是资料整理的基础，应与成果报告同时提供。
②每次观测后24小时内分析观测成果，异常的观测数据应随测随报。
③对各物理量值按各类仪器的工作特征，埋设情况进行修正。
④绘制各量值与时间、空间的关系曲线。
（3）实测资料分析、处理
实测资料经过分析后，确定各物理量的绝对值、变化速度、变化加速度等三个指标，作为判断稳定的标准值。
每天应分析观测成果，异常的观测数据应在测试完成后24小时内提交，每月作一次资料分析，并提交监控量测月报。
监控量测报告应包括工程情况说明，巡检和仪器监控量测情况说明，监控量测资料分析结果，观测对象工作状态及改进意见等。待工程竣工后应提交一份完整的施工期间的监测报告。
（4）信息反馈与预测预报
在监控量测数据的基础上，通过数字手段和力学分析，项目施工过程，建立信息反馈预测的数学模型，并结合监控量测和施工过程，对隧道变形以及支护结构内力进行预测，并指导施工。
（5）报警指示
①基准值：基准值为控制限值，不得超过。本项目采用变形速率指标辅以最大变形量作为监测管理基准值。实施时，主要采用精度较好的水平收敛量为主，精度稍差的拱顶下沉量做参考。
②管理等级：取管理值Ms=最大监控量/基准值，根据Ms所处范围划分管理等级实施相应对策。本隧道按三级管理考虑对策，见表2.1。
3、成渝铁路客运专线龙泉山隧道施工监控量测实例
3.1 龙泉山隧道工程概况
龙泉山隧道位于成渝铁路客运专线DK22+485～DK29+813，隧道全长7328米，其中隧道进口 DK22+485～DK22+860位于龙泉山断裂带，隧道埋深4～15米，岩体破碎，围岩强度低，稳定性极差，施工期间需要进行实时的围岩监控量测。下面以龙泉山隧道进口正洞浅埋段2012年10月份的施工监测为例。
3.2 地质素描及支护观察
龙泉山隧道进口在本阶段所调查的范围内DK22+705～DK22+755，共描述记录了3个断面，地质及支护观测记录断面间距平均为17m；综合分析本阶段内的3个地质素描断面的资料DK22+705～DK22+755范围内的掌子面以粉质黏土、砂岩为主，岩体破碎，泥岩质软、遇水软化，整体性差，节理裂隙极发育、属Ⅴ级围岩，开挖后掌子面自稳困难需要及时支护。与地质勘探结果基本一致。
3.3 收敛及拱顶下沉
本文仅列DK22+685断面的统计及时态曲线图见表3.1。
监测断面时态曲线图（如图5.97、5.98）：
监测数据分析：本阶段掌子面围岩为强风化灰褐色积层砂岩，岩体极破碎，遇水软化，拱顶易坍落，侧壁易变形。围岩的自稳能力差及地基承载力低，无法为支护结构提供足够的支撑反力。根据本阶段监测最大收敛变形在DK22+695断面上台阶水平基线，收敛速率最大为2.96mm/d，累计为26.41mm；拱顶下沉累计最大变形在DK22+695断面，为-415.0mm，速率为-18mm/d，在下台阶开挖施工完成后速率很快就降为正常。从整个变形分析结果为：隧道分台阶法开挖，上一台阶水平收敛变形受开挖下一台阶或者受开挖边墙的影响变形在8.0～15.0mm范围内，同样拱顶下沉受每一部开挖的影响为-9.0～-20.0mm范围内，开挖支护完成仰拱施作后初期支护结构变形很快进行收敛，变形趋势减缓，并逐渐稳定。
4、结语
通过2010年11月龙泉山隧道开工以来对隧道信息化施工监控量测工作的开展情况来看，在隧道施工期间实施监测，提供及时、可靠的信息用以评定隧道工程在施工期间的安全性，并对可能发生危及安全的隐患或事故及时、准确地预报，以便及时采取有效措施，避免事故发生的同时指导设计和施工，实现“动态设计、信息化施工”的根本目的。因此，在本隧道进行施工监控量测工作是十分必要的。