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摘要：隨著城市化腳步的加快，城市交通建設(shè)的發(fā)展在不斷地隨之加快腳步，那么作為城市道路系統(tǒng)的重要部分——隧道的發(fā)展是現(xiàn)如今城市交通建設(shè)的重中之重。而隧道的建設(shè)離不開(kāi)監(jiān)控量測(cè)的技術(shù)。施工監(jiān)控量測(cè)及信息反饋技術(shù)是“新奧法”修建隧道與地下工程的重要工序之一，是施工決策與管理的信息源，是現(xiàn)代隧道施工的重要組成部分，是監(jiān)控圍巖與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要手段，它對(duì)于隧道及地下工程的安全施工是極其重要并且是不可或缺的。

關(guān)鍵詞：隧道；監(jiān)控量測(cè)；探討

中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0引言

城市化腳步的加快，讓城市中隧道的發(fā)展加快了建設(shè)的腳步。其中隧道的安全性是否到位，將直接影響著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，以及社會(huì)影響，所以在復(fù)雜多變的地層中實(shí)施某一工法，或者在同一地層中實(shí)施不同施工措施時(shí)，都將面臨對(duì)實(shí)施效果的正確評(píng)價(jià)，經(jīng)驗(yàn)固然是類比和參照的有效手段，但無(wú)法在定量控制工序環(huán)節(jié)時(shí)提供及時(shí)有效的經(jīng)濟(jì)方案，尤其是風(fēng)險(xiǎn)較大的工程。

一、隧道施工監(jiān)控量測(cè)基本要求

上面也提到過(guò)，隧道施工監(jiān)控量測(cè)及信息反饋技術(shù)是“新奧法”修建隧道與地下工程的重要工序之一。新奧法中量測(cè)工作是監(jiān)視設(shè)計(jì)、施工是否合理、正確的明亮雙眸，同時(shí)也是監(jiān)視圍巖是否安全穩(wěn)定的最佳手段，始終伴隨著施工的全過(guò)程。所以有如下幾點(diǎn)要求:①能快速埋設(shè)測(cè)點(diǎn);②每一次量測(cè)數(shù)據(jù)所需時(shí)間應(yīng)盡可能短;③測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)確可靠;④測(cè)試元件應(yīng)具有良好的防震、防沖擊波能力;⑤測(cè)試數(shù)據(jù)直觀，不必復(fù)雜計(jì)算即可直接應(yīng)用;⑥測(cè)試元件埋設(shè)能長(zhǎng)期有效工作;⑦測(cè)試元件應(yīng)有足夠的精度。

二、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以及實(shí)施的措施

監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目主要就是依據(jù)隧道工程在施工前期的環(huán)境條件、地質(zhì)條件、施工方法以及支護(hù)類型等綜合考慮確定。

2.1洞內(nèi)外觀察

首先就是實(shí)施監(jiān)測(cè)目的：在地下工程中，開(kāi)挖前的地質(zhì)勘探工作很難提供非常準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。所以，在施工過(guò)程中對(duì)前進(jìn)的開(kāi)挖面附近圍巖的巖石性質(zhì)、狀態(tài)以及洞外地表是否開(kāi)裂等現(xiàn)象進(jìn)行目測(cè)、對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行目測(cè)，在新奧法量測(cè)項(xiàng)目中占有很重要的地位。

其次就是實(shí)施的措施：其中開(kāi)挖后沒(méi)有支護(hù)的圍巖的目測(cè)內(nèi)容包括：①巖質(zhì)種類和分布狀態(tài)，節(jié)理裂隙發(fā)育程度和方向性，節(jié)理裂隙的填充物的性質(zhì)和狀態(tài)等；②開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定狀態(tài)，頂板有無(wú)剝落現(xiàn)象；③是否有涌水，涌水量大小，涌水位置等；開(kāi)挖后已支護(hù)段的內(nèi)容包括：④有無(wú)錨桿被拉斷或墊板陷入圍巖內(nèi)部的現(xiàn)象；⑤噴砼是否產(chǎn)生裂隙或剝離，要特別注意噴砼是否產(chǎn)生剪切破壞；⑥鋼拱架有無(wú)被壓屈現(xiàn)象；⑦是否有底鼓現(xiàn)象。

2.2地表沉降

首先就是實(shí)施監(jiān)測(cè)目的：地下工程開(kāi)挖后，地層中的應(yīng)力擾動(dòng)區(qū)延伸至地表，圍巖力學(xué)形態(tài)的變化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖變形的全過(guò)程。

其次就是監(jiān)測(cè)儀器：ＤＳＺ２水準(zhǔn)儀＋測(cè)微器、塔尺。

最后就是實(shí)施的措施：①基點(diǎn)埋設(shè)：基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在沉降影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)；且盡量埋設(shè)在視野開(kāi)闊的地方，以利于觀測(cè);②沉降點(diǎn)的埋設(shè)：在進(jìn)行沉降測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)時(shí)，先在地表鉆孔，然后放入沉降測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)采用２２ｍｍ，長(zhǎng)２００～３００ｍｍ半圓頭鋼筋制成。測(cè)點(diǎn)四周用水泥砂漿填實(shí)。待測(cè)點(diǎn)完全穩(wěn)定后，即可開(kāi)始測(cè)量。與基點(diǎn)聯(lián)測(cè)應(yīng)不少于３次，求得平均值，確定沉降點(diǎn)的初始高程;③沉降值計(jì)算：量測(cè)時(shí)通過(guò)測(cè)得各測(cè)點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)（基點(diǎn)）的高程差ΔＨ，可得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高程Δｈｔ，然后與上次測(cè)得高程進(jìn)行比較，差值Δｈ即為該測(cè)點(diǎn)的沉降值。即：ΔＨｔ（１，２）＝ Δｈｔ（２）－Δｈｔ（１）;④數(shù)據(jù)分析與處理：將每次測(cè)到的地表沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理和收集，并根據(jù)施工的具體情況，分階段繪出沉降曲線，對(duì)由曲線所形成的地表沉降槽進(jìn)行分析處理。

2.3拱頂下沉

首先就是實(shí)施監(jiān)測(cè)目的：拱頂下沉量測(cè)值是反映隧道安全和穩(wěn)定的重要數(shù)據(jù)，是圍巖和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，易于實(shí)現(xiàn)量測(cè)信息的反饋。

其次就是監(jiān)測(cè)儀器：隧道采用ＤＳＺ２水準(zhǔn)儀＋測(cè)微器，附加鋼掛尺進(jìn)行量測(cè)。

最后就是實(shí)施的措施：①測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：測(cè)點(diǎn)直接焊接在隧道初支鋼支撐上，即可進(jìn)行量測(cè)，施工過(guò)程中要注意保護(hù)測(cè)點(diǎn)，盡使量測(cè)數(shù)據(jù)不中斷；②沉降值計(jì)算：對(duì)同一測(cè)點(diǎn)而言：ΔＵｉ＝Ｕｉ－Ｕｉ－1式中：Ｕｉ———第ｉ次高差；Ｕｉ－1———第ｉ－１次測(cè)得與基點(diǎn)高差；ΔＵｉ———第ｉ次測(cè)得沉降值；③數(shù)據(jù)分析與處理：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的填寫(xiě)、處理與地表下沉相同。如果拱頂下沉超限，可采取以下方法控制拱頂?shù)南鲁粒焊牧脊绊攷r體的穩(wěn)定性；改善開(kāi)挖方法以減小開(kāi)挖對(duì)拱的擾動(dòng)；加強(qiáng)支護(hù)等來(lái)進(jìn)行綜合處理。

2.4圍巖壓力

首先就是監(jiān)測(cè)目的：了解作用于噴砼層與圍巖之間的徑向壓力。

其次就是監(jiān)測(cè)儀器：壓力盒、電阻應(yīng)變儀。

最后就是實(shí)施的措施：①測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：把測(cè)點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的隧道斷面的關(guān)鍵部位上，并對(duì)各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào)。壓力盒埋設(shè)，要使壓力盒的受壓面向著圍巖。先用水泥砂漿將壓力盒處的圍巖抹平，再把壓力盒固定在巖面上，并用噴砼覆蓋，保證圍巖與壓力盒受壓面密貼；②壓力計(jì)算：根據(jù)每次所測(cè)得的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變讀數(shù)，可依據(jù)壓力盒的應(yīng)變—應(yīng)力公式來(lái)直接得出相應(yīng)的應(yīng)力值；③數(shù)據(jù)處理與分析：根據(jù)壓力值繪制壓應(yīng)力—時(shí)間曲線圖，在隧道橫斷面圖上按不同的施工階段，以一定的比例把壓力值點(diǎn)畫(huà)在各壓力盒分布位置，并以連線的形式將各點(diǎn)連接起來(lái)，成為隧道圍巖壓力分布形態(tài)圖。

2.5鋼支撐內(nèi)力

首先就是監(jiān)測(cè)目的：了解施工過(guò)程中初支鋼支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力情況。

其次就是監(jiān)測(cè)儀器：鋼筋應(yīng)變計(jì)、電阻應(yīng)變儀。

最后就是實(shí)施的措施：①測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：根據(jù)需要，將各測(cè)點(diǎn)焊接在初支鋼架上，并對(duì)各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào);②數(shù)據(jù)計(jì)算：根據(jù)每次所測(cè)得的各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變讀數(shù)，可依據(jù)鋼筋計(jì)的應(yīng)變—應(yīng)力公式來(lái)直接得出相應(yīng)的應(yīng)力值;③數(shù)據(jù)分析與處理：根據(jù)鋼支撐應(yīng)力值繪制鋼支撐應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線。

2.6噴混凝土應(yīng)變

首先就是監(jiān)測(cè)目的：了解噴砼層內(nèi)部的應(yīng)變值分布情況。

其次就是監(jiān)測(cè)儀器：混凝土應(yīng)變計(jì)、電阻應(yīng)變儀。

最后就是實(shí)施的措施：①測(cè)點(diǎn)埋設(shè)：把測(cè)點(diǎn)布設(shè)在具有代表性的隧道斷面的關(guān)鍵部位上，并對(duì)各測(cè)點(diǎn)逐一進(jìn)行編號(hào)。混凝土應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)，在鋼支撐上焊長(zhǎng)１５ｃｍ的鋼筋（外露１０ｃｍ），然后將應(yīng)變計(jì)綁扎在鋼筋上，再噴射砼進(jìn)行覆蓋；②壓變計(jì)算：根據(jù)每次所測(cè)得的各測(cè)點(diǎn)讀數(shù)，即可得出噴砼層內(nèi)部的應(yīng)變值；③數(shù)據(jù)處理與分析：根據(jù)應(yīng)變值繪制應(yīng)變—時(shí)間曲線圖，在隧道橫斷面圖上按不同的施工階段，以一定的比例把應(yīng)變值點(diǎn)畫(huà)在各混凝土應(yīng)變計(jì)分布位置，并以連線的形式將各點(diǎn)連接起來(lái)，成為隧道噴混凝土層內(nèi)部應(yīng)變分布形態(tài)圖。

三、監(jiān)測(cè)頻率以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和信息的反饋

3.1量測(cè)頻率

做為施工人員的我們首先應(yīng)該做的就是要盡快安裝各測(cè)點(diǎn)，同時(shí)要較早獲得靠近推進(jìn)工作面的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。地表下沉的量測(cè)在隧道開(kāi)挖前進(jìn)行，量測(cè)超前于隧道開(kāi)挖工作面；拱頂下沉、水平收斂及隧底上鼓量測(cè)在開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行，初始讀數(shù)應(yīng)在爆破開(kāi)挖后１２ｈ內(nèi)，并在下一循環(huán)開(kāi)挖前取得，并要加強(qiáng)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)。量測(cè)頻率主要根據(jù)位移速率和測(cè)點(diǎn)距開(kāi)挖面距離而定。若遇有異常變形情況時(shí)，應(yīng)加密量測(cè)次數(shù)。

3.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及信息反饋

在取得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，要及時(shí)進(jìn)行整理，繪制位移或應(yīng)力的時(shí)態(tài)變化曲線圖，即時(shí)態(tài)散點(diǎn)圖，如圖1所示。

圖1位移時(shí)態(tài)曲線圖

那么，當(dāng)我們?cè)谌〉米銐虻臄?shù)據(jù)后，還應(yīng)根據(jù)散點(diǎn)圖的數(shù)據(jù)分布狀況，選擇合適的函數(shù)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，以預(yù)測(cè)該測(cè)點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大位移值或應(yīng)力值，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)和建筑物的安全狀況。此時(shí)為確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的質(zhì)量，全部數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)管理，及時(shí)上報(bào)監(jiān)測(cè)報(bào)表，每日提供日?qǐng)?bào)表，如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)在２ｈ內(nèi)通知監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位，遇重大、緊急情況同時(shí)報(bào)總指，并按期向有關(guān)單位提交監(jiān)測(cè)月報(bào)，對(duì)當(dāng)月的施工進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出施工建議。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上簡(jiǎn)單敘述，可以得知監(jiān)控量測(cè)工作是一項(xiàng)具體而又復(fù)雜的工作，在我們實(shí)際操作的過(guò)程當(dāng)中尚需不斷積累經(jīng)驗(yàn)和完善相關(guān)理論，并通過(guò)監(jiān)控量測(cè)保證隧道安全，預(yù)防隧道塌方。也就是說(shuō)整個(gè)監(jiān)控量測(cè)均應(yīng)圍繞著安全、經(jīng)濟(jì)、快速這個(gè)中心來(lái)運(yùn)行，其運(yùn)行的狀態(tài)與質(zhì)量直接關(guān)系著工程的安全與質(zhì)量，監(jiān)控量沒(méi)是為確保施工的安全進(jìn)行，并將施工對(duì)周圍環(huán)境的影響降到最小程度，取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn):

［1］ 趙春鋒． 圍巖監(jiān)控量測(cè)在黃土隧道中的重要性［J］． 山西建筑，2011，37( 1) :138-139．

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