[摘要]本文通過(guò)對(duì)隧道監(jiān)控量測(cè)的方法及成果斤進(jìn)行分析，以及監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理及分析，進(jìn)一步研究隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，為判斷圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)、襯砌可靠性、二次襯砌合理施作時(shí)間以及修改施工方法、調(diào)整圍巖級(jí)別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)。
[關(guān)鍵字]隧道 監(jiān)控 量測(cè)技術(shù) 研究
[中圖分類(lèi)號(hào)] U45 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-5-192-2
1 監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容
1.1隧道監(jiān)控量測(cè)的編制依據(jù)
中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJD70-2004）；中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60—2009）；中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064-98）；中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2003）；中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004—89）；中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086—2001）；中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）；中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）。
1.2監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目
（1）觀察地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)，包括掌握隧道實(shí)際圍巖狀態(tài)、分析隧道掌子面的穩(wěn)定狀態(tài)、預(yù)測(cè)前方隧道圍巖情況、評(píng)價(jià)初期支護(hù)的穩(wěn)定性。（2）量測(cè)周邊收斂與拱頂下沉情況，包括為隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析提供依據(jù)、為二次襯砌澆筑選擇最佳時(shí)機(jī)；為隧道施工工藝、支護(hù)襯砌參數(shù)優(yōu)化提供參考。（3）量測(cè)地表下沉情況，包括判斷隧道開(kāi)挖對(duì)洞口邊仰坡、淺埋地面是否產(chǎn)生顯著影響，分析該影響的范圍、程度及其與隧道施工的時(shí)空關(guān)系。
2 隧道監(jiān)控量測(cè)的方法及成果分析
2.1地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察
2.1.1量測(cè)方法。掌子面地質(zhì)觀察采用目測(cè)配合數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，及時(shí)繪制掌子面地質(zhì)素描，記錄圍巖的巖性、產(chǎn)狀、節(jié)理等詳細(xì)特征，斷層、破碎帶等不良地質(zhì)特征，同時(shí)記錄地下水的水量、分布、壓力、類(lèi)型等特征，填寫(xiě)掌子面地質(zhì)觀察記錄；初期支護(hù)狀態(tài)采用目測(cè)觀察為主，對(duì)初期支護(hù)噴砼、鋼支撐、錨桿出現(xiàn)的外鼓、裂縫、剝落、扭曲等異�，F(xiàn)象，用數(shù)碼相機(jī)、塞尺、卷尺等進(jìn)行跟蹤觀測(cè)并做好原始記錄。
2.1.2成果分析與信息反饋
�。�1）通過(guò)掌子面地質(zhì)觀察，分析圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，評(píng)估出現(xiàn)局部掉塊、塌方、涌水等災(zāi)害的可能性，出現(xiàn)異常情況，第一時(shí)間通報(bào)施工單位，及時(shí)指導(dǎo)施工，并將異常情況、相關(guān)建議匯報(bào)業(yè)主和監(jiān)理等相關(guān)部門(mén)；（2）對(duì)初期支護(hù)出現(xiàn)的異常情況，分析出現(xiàn)異常情況的原因，根據(jù)具體原因、問(wèn)題的嚴(yán)重性向業(yè)主、監(jiān)理和承包商匯報(bào)，并提出處理建議；（3）針對(duì)初期支護(hù)異常情況，開(kāi)展跟蹤監(jiān)測(cè)，繪制空間分布圖和時(shí)間發(fā)展曲線，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)預(yù)警。
2.2隧道周邊收斂監(jiān)測(cè)
2.2.1量測(cè)方法。采用數(shù)顯收斂計(jì)進(jìn)行洞內(nèi)收斂量測(cè)；對(duì)于大變形、塌方等危險(xiǎn)區(qū)域，必要時(shí)采用隧道位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
2.2.2成果分析與反饋。（1）每次觀測(cè)后現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算位移發(fā)展增量，出現(xiàn)異常情況，重新測(cè)量排除操作失誤后立即報(bào)告相關(guān)部門(mén)。（2）每次測(cè)回?cái)?shù)據(jù)交數(shù)據(jù)處理員輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行位移增量、位移發(fā)展速率的計(jì)算，繪制位移—時(shí)間曲線和位移發(fā)展速率—時(shí)間曲線，并應(yīng)用函數(shù)擬合和灰色預(yù)測(cè)等方法進(jìn)行位移發(fā)展短、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。（3）根據(jù)分析結(jié)果，判斷隧道變形管理等級(jí)，出現(xiàn)非正常情況，立即向相關(guān)部門(mén)報(bào)告。（4）當(dāng)隧洞周邊水平收斂速度以及拱頂或底板垂直位移速度明顯下降，隧洞周邊水平收斂速度小于0.2mm/d，拱頂垂直位移速度小于0.1mm/d，隧洞位移相對(duì)值已達(dá)到總相對(duì)位移量的90%以上時(shí)，向有關(guān)部門(mén)報(bào)送二次襯砌施工報(bào)告。
2.3拱頂下沉監(jiān)測(cè)
2.3.1量測(cè)方法。在進(jìn)行拱頂下沉量量測(cè)時(shí)，對(duì)隧道拱頂?shù)膶?shí)際位移值進(jìn)行量測(cè)，是相對(duì)于不動(dòng)點(diǎn)的絕對(duì)位移，其必須與設(shè)計(jì)拱頂標(biāo)高進(jìn)行比較。
2.3.2成果分析和信息反饋。（1）每次觀測(cè)后現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算位移發(fā)展增量，出現(xiàn)異常情況，重新測(cè)量排除操作失誤后立即報(bào)告相關(guān)部門(mén)；（2）每次測(cè)回?cái)?shù)據(jù)交數(shù)據(jù)處理員輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行位移增量、位移發(fā)展速率的計(jì)算，繪制位移～時(shí)間曲線和位移發(fā)展速率～時(shí)間曲線，并應(yīng)用函數(shù)擬合和灰色預(yù)測(cè)等方法進(jìn)行位移發(fā)展短、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。
2.4地表下沉監(jiān)測(cè)
2.4.1量測(cè)方法。在隧道淺埋地段和施工過(guò)程中可能產(chǎn)生地表塌陷之處埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，并在預(yù)計(jì)下沉斷面以外4倍洞徑處設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，作為各測(cè)點(diǎn)高程測(cè)量的基準(zhǔn)，從而計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的下沉量在選定的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，設(shè)測(cè)量方便牢固可靠的測(cè)點(diǎn)，在深30cm的土坑內(nèi)打入50cm長(zhǎng)的20鋼筋，外露45cm并用混凝土填實(shí)，按順序編號(hào)并做好標(biāo)識(shí)便于尋找進(jìn)行測(cè)量時(shí)，用精密水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)下沉量。
2.4.2成果分析與反饋。（1）基準(zhǔn)點(diǎn)不要選擇隧道經(jīng)過(guò)的山體上，要保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)固。（2）基準(zhǔn)的高度要選擇好，可以使用水準(zhǔn)儀一鏡可以測(cè)量全部的沉降觀測(cè)點(diǎn)，不要頻繁的轉(zhuǎn)站。（3）測(cè)量順序應(yīng)先讀后視讀數(shù)，然后依次觀測(cè)各沉降點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)讀一次數(shù)，再讀后視讀數(shù)（必要時(shí)應(yīng)動(dòng)一下水平儀的位置），如此往復(fù)3次，成果取平均值。應(yīng)該將高程數(shù)據(jù)引測(cè)到基準(zhǔn)點(diǎn)上，可以對(duì)隧道埋深情況進(jìn)行了解。
3 隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理及分析
3.1隧道量測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法
回歸分析是目前量測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，是對(duì)一系列具有內(nèi)在規(guī)律的量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)處理與計(jì)算找到兩個(gè)變量之間的函數(shù)式關(guān)系，從而獲得能較準(zhǔn)確反映實(shí)際情況的U-t曲線圖，然后可以預(yù)測(cè)圍巖的最終位移值和各階段的位移速率[3～4]。
3.2量測(cè)數(shù)據(jù)處理工程實(shí)例
3.2.1量測(cè)基本情況
3.2.2監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)與分析
（1）周邊收斂數(shù)據(jù)及分析
隧道周邊收斂的數(shù)據(jù)采集采用數(shù)顯收斂計(jì)進(jìn)行洞內(nèi)收斂量測(cè)，由于本文篇幅有限，僅以K26+140斷面量測(cè)的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，見(jiàn)表2。
�。�2）拱頂下沉數(shù)據(jù)及分析
對(duì)于拱頂下沉量測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼卷尺進(jìn)行測(cè)量，精度為0.1mm；對(duì)于大變形、塌方等危險(xiǎn)區(qū)域，必要時(shí)采用隧道位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。根據(jù)表3數(shù)據(jù)可知，K26+140斷面的平均下沉速率均小于0.30mm/d，且該測(cè)試項(xiàng)目位移速率明顯收斂，根據(jù)規(guī)范要求，可得出該各斷面拱頂已處于穩(wěn)定狀態(tài)。通過(guò)圖1分析可知，隨著時(shí)間的增大，斷面拱頂下沉值逐漸趨于穩(wěn)定，實(shí)測(cè)K26+140斷面拱頂累計(jì)下沉量終值為9mm。
3.3結(jié)論
�。�1）通過(guò)本階段對(duì)洞內(nèi)收斂及拱頂下沉監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，收斂值及沉降值比較穩(wěn)定，未出現(xiàn)數(shù)值突然增大的現(xiàn)象。（2）本階段對(duì)觀音山隧道掌子面地質(zhì)情況、初期支護(hù)、地表邊坡進(jìn)行了觀察，未出現(xiàn)開(kāi)裂及塌方情況。
4 結(jié)論
實(shí)踐證明通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，可以對(duì)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)做出判斷，可為判斷圍巖穩(wěn)定性、支護(hù)、襯砌可靠性、二次襯砌合理施作時(shí)間以及修改施工方法、調(diào)整圍巖級(jí)別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)。
