談隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了談隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)范文，希望能給你帶來(lái)靈感和參考，敬請(qǐng)閱讀。

摘要：對(duì)隧道工程完工后的變形情況進(jìn)行研究，利用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)對(duì)實(shí)際工程中的周邊位移、拱頂沉降及地表沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。研究表明，隧道所處的圍巖級(jí)別越好，其變形量越小，且隧道的變形量變化更為均勻。

關(guān)鍵詞：公路隧道；監(jiān)控量測(cè)；拱頂沉降；地表沉降；位移

引言

公路工程建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到很多不同的地質(zhì)情況，因而需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)不同形式的穿山隧道。由于地質(zhì)情況的復(fù)雜程度不一，對(duì)隧道的安全較難保證，為此關(guān)寶樹[1]提出關(guān)于隧道動(dòng)態(tài)施工的理論，這一理論的關(guān)鍵是對(duì)隧道進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控量測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到實(shí)時(shí)的隧道圍巖應(yīng)力與應(yīng)變的信息及隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的抵抗力等信息，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分析，判斷圍巖的狀態(tài)，以此確定下一步的施工方案。關(guān)于在隧道施工中的監(jiān)控技術(shù)，研究學(xué)者們進(jìn)行了大量的研究，其中，朱合華[2]通過(guò)相關(guān)研究提出關(guān)于工程施工模擬的正反計(jì)算分析軟件；徐立紅等人[3]通過(guò)激光量距技術(shù)，得到拱頂沉降和隧道周邊變形收斂的監(jiān)測(cè)方法；RLindenbergh[4]利用3D激光掃描儀掃描隧道輪廓，提出一種可以有效獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)變形的點(diǎn)云分割方法；GabrielWalton等人[5]使用固定的三維激光掃描儀獲得隧道剖面數(shù)據(jù)并通過(guò)橢圓擬合來(lái)擬合隧道剖面，以此對(duì)圓形隧道和豎井變形進(jìn)行檢測(cè)。目前的研究對(duì)實(shí)際工程的信息化施工及監(jiān)測(cè)量測(cè)的相關(guān)技術(shù)手段研究還存在不足，為此，本文對(duì)隧道工程完工后的變形情況進(jìn)行研究，利用實(shí)際監(jiān)控量測(cè)技術(shù)對(duì)實(shí)際工程中的周邊位移，拱頂沉降及地表沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1監(jiān)控量測(cè)技術(shù)方案

1.1監(jiān)控量測(cè)的目的

公路隧道開挖后，對(duì)圍巖的位移和應(yīng)力變化會(huì)進(jìn)行重新分布。為保證施工安全，在施工過(guò)程中建立監(jiān)控和量測(cè)體系至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)圍巖的變形和位移變化規(guī)律進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，可以得到位移的變形規(guī)律來(lái)指導(dǎo)施工，還可對(duì)隧道的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行修正，并可作為工程資料，為以后隧道工程施工提供依據(jù)。

1.2監(jiān)控量測(cè)的方案

本文對(duì)隧道周圍位移，隧道拱頂沉降及地表沉降的監(jiān)控量測(cè)方案如表1所示。

2實(shí)際工程案例分析

2.1工程概況

某高速公路工程全長(zhǎng)57km，公路設(shè)計(jì)為6車道，設(shè)計(jì)速度為100km/h。其中，隧道長(zhǎng)3.2km，為分離式隧道，隧道左線的起訖里程為ZK25+705—ZK28+950，隧道右線的起訖里程為ZK25+725—ZK28+910，隧道所處的地形為丘陵地貌，地形起伏變化較大，最大埋深為330m，進(jìn)出口自然坡度為15～30°；該區(qū)地表水系發(fā)育較好，并且在隧道的右側(cè)有水庫(kù)，地表水對(duì)隧道的施工存在一定影響，隧道的地下水位表層為殘坡積粉質(zhì)黏土，在碎石中存在孔隙水，施工時(shí)需注意排水等相關(guān)工作。隧道所處的圍巖級(jí)別多為Ⅱ-Ⅴ級(jí)砂巖與花崗巖，巖體破碎，裂隙發(fā)育較好，圍巖的穩(wěn)定性較差。本隧道中圍巖的占比如表2所示。

2.2監(jiān)測(cè)方案

本工程監(jiān)測(cè)包括隧道周邊位移、隧道拱頂沉降及地表沉降，具體的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示，具體的監(jiān)測(cè)頻率如表3、表4、表5所示。

2.3監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

2.3.1周邊位移變化情況根據(jù)上述的監(jiān)測(cè)方案對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體結(jié)果如表6所示。由表6可知，Ⅱ級(jí)圍巖的平均值最小，說(shuō)明圍巖的級(jí)別越好，隧道周邊的位移變化越小，從方差可以發(fā)現(xiàn)Ⅱ級(jí)的方差最小，說(shuō)明圍巖級(jí)別越好，其變形分布越均勻，隧道的最大位移發(fā)生在Ⅴ級(jí)圍巖處。

2.3.2拱頂沉降變化情況根據(jù)上述方案對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體結(jié)果如表7所示。由表7可知，Ⅱ級(jí)圍巖的平均值最小，說(shuō)明圍巖的級(jí)別越好，隧道拱頂沉降變化越小，從方差可以發(fā)現(xiàn)Ⅱ級(jí)的方差最小，說(shuō)明圍巖級(jí)別越好，其變形的分布就更均勻，隧道的最大沉降發(fā)生在Ⅴ級(jí)圍巖處。

2.3.3地表沉降變化情況根據(jù)上述方案對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體結(jié)果見表8。由表8可知，Ⅱ級(jí)圍巖的平均值最小，說(shuō)明圍巖的級(jí)別越好，地表沉降變化越小，從方差可以發(fā)現(xiàn)Ⅱ級(jí)的方差最小，說(shuō)明圍巖級(jí)別越好，其變形的分布就更均勻，地表的最大沉降發(fā)生在Ⅴ級(jí)圍巖處。

3結(jié)語(yǔ)

本文分別對(duì)隧道的周邊位移、拱頂沉降及地表沉降情況與圍巖的關(guān)系進(jìn)行分析，研究表明：隧道所處的圍巖級(jí)別越好，隧道的變形量越小，并且當(dāng)圍巖的級(jí)別越好時(shí)，隧道的變形量變化更為均勻。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003.[2]朱合華，丁文其.地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真模擬分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999（5）：558-558.

[3]徐立紅，樊友慶，孔禹.山嶺隧道施工期拱頂沉降和周邊收斂監(jiān)測(cè)新方法[J].公路，2016（11）：266-268.

[6]密士文，龔書林.隧道監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)處理及分析[J].中國(guó)西部科技，2010，9（1）：32-33，50.

[7]黃永忠，顏炳杰.既有隧道間新建小凈距大斷面四車道隧道動(dòng)態(tài)施監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010（1）：45-50.

[8]肖濤.高速公路隧道施工監(jiān)控量測(cè)技術(shù)研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2014.

[9]伍毅敏.隧道位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)及其數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2004.

[10]陳賢杰.基于事件檢測(cè)的隧道安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].廣東公路交通，2017，43（4）：110-112.

作者：胡曉夏 單位：張家口通泰偉業(yè)地產(chǎn)投資集團(tuán)股份有限公司