隧道施工中测量方法\监控量测的技术应用

【摘要】监控测量是隧道施工中不可缺少的一项技术内容，是监视围岩和支护稳定性的重要手段。本文从对隧道施工中监控测量的准备工作谈起，然后分别就隧道施工中测量方法以及监控测量技术的应用进行说明。

【关键词】隧道施工 测量方法 监控测量 技术应用

【 abstract 】 monitoring measurement in tunnel construction is one of the indispensable item technology content, is to monitor the stability of surrounding rocks and supporting important means. This article from the tunnel construction monitoring measurement in the preparation of the talk about, then respectively in tunnel construction measurement method of measuring technology of monitoring and show the application.

【 key words 】 tunnel construction monitoring measurement technology application measurement method

中图分类号：U455文献标识码：A 文章编号：

前言

监控测量工作必须紧跟开挖、支护作业，按设计要点进行布点监测，并根据现场情况及时调整测量的项目和内容，然后通过对测量数据进行分析，研究岩石隧道的变形规律，以指导施工，加快施工进度，确保安全，提高施工质量。

一、隧道施工中监控测量的准备工作的基本要求

（一）监控测量的仪器配备

拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.5-1mm ,围岩内部位移测试精度为0.1mm，爆破振动速度测试精度为1mm/s,根据以上精度对仪器进行配备。

（二）监控测量的基本要求

1.监控量测实施细则应报监理、业主，经批准后实施，并作为现场作业、检查验收的依据。监控量测变更必须经项目技术负责人审核，报监理工程师批准。

2.监控量测系统应可靠、稳定、耐久，在服务期内运转正常。仪器设备应按规定进行检查、校对和率定，并出具相关证明。

3.测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防损坏。

4.施工现场必须建立严格的监控量测数据复核、审查制度，保证数据的准确性。监控量测数据应利用计算机系统进行管理，由专人负责。如有监控量测数据缺失或异常，应及时采取补救措施，并详细做出记录。

5.根据监控量测精度要求，应减小系统误差，控制偶然误差，避免人为错误。应经常采用相关方法对误差进行检验分析。

6.施工与监控量测应密切配合，监控量测元件的埋设与监控量测应列人工程施工进度控制计划中，监控量测工作应尽量减少对施工工序的影响。

二、隧道施工中的测量方法

（一）测量方法的一般规定

1.现场监控量测应由施工单位负责组织实施。

2.现场监控量测应根据已批准的监控量测实施细则进行测点埋设、日常量测和数据处理，及时反馈信息，并根据地质条件的变化和施工异常情况，及时调整监控量测计划。

3.现场监控量测方法应简单、可靠、经济、实用。

4.进行洞内、外观察测量时要做到如下几点：

第一、施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。

第二、开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。 已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。

第三、洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建筑物进行观察。

（二）监控量测方法应用说明

1.目前隧道净空变化量测可采用接触量测和非接触量测两种方法，其中接触量测主要用收敛计进行量测，非接触量测则主要用全站仪进行。

2.用收敛计进行隧道净空变化量测方法相对比较简单，即通过布设于洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长L，求出两次量测的增量(或减量)L，即为此处净空变化值。读数时应该读三次，然后取其平均值。用全站仪进行隧道净空变化量测方法包括自由设站和固定设站两种。与传统的接触量测的主要区别在于，非接触量测的测点采用一种膜片式回复反射器作为测点靶标，以取代价格昂贵的圆棱镜反射器。具有回复反射性能的膜片形如塑料胶片，其正面由均匀分布的微型棱镜和透明塑料薄膜构成，反面涂有压敏不干胶，它可以牢固地粘附在构件表面上。这种反射膜片，大小可以任意剪裁，价格低廉。反射模片贴在隧道测点处的预埋件上，在开挖面附近的反射模片，应采取一定的措施对其进行保护，以免施工时反射模片表面被覆盖或污染，同时施工单位应和监控量测一单位加强协调工作，保证预埋件不被碰掉。通过对比不同时刻测点的三维坐标［x(t),y(t)，z(t)］，可获得该测点在该时段的三维位移变化量(相对于某一初始状态)。在三维位移矢量监控量测时，必须保证后视基准点位置固定不动，并定期校核，以保证测量精度。与传统接触式监控量测方法相比，该方法能够获取测点更全面的三维位移数据，有利于结合现行的数值计算方法进行监控量测信息的反馈，同时具有快速、省力、数据处理自动化程度高等特点。

3.拱顶下沉量测同位移变化量测一样，都是隧道监控量测的必测项目，最能直接反映围岩和初期支护的工作状态。目前拱顶下沉量测大多数采用精密水准仪和铟钢挂尺等。拱顶下沉监控量测测点的埋设，一般在隧道拱顶轴线处设1个带钩的测桩。为了保证量测精度，常常在左右各增加一个测点，即埋设三个测点，吊挂铟钢挂尺，用精密水准仪量测隧道拱顶绝对下沉量。可用φ6 mm钢筋弯成三角形钩，用砂浆固定在围岩或混凝土表层。测点的大小要适中。过小，测量时不易找到；过大，爆破易被破坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被埋掉，要尽快重新设置，以保证数据不中断。

三、隧道施工中监控测量的技术应用

（一）监控量测断面及监测点的布置

1.浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一断面里程。一般条件下，地表沉降测点纵向间距应按表1的要求布置。

表1地表沉降测点纵向间距对照表

隧道埋深与开挖宽度 纵向测点间距(m)

2B

B< Ho ≤2B 10~20

Ho≤B 5~10

2.地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho + B，地表有控制性建(构)筑物时量测范围应活当加宽。

3.拱顶下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。监控量测断面按相关的具体要求布置。拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近。当隧道跨度较大时，应结合施工方法在拱部增设测点。

4.选测项目的量测断面及测点布置应考虑围岩代表性、围岩变化、施工方法及支护参数的变化。监控量测断面应在相应段落施工初期优先设置，并及时开展量测工作。

5.不同断面的测点应布置在相同部位，测点应尽量对称布置，以便数据的相互验证。

（二）监控量测频率的确定

1.必测项目的监控量测频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度来确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。

2.开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建(构)筑物的描述应每施工循环记录一次。必要时影响范围内的建(构)筑物的描述频率应加大。

3.选测项目监控量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息的结果确定。

（三）监控量测系统及元器件的技术要求

监控量测系统的测试精度应满足设计要求。拱顶下沉、净空变化、地表沉降、纵向位移、隧底隆起测试精度为0.5～1mm ,围岩内部位移测试精度为0.1mm，爆破振动速度测试精度为1mm/s，其他监控量测项目的测试精度结合元器件的精度确定。

结语：为确保施工安全及结构的长期稳定性，隧道施工监控量测设计应根据围岩条件、支护参数、施工方法、周围环境及监控量测目的进行。同时为了更好的保证隧道施工监测质量，要做好监测数据对施工的指导工作，保证隧道施工的安全、顺利进行。

参考文献：

[1]周慧. 隧道施工中的测量与监控量测技术[J],城市建设理论研究,2011(17).

[2]张智勇. 监控量测技术在隧道施工中的应用[J],科技创新导报,2009(04).

[3]刘明辉. 浅谈城市地铁施工中的监控量[J], 城市建设理论研究,2009(04).

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