【監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道洞口淺埋偏壓段的應(yīng)用探析2800字（論文）】

監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道洞口淺埋偏壓段的應(yīng)用分析目錄TOC\o"1-2"\h\u30355監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道洞口淺埋偏壓段的應(yīng)用分析 0137191項(xiàng)目概況 04322方案設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1119452.1數(shù)據(jù)采集 1117422.2數(shù)據(jù)分析與處理 1123062.3預(yù)警系統(tǒng) 1131643工程應(yīng)用與分析 212079（1）給水管結(jié)垢和給水管結(jié)構(gòu)。 232613（3）過①5m后，拆除臨時(shí)反弧，分段挖出② 21399（4）②段開挖20m后，分段開挖③段，每次開挖1m。 22963參考文獻(xiàn) 5摘要：隧道監(jiān)控量測(cè)是隧道施工的關(guān)鍵過程，隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的信息管理技術(shù)是監(jiān)控量測(cè)有效進(jìn)行隧道施工的保證。本文以梯子峪隧道為背景，研究隧道監(jiān)控量測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，確定監(jiān)控量測(cè)的主要問題和監(jiān)控方案，對(duì)隧道施工進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)信息化管理，有效控制隧道施工過程中的變形，指導(dǎo)隧道施工，監(jiān)測(cè)結(jié)果與數(shù)值結(jié)果吻合較好。研究成果對(duì)隧道施工具有較高的理論價(jià)值，對(duì)類似工程具有重要指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測(cè)；CRD法；信息化管理；預(yù)警預(yù)報(bào)；數(shù)值分析1項(xiàng)目概況京興高速公路是北京市規(guī)劃建設(shè)的連接北京市區(qū)和延慶區(qū)的重點(diǎn)工程。它是2019年（A1級(jí)）北京市延慶區(qū)世界園藝博覽會(huì)的重要配套項(xiàng)目。它是北京至延慶區(qū)的第二條高速公路，是京藏高速公路的雙線高速公路，興延高速公路穿越多條隧道，其中梯子峪隧道是本線的控制隧道，隧道的質(zhì)量和安全也直接影響到本工程的形象。梯子峪隧道位于北京市昌平區(qū)，為獨(dú)立式隧道，進(jìn)口線距22.9m，出口53.5m，洞身22.8～63.2m。左洞起于zk24-002～zk26-982，長(zhǎng)290m，縱高1.887%；右隧道起止箭頭號(hào)為yk23+983～yk27+159，長(zhǎng)3176m，縱向系統(tǒng)1.887%。該隧道有12條人行隧道和3條行車隧道。1×斜井深520.4m，2×斜井深645m，最大傾角8%。洞口段為平埋偏壓隧洞，巖體破碎，穩(wěn)定性差，施工中采用CRD法。2方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1數(shù)據(jù)采集2.1.1監(jiān)控點(diǎn)的布置隧道拱頂下降和間隙變化的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)位于同一斷面上：原則上，拱頂下降的監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)靠近拱頂軸線。如果隧道跨度較大，應(yīng)結(jié)合施工方法在拱上增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)；如果隧道跨度較大，則應(yīng)監(jiān)測(cè)上拱腰和下拱腰。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在開挖后12小時(shí)內(nèi)埋設(shè)，初始觀測(cè)值應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)收集。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置牢固可靠、易于識(shí)別、易于儲(chǔ)存并注意保護(hù)，嚴(yán)防破壞，以便及時(shí)準(zhǔn)確地捕捉到整個(gè)掘進(jìn)過程中圍巖的應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律。2.1.2監(jiān)控量測(cè)方法隧道監(jiān)測(cè)是隧道施工的關(guān)鍵手段。隧道施工質(zhì)量直接影響隧道施工的質(zhì)量和安全。監(jiān)測(cè)方法基于符合所需監(jiān)測(cè)精度的原則，誤差應(yīng)小于1mm。監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的原則，以便快速檢測(cè)隧道周圍巖石的變化。原則上應(yīng)采用動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和信息化、智能監(jiān)測(cè)和信息管理。受限于施工因素和信息化程度的影響，也可以進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，但必須有足夠的監(jiān)測(cè)頻率，至少每12小時(shí)進(jìn)行一次，每次進(jìn)行三次平行測(cè)量。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，為隧道施工提供可靠的數(shù)據(jù)。2.2數(shù)據(jù)分析與處理需要對(duì)大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理。先進(jìn)的分析軟件和方法是基本要求，包括數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、分析、計(jì)算和報(bào)告，其中數(shù)據(jù)分析方法和工具是關(guān)鍵因素。Excel、Access和其他軟件仍然是最重要的數(shù)據(jù)處理工具，但它們效率低、勞動(dòng)密集且錯(cuò)誤率高。該階段主要采用回歸分析方法，直接影響分析結(jié)果。利用概率統(tǒng)計(jì)理論、大數(shù)據(jù)理論和逆向分析理論對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理是這一階段的發(fā)展方向和解決問題的關(guān)鍵。2.3預(yù)警系統(tǒng)隧道工程具有明顯的不確定性和可變性，影響建筑安全的因素很多?？刂苹鶞?zhǔn)應(yīng)根據(jù)隧道斷面尺寸、施工、圍巖條件和地質(zhì)條件綜合設(shè)置。預(yù)警和預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及建筑安全管理的分類應(yīng)根據(jù)控制基準(zhǔn)和建筑安全確定。采用統(tǒng)一的控制標(biāo)準(zhǔn)無法考慮隧道周圍巖石的不確定性和可變性。解決這一問題的關(guān)鍵是采用監(jiān)測(cè)和測(cè)量信息管理以及智能預(yù)警和預(yù)測(cè)。3工程應(yīng)用與分析梯子峪隧道平埋偏壓段，由于隧道圍巖軟弱，受平埋偏壓的影響，隧道圍巖變形強(qiáng)烈。因此，隧道施工方案采用CRD設(shè)計(jì)方法，主要包括以下內(nèi)容（開挖步驟和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見圖1）。（a）CRD工法（b）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖圖1梯子峪隧道CRD工法和監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖（1）給水管結(jié)垢和給水管結(jié)構(gòu)。（2）①分段開挖，每次1m，開挖后進(jìn)行第一次支護(hù)、上中膜支護(hù)和臨時(shí)仰拱施工，并及時(shí)封閉成環(huán)。（3）過①5m后，拆除臨時(shí)反弧，分段挖出②開挖后，必須進(jìn)行初期支護(hù)、中下部薄膜支護(hù)和反拱施工，并及時(shí)封閉環(huán)。（4）②段開挖20m后，分段開挖③段，每次開挖1m。（5）③段5m后，拆除臨時(shí)反弧，分部開挖③段，每次施工1m，開挖后進(jìn)行初期支護(hù)和反拱施工，并及時(shí)封閉成環(huán)。施工按上述設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。為確保施工質(zhì)量和安全，對(duì)隧道施工過程進(jìn)行了監(jiān)控和測(cè)量。圖2顯示了zk24+014段的地面沉降時(shí)間曲線。在圖中，A5和A6測(cè)量點(diǎn)位于隧道正上方，A3和A4測(cè)量點(diǎn)位于隧道左上角，A7和A7測(cè)量點(diǎn)位于隧道右上角。圖中的曲線變化行為表明，沉降在第1天到第28天發(fā)生顯著變化。在每個(gè)施工階段，相應(yīng)的土壤沉降發(fā)生顯著變化。圖2梯子峪隧道ZK24+014斷面地表沉降時(shí)態(tài)曲線圖3顯示了zk24+014段距離收斂的時(shí)間曲線。從圖中可以看出，在隧道的①、②、③、②部分開挖過程中，BC、CD、EF、FG等收斂曲線的變化。如果BC收斂穩(wěn)定，則移除臨時(shí)倒弧并開挖部分②。此時(shí)，BC收斂速度再次增加，但EF收斂速度較大。當(dāng)仰弧完成時(shí)，隧道左側(cè)已形成環(huán)形，隧道左側(cè)的BC和EF測(cè)量線收斂到穩(wěn)定狀態(tài)。隨著部分①和部分②的逐漸挖空，當(dāng)部分③在一定距離開始挖空時(shí)，中間膜右側(cè)的地壓將突然降低，中間膜向右變形，導(dǎo)致BC測(cè)線的收斂值突然降低。挖空部分③后，CD段的收斂值將逐漸增大，其收斂速度較大；當(dāng)隧道變形穩(wěn)定時(shí)，開始開挖隧道的第④部分。此時(shí)，F(xiàn)G的收斂速度很大，但EF線的收斂值顯著降低。圖3梯子峪隧道ZK24+014斷面凈空收斂時(shí)態(tài)曲線圖4為左線ZK24+014斷面拱頂沉降的變化曲線。圖中顯示，隧道拱頂沉降曲線呈明顯“臺(tái)階狀”，在隧道①部、②部開挖后，隧道拱頂出現(xiàn)明顯的“沉降—穩(wěn)定”期，且開挖②部時(shí)拱頂沉降量、拱頂沉降速率均大于開挖①部，這是由于開挖②部時(shí)，首先要施作下部中隔壁，且會(huì)對(duì)拱腳處圍巖產(chǎn)生較大擾動(dòng)，因此才會(huì)導(dǎo)致拱頂沉降過大，此處也是施工重要節(jié)點(diǎn)，在實(shí)際施工過程中應(yīng)加大監(jiān)測(cè)頻率，同時(shí)也證明了中隔壁在CRD法施工中的重要性。在施工④部時(shí)，由于同樣的原因，不僅A2監(jiān)測(cè)點(diǎn)會(huì)有較大沉降，A1監(jiān)測(cè)點(diǎn)也會(huì)有沉降變形。圖4梯子峪隧道ZK24十014斷面拱頂沉降時(shí)態(tài)曲線為檢驗(yàn)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)隧道施工過程進(jìn)行了有限元分析，分析結(jié)果如圖5所示，圖中監(jiān)控量測(cè)得出拱頂沉降累計(jì)變化量為8.02cm，數(shù)值模擬計(jì)算得出拱頂沉降累計(jì)變化量為7.73cm，偏差0.29cm，偏差率3.6%，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與數(shù)值模擬兩者的拱頂沉降變化趨勢(shì)大致相同。圖5梯子峪隧道ZK24+014斷面監(jiān)控量測(cè)與數(shù)值模擬拱頂沉降累計(jì)變化曲線參考文獻(xiàn)[1]祁寒，高波，王帥帥，等．不同地質(zhì)條件淺埋偏壓小凈距隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究[J]．現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，51（04）：108-112．[2]王飛飛，牛家永．不同施工方法下淺埋偏壓小凈距隧道的圍巖穩(wěn)定性[J]．湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，29（01）：60-64．[3]江學(xué)良，連鵬遠(yuǎn)，楊慧，等．淺埋偏壓小凈距隧道大型振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)研究[J]．應(yīng)用力學(xué)學(xué)