隧道的动态施工及监控量测

张腊梅 吴文杰

(重庆交通大学，重庆 400000)

隧道的动态施工及监控量测

张腊梅 吴文杰

(重庆交通大学，重庆 400000)

在山区，交通的发展，在整个交通运输业的优势隧道将变得越来越重要。在新奥法呈现以前的很长一段时间里，很多隧道都是依仗着以往施工的案例而动工。因为隧道工程的特殊性，动工情况在未挖的期间都是不能够预见的，这就致使了此类工程仅凭以前动工的经验策划或动工必定有着一些盲目性。自从新奥法出现之后，其在现实使用中首要的一点便是及时监控，就是在隧道掘进的同时，将所收集的围岩信息放入其一直不断变动的设计和动工的范畴，和以前的动工方法相比有了本质的跨越。

隧道;新奥法;动态施工;动态信息化

1.1 选题的依据和研究意义

伴随着国民生产总值的不息增长，经济日益壮大，百姓的整体生活水平也在随着国度的成长而不断提升，我国是个山岭占大陆总面积比例较大的国家，要完成山区经济的发展，各省市实行“交通”的经济发展战略。第二十一个世纪以来，大力发展我国的一些省份山区交通基础设施建设，取得了一定的成绩，并在一定程度上改变了由于经济和社会发展滞后造成的交通不便状态。由于高速公路，铁路高线性指标的要求，结合山区地形特点和地质地貌条件，通常需要有这样一种方式的交通如隧道穿越山脉，从而达到缩短路程、改善道路线形、提高行车效率及保护自然环境的目的。随着逐年增加的西部建设项目的开发，将有交通运输领域中的一个隧道工程更巨大的优势，克服山连接两个天然屏障，在一个相对有限的空间在城市中更有效地利用城市地下空间。当前公路隧道不光是在山区和丘陵地区获得器重，在都市、跨河跨海交通中，对隧道的使用也日趋引发重视。隧道施工技术正朝着设计施工一体化的方向发展。对于使用新奥法施工技术施工的隧道，现如今仍旧将隧道的计划延伸到了动工阶段，即借助于当代计算机技术举行科学信息化设计。

1.2 隧道施工动态性

新奥法施工的机理是，当隧道围岩在施工过程中失去了平衡，就会自动动态地达到新的平衡。

新奥法 (NATM)是隧道的一种常用的施工方案，这个施工方法的基本原理是运用各种施工方法 (开挖方式、支护方式、监控测量等)防止围岩变形，发挥隧道围岩自身的最大承载力，让隧道施工更加安全、更加经济，而隧道施工的经济性与安全性就是用监控量测现场的围岩、支护系统的应力和应变信息迅速反馈到隧道设计和施工中来完成的。新奥法施工的核心是监控量测，隧道施工中的实时测量也是隧道动态施工中信息化的反馈的重点。经过施工工地的监控量测在施工过程中，迅速的掌握围岩在开挖中的施工动态和支护结构是否稳定，提供关于隧道施工的系统、全面信息以及资料，便于及时调整支护结构参数，并运用对量测反馈数据的分析、辨别，对围岩的支护结构体系是否稳定进行监控和预报，通过制作相关的施工方案、来确保施工中隧道围岩和相应支护的结构稳定性。

1.3 隧道动态施工中的监控量测

隧道的监控量测的项目分为必测的和选测的项目，其中必须要测的项目要使用水准仪和挂尺以及抑制计、莱卡机器人 (也就是全站仪)等举行一定的测量，可是水准仪和挂尺以及收敛计因为它们的精度不是很高，在隧道施工中，它们更易受到影响，更会影响它们读数的精度，与此同时，它们得出的数值需要保存、输出以及分析，任务量非常的巨大，实际工程中比较麻烦。莱卡机器人 (全站仪)读数精度高，操作方便、并且它读出的数据存储、传输、分析处理都比较方便，在安全的没有敌意的电脑系统总，可以使数据的传输成为可能，而且可以使用计算机对这些数据进行分析、存储。莱卡机器人 (全站仪)和计算机技术的迅猛发张让隧道施工的监控量测工作到达了一个新的平台和高度，而监控量测在隧道施工中的首要任务就是随时随地监控隧道围岩的变形，对取得的数据进行剖析处理，当数据产生异常时，及时采取相关的措施进行预防。而我国现如今监控量测的工作还相对比较落后，主要表现在一下几个方面:

1 )数据收集过程当中人工作用因素和动工影响方向点多，测量误差大，数据真实性不可以获得保管，不可以确切反应围岩真实的情况。

2 )监控量测所使用的仪器比较传统，信息化比较低，使得所测得的数据不猛如实反应隧道的变形。

3 )数据传输，信息存储和信息技术管理不能满足施工管理要求，不能及时指导工程信息化设计与施工。

4 )预警的预告事情滞后，不可以即时引导办理工程的质量和安全的问题。

作为地下工程，隧道工程本身处于一个自然的岩体应力场中。隧道开挖后会改变岩体原来的力学状态的平衡，隧道围岩和它的支护结构都会形成一个新的平衡状态。这就决定了隧道开挖过程中的动态性及不确定性，隧道监控也就显得极为重要和必要了。

在隧道动态化施工中，其监控量测的方法以及需要监控量测的项目主要包括一下几点:

现场观察，主要含包隧道围岩的稳定与否以及支护稳定与否，判定围岩的分级，及属于那种围岩;

变形的测试，主要包含隧道的围岩位置是否变化以及变化情况，周围地表沉降和支撑结构是否变化;

隧道应力以及应变的状况，主要包含其所处的围岩的应力和应变，围岩和它的支护之间的作用，以及支护的变化;

隧道中各项力学数据的检查，主要包括泊松比、内摩擦角等;

隧道中的压力的测试，主要包含隧道围岩应力和其渗水的压力。

隧道动态施工中的监控量测的任务:

(1)为监控的设计提供相应的信息参考

①能够充分了解隧道围岩的力学形态及规律;②能够充分掌握隧道监控量测的信息;

(2)为隧道的动态施工预报可能出现的险情

①能够提前预测即将出现的险情，并提供相关的措施参考;②出现险情的时候，能够随时监测险情。

(3)为隧道等相关地下工程的力学分析提供参考

①理论分析，数值分析提供了计算数据和比较指数;②为地下工程提供类比的参考信息;③为隧道等地下工程施工和设计提供相应的参考。

(1)经过对隧道围岩和它的支护进行模拟、能够对隧道施工和设计、和施工管理等进行经验的积累和参考;

(2)经过对隧道围岩和支护随时随地的观察和监测，并将相关的数据反馈到隧道的动态施工和设计中，能够对隧道的施工进行知道和设计进行知道参考;

(3)对隧道监测的数据进行处理分析研究，能够随时进行施工和设计反馈，能偶确保施工的安全进行;

(4)对一个现成的项目进行反馈，对以后其他相关的工程项目进行指导，量测和监控是相辅相成的，监控的程序是先监测、然后分析、最后进行反馈。