隧道安全监控量测成果浅析

2021-03-10李元吉

科技创新导报 2021年25期

李元吉

摘要：随着国家基础建设不断加强，隧道规模不断扩大，隧道安全监测工作在施工中和运营时越发重要，本文依托对运营中的煤炭沟隧道（K672+540～K672+560）段进行了施工期的安全监控量测，包括安全巡视，水平收敛和全断面测量。通过对监控量测数据的对比和分析，及时有效地提供了隧洞的变形情况，同时也总结了洞室监控量测的一些经验，包括仪器设备选择和替代，为今后类似工程或工法提供借鉴，以供大家共享。

关键词：变形水平收敛数据分析監测成果

中图分类号：U456.3

Abstract： With the continuous strengthening of national infrastructure and the continuous expansion of tunnel scale， tunnel safety monitoring is becoming more and more important in construction and operation. This paper based on the safety monitoring measurement of the coal ditch tunnel （k672 + 540 ～ k672 + 560） section in operation during the construction period， including safety patrol， horizontal convergence and full section measurement， through the comparison and analysis of the monitoring and measurement data， the deformation of the tunnel is provided in time and effectively. At the same time， some experience of tunnel monitoring and measurement， including the selection and substitution of instruments and equipment， is also summarized， so as to provide reference for similar projects or construction methods in the future for everyone to share.

Key Words： Deformation; Horizontal convergence; Data analysis; Monitoring results

1.项目背景和实施依据

雅砻江官地水电站对外交通工程是由经久车站-经久乡-佑君镇-穿越磨盘山-小关沟-金河乡-金河大桥左岸桥头，至打倮专用公路，接官地水电站场内公路。经久转运站-佑君镇、小关沟-金河大桥属省道307线，为山重三级低标准，部分路段为原二滩库区赔偿的混凝土路面，大部分为沥青灌入式路面。该路段地处山区，沿线路基和边坡稳定性差[1-2]。

煤炭沟隧道起止桩号为K672+148～K673+470，隧道进口底板高程为1315.14m，出口底板高程为1354.80m，全长1322m。

监测段为K672+540～K672+560，全长为20m。

2.安全监测基准点选埋

测量控制点基准为GP46、GP48两个GPS点，因GP46、GP48两个点与隧洞洞口不通视，需布设四个控制点（GP46-1、GP46-2、GP46-3、GP46-4）与GP46、GP48形成一个平面控制网供观测时使用[3]。

结合规范要求，监测点位测量中误差为±3mm。控制测量仪器采用Leica TCR1201+，其测角精度为±1〞，测距为1+1 ppm。

高程基准以GP46为水准基准点，在监测开始时将水准控制点引至洞口岩石稳定较为好的地方（水准点编号为：BM01、BM02）。为防止控制点破坏，将水准点浅埋至基岩内。在洞内相对稳定的地方引水准点（编号：BM03），水准测量采用leica DNA03电子水准仪施测[2]。

3.隧洞收敛测量

洞内收敛仪器采用Leica TCR1201+，其测角精度为±1〞，测距为±（1+1×K）ppm。原因如下。

第一，收敛仪观测后的数值需要经过内业温度修正计算，增加了工作时间和难度，而leica TCR1201+全站仪则不需要进行内业温度修正计算，只需现场测定温度、气压，然后输入仪器，仪器自动改正。

第二，收敛仪是由钢尺测距来完成的，并且需要测力弹簧来测定钢尺的张力，钢尺的张力不同会影响所测量的距离，而且还需要较多的人力，而全站仪则不需要如此繁琐，并且还可以保证很高的精度。

第三，收敛仪观测需要多次读数，并且需要进行加权平均计算来确定测量值，而全站仪则只需要瞄准目标测定坐标就可以了。

第四，煤炭沟隧道车流量大，收敛仪测量很不方便，需要经常让车，而且需要测定收敛的部位在墙面，距底板有很高的距离，很难作业，全站仪则不需要考虑这些因素，只需把仪器架设旁边不用挪动。

第五，收敛仪测量精度为0.1mm，leica TCR1201+全站仪精度同样可以达到0.1mm。

综上几点认为，leica TCR1201+全站仪完全可以进行煤炭沟隧道洞内的收敛测量，并能保证所测量的精度。

收敛测量基准点在洞外布置（见图1），以GP46、GP48为起始边做GP46-1、GP46-2、GP46-3、GP46-4四个基准点，布设为自由网，外业测量按二等光电测距和测角进行，内业用武汉科傻平差软件进行平差，每次监测时以这四个点为基准，将基础数据引至洞内进行收敛测量。

洞内收敛监测需从洞外做三等导线点至洞内，需布设（GP46-5、GP46-6、GP46-7、GP46-8）点作为隧洞监测基准点，监测点为直径14mm的膨胀螺丝，膨胀螺丝杆与墙面成60°角，上面冲一佯冲点以保证每次测量测点与测尺在同一位置接触;对于墙面沉降测点，先钻直径大于等于24mm的孔，再埋直径14mm或16mm的钢筋，然后用锚固剂锚固好，外露约10mm。待稳定后方可进行測量[4-5]。

4. 收敛监测成果及数据分析

4.1 K672+540桩号收敛监测结果

收敛监测断面见洞内收敛及沉降监测线布设图，此监测断面于2020年8月11日第一次监测，其中 AB线初始长度为9.58265m、AD线初始长度为9.29644m、BC线初始长度为9.33885m、CD线初始长度为9.05246m。

AB线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-4.44mm。

AD线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-5.19mm。

BC线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-5.21mm。

CD线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-5.70mm。

4.2 K672+545桩号收敛监测结果

收敛监测断面见洞内收敛及沉降监测线布设图，此监测断面于2020年8月11日第一次监测，其中AB线初始长度为9.55325m、AD线初始长度为9.29162m、BC线初始长度为9.28545m、CD线初始长度为9.02415m。

AB线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-4.14mm。

AD线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-5.38mm。

BC线2020年8月11至2020年9月28日间监测最大收敛值为-6.49mm。