隧道監(jiān)控量測回歸分析報(bào)告方法很好地EXCLE計(jì)算方法

EXCEL在隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用（一）郭軍起（中鐵十六局五公司）【摘要】本文通過例題講述了利用電子表格（Excel）處理隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的詳細(xì)步驟，以及回歸成果在圍巖收斂基本穩(wěn)定判定中的應(yīng)用，不需第三方軟件的情況下，在Excel完成所有數(shù)據(jù)的回歸分析工作，可使監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析更準(zhǔn)確、更快捷、更及時、更方便觀測數(shù)據(jù)的管理，為隧道施工及時提供反饋及預(yù)測信息，使施工更科學(xué)、更安全?！娟P(guān)鍵詞】隧道圍巖變形監(jiān)控量測回歸分析回歸函數(shù)Excel我國公路隧道的設(shè)計(jì)越來越多地采用了復(fù)合式襯砌形式，復(fù)合式襯砌一般由錨噴支護(hù)和模筑混凝土襯砌兩部分組成，為了掌握施工中圍巖穩(wěn)定程度與支護(hù)受力、變形的力學(xué)動態(tài)或信息，以判斷設(shè)計(jì)、施工的安全與經(jīng)濟(jì)，必須將現(xiàn)場監(jiān)控量測項(xiàng)目列入施工組織設(shè)計(jì)，并在施工中認(rèn)真實(shí)施?！豆饭こ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2004第10.1.2條規(guī)定：采用鉆爆法施工、設(shè)計(jì)為復(fù)合式襯砌的隧道，承包商必須按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)要求的頻率和量測項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控量測，用量測信息指導(dǎo)施工并提交系統(tǒng)、完整、真實(shí)的量測數(shù)據(jù)和圖表。由此可見，監(jiān)控量測工作是復(fù)合式襯砌隧道施工中的一項(xiàng)非常重要的工序。本文主要介紹利用Excel對收斂量測數(shù)據(jù)的分析整理及應(yīng)用。收斂量測數(shù)據(jù)的分析整理主要包括：繪制收斂一時間曲線、回歸分析、量測成果的分析應(yīng)用，而以上部分的數(shù)據(jù)分析整理均可通過Excel來實(shí)現(xiàn)，可避免繁瑣的手工計(jì)算。一、利用Excel繪制收斂一時間曲線例1:（某隧道一個斷面）收斂觀測數(shù)據(jù)表表1時間（d）1234567891011水平收斂L（mm）1.893.424.555.305.826.126.306.426.51拱頂下沉^h（mm）1.472.533.143.403.533.723.783.813.821、將表1中的數(shù)據(jù)輸入Excel工作表中：如圖1所示朽Kicrosu-ftExcel-論文例趣拿件K漏米舊說國明插入康格式康工具中數(shù)據(jù)①窗口僉帝■批1U3，93寶I爭鼓I吊電名■■/L?'T惠￡驀1nI

E，"'IBUI言匿]圭_圉_翌%?:fig席孝~7L&葉I』'一d一)ABCJ1W(Q本平收斂L(nm)拱阿F沉Ah(nm)211.891.47323.422.5343土553.14545.303.40&55.E23.53T66.123.T287e.303.T89S6.423.811096.513.S211ID12111；圖1：表1的Excel工作表2、選擇區(qū)域A1：C12,如圖1所示，在工具欄中點(diǎn)擊Excel圖表向?qū)В凇皥D表類型”中選擇“折線圖”：如圖2所示，在“子圖表類型”中選擇第4種折線圖，并點(diǎn)擊“下一步”，即可得到圖3和圖4。穿冼■；■*/■[璟■咯巨區(qū)、圖表向?qū)?4步葬壬1-陶袁美型〔完成心|[耳消]<”一齒叩〉]￥圖囹國E呂環(huán)達(dá)面面05由wfc^?，..-?。逾*桿廬卒0目定以類型數(shù)據(jù)區(qū)域①:〔完成心|[耳消]<”一齒叩〉]￥圖囹國E呂環(huán)達(dá)面面05由wfc^?，..-?。逾*桿廬卒0目定以類型數(shù)據(jù)區(qū)域①:系列產(chǎn)生主.cC筋^hetll!Wl：P33L2圖2：折線圖的繪制圖3：折線圖的繪制(V?作為新工作描入國.SLetl。作為其中的楠插入?:[聯(lián)消]R上T玻)][■成良)]圖4：折線圖的繪制3、點(diǎn)擊“完成”，并對圖形進(jìn)行修飾編輯，得到如圖5所示的收斂一時間曲線圖

:水平收斂u（n「拱頂下沉ufqim)juaj…一%3。_——6.42—一6.i1—8255^^II.I813’：2iZ^<3.43.403.J3892.5347收斂一時間曲線)(收8765431.211.12345678910時間（d）圖5：收斂一時間曲線二、利用Excel對收斂觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析1、《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》JTJ042—94中要求采用回歸分析時，根據(jù)測試數(shù)據(jù)散點(diǎn)分布規(guī)律，可選下列之一的函數(shù)式關(guān)系：對數(shù)函數(shù):u=axlg(1+1)u=a+b/lg(1+1)指數(shù)函數(shù):u=ax(1-e-bt)對數(shù)函數(shù):指數(shù)函數(shù):u=ax(1-e-bt)u=axe-b/t雙曲函數(shù):u=t/(a+bt)u=a[1-(r^)2]式中：a、b回歸常數(shù)；雙曲函數(shù):t——初讀數(shù)后的時間（d）；u位移值（mm）。2、非線性回歸方程的線性化仍以例1為例：根據(jù)例1的收斂--時間曲線走向（圖5）選用指數(shù)函數(shù)公式u=axe-b/t作為回歸函數(shù)可能合理些（如果不能做出較明確的判斷，可以分別按以上幾種函數(shù)進(jìn)行回歸，取擬合的最優(yōu)者），由于指數(shù)函數(shù)為非線性函數(shù)，但可將其線性化，方法如下：u=axe-b/t式（1）對其兩邊取自然對數(shù)，得：lnu=lna+b（-l）t

則u'=lna+bt'式（2）式（2）則是式（1）線性化的直線方程，其參數(shù)的確定可按線性回歸的方法確定。3、Excel的數(shù)據(jù)分析工具利用Excel對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，要使用Excel的數(shù)據(jù)分析工具，使用數(shù)據(jù)分析工具之前,要確認(rèn)“分析工具庫”處于加載狀態(tài)：圖6：加載分析工具庫如果在“工具”T“加載宏”中找不到“分析工具庫”，則必須通過添加Office附件的方法來添加“分析工具庫”。4、利用Excel分析例1的觀測數(shù)據(jù)以例1中的水平收斂觀測數(shù)據(jù)為例：首先在圖1所示的Excel工作表中計(jì)算出線性化方程式（2）中的u'和t',點(diǎn)擊Excel菜單中的“工具”T“數(shù)據(jù)分析”，出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析窗口：圖7,選擇“回歸”,確定后出現(xiàn)回歸分析窗口：圖8,在Y值輸入?yún)^(qū)域選擇：$E$2:$E$10；在X值輸入?yún)^(qū)域選擇：$D$2:$D$10；選擇“確定”，得到回歸分析結(jié)果：圖9。圖7：數(shù)據(jù)分析窗口

?|HLUS■二=由」聞走I.3J_!:曲心電::.昭而山］匚?|HLUS■二=由」聞走I.3J_!:曲心電::.昭而山］匚標(biāo)二，：.，匚BrSim。株出區(qū)博?:OSil作哀留吧I：OSIfti?(J「任■:壬...l"MrI.::-：?'也il?.'.：；%■■u:.Il'''|；.:■>.■:：i.m冬■T,r-■-7<r--i..：!I:1.1?:r"：：?：.i0.2000:1.7G1300262i.h-：T,r1「.門十-i.!■：■■i:1.:-Ii!Iii：-；l.S&^18LL8：...LU.'..I...；□BkSEOU匚火.1**n..圖8：回歸分析窗口從圖9的回歸分結(jié)果可得：截距l(xiāng)na=2.02705，則a=7.592；b=1.43099，代入式（1）則得到水平收斂觀測數(shù)據(jù)的回歸方程：u=7.592xe-1-43099t.式（3）；判定系數(shù)：r2=0.9918；由回歸方程式（3），取t=3,可得到水平收斂位移值的終值u=7.592mm；按照以上相同的步驟，可得到拱頂下沉觀測數(shù)據(jù)的回歸方程：u=4.413eT0949t式（4）；判定系數(shù)：r2=0.9979；由回歸方程式（4），取t=8，可得到拱頂下沉位移值的終值u=4.413mm；三、量測成果的分析和應(yīng)用1、周邊位移相對值分析周邊位移相對值是指兩測點(diǎn)間實(shí)測位移累計(jì)值（或用回歸分析推算的最終位移值）與兩測點(diǎn)間距離之比，或拱頂實(shí)測位移值與隧道寬度之比。如例1中水平收斂兩測點(diǎn)間間距L=6637.74mm，水平收斂位移終值u=7.592mm,則周邊位移相對值為:u/L=7.592m/6637.74mm=0.11%，此值應(yīng)小于隧道周邊允許位移相對值，如果測得的周邊位移相對值超過允許位移相對值，說明初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)偏小，應(yīng)增加噴層厚度，或增加錨桿數(shù)量和長度加強(qiáng)支護(hù)。如果測得的周邊位移相對值遠(yuǎn)小于允許位移相對值時，可降低其他地段初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。修改設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)注意：（1）、根據(jù)一個斷面的量測信息結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)修正，只適用于該斷面前后不大于5m的同類圍巖地段。（2）、隧道較長地段同類圍巖設(shè)計(jì)參數(shù)的修正，特別是降低設(shè)計(jì)參數(shù)，必須以不少于三個斷面的量測信息為依據(jù)。按修正后的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行開挖的地段，其設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性和合理性仍應(yīng)根據(jù)量測信息分析予以驗(yàn)證。2、圍巖收斂基本穩(wěn)定的判斷《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)》GB50086-2001規(guī)定，圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定的條件是：1、隧洞周邊水平收斂速度小于0.2mm/d;拱頂或底板垂直位移速度小于0.1mm/d;2、隧洞周邊水平收斂速度，以及拱頂及底板垂直位移速度明顯下降；3、隧洞位移相對值以達(dá)到總相對位移量的90%以上。第一條中位移速度是指至少7天觀測的平均值，其值可由量測記錄表中直接得到；第二條位移d2u小速度明顯下降，可由時間一位移曲線直觀看出，或由回歸方程的二階導(dǎo)數(shù)〈。說明變形速率不dt2d2ud2u斷下降，位移趨于穩(wěn)定；=0說明變形速率保持不變，發(fā)出警告，及時加強(qiáng)支護(hù)；了〉0說dt2dt2明變形速率加快，已進(jìn)入危險狀態(tài)，需立即停工，采取有效措施進(jìn)行加固。通過以上步驟地工作，可以完成對監(jiān)控觀測數(shù)據(jù)的分析，分析步驟程序化，操作簡單，不須利用第三方軟件，可較好的完成監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析工作，有利于監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的信息化管理，更好的為指導(dǎo)隧道施工發(fā)揮作用。參考文獻(xiàn)：1、《公路工程施工監(jiān)理質(zhì)量控制技術(shù)手冊》文德云主編人民交通出版（市區(qū)安定門外外館斜街3號）郵編：1000112006年1月第1版2、《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)》GB50086-2001原國家冶金工業(yè)局主編中國計(jì)劃（市西城區(qū)木樨地北里甲11號國宏大廈C座4層）郵編：1000382006年1月第7版3、《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》JTJ042-94交通部公路科學(xué)研究所主編人民交通出版（市區(qū)安定門外外館斜街3號）郵編：1000112006年4月第8版作者簡介：郭軍起，男，1971年10月13日生人，工程師，1992年畢業(yè)于鐵道學(xué)院橋梁工程系，學(xué)歷大專，從事鐵路、公路橋梁、隧道施工。聯(lián)系方式：省市陽東縣東平鎮(zhèn)中鐵隧道集團(tuán)公司轉(zhuǎn)監(jiān)理部，郵編：529941，座機(jī)：0,手機(jī):，：gjqgm163.二OO六年八月二十二日隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用（二）摘要：在隧道施工中，監(jiān)控量測是隧道新奧法施工三大要素之一，通過量測及時掌握施工中圍巖變形與支護(hù)受力數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)整理分析及時反饋信息指導(dǎo)施工。隧道施工監(jiān)控量測因用途的不同有各種選項(xiàng)，拱頂沉降和周邊位移是最常用的二項(xiàng)，本文以某隧道量測結(jié)果為例，主要講述拱頂沉降和周邊位移量測數(shù)據(jù)通過回歸分析建立數(shù)學(xué)模型，從而評價和預(yù)測圍巖的穩(wěn)定情況。關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測沉降周邊位移收斂回歸分析函數(shù)1概述1.1我國公路隧道設(shè)計(jì)越來越多的采用了復(fù)合式襯砌形式，即由初期支護(hù)和模筑砼兩部分組成。設(shè)計(jì)的初期支護(hù)形式是否可以滿足圍巖的變形壓力，模筑砼最佳澆注時間都是要通過監(jiān)控量測來確定。拱頂沉降和周邊位移是最常用的二項(xiàng)量測方法。1.2隧道開挖后，對已開挖裸露的圍巖及時進(jìn)行初期支護(hù)，對初期支護(hù)的受力進(jìn)行監(jiān)控量測。通過觀測拱頂沉降與周邊位移變化情況，掌握圍巖和支護(hù)的變化信息并對量測數(shù)據(jù)運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算進(jìn)行分析評估，并預(yù)測出圍巖以后的發(fā)展趨勢，以達(dá)到以下目的：1.2.1了解隧道圍巖、支護(hù)變形情況，以便及時調(diào)整支護(hù)形式，保證開挖坑道的穩(wěn)定。1.2.2依據(jù)量測數(shù)據(jù)的分析資料采取相應(yīng)的支護(hù)措施和應(yīng)急措施，保證施工安全。1.2.3為二次襯砌施工提供依據(jù)。2監(jiān)控量測方法2.1人員及設(shè)備組織2.1.1成立監(jiān)控量測小組，小組成員為3?5名，設(shè)一名組長，編制量測方案，根據(jù)現(xiàn)場情況，和施工工序，合理安排，盡量減小現(xiàn)場監(jiān)控量測與隧道施工的相互干擾。2.1.2周邊位移采用收斂儀，根據(jù)開挖斷面合理選擇收斂儀型號。拱頂沉降多采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行量測。一般應(yīng)選用簡單可靠、耐久、成本低、穩(wěn)定性好，且被測的物理概念明確，有足夠大的量程，便于攜帶量測儀器。2.2監(jiān)控量測點(diǎn)布置-2#---■__1#3#拱頂沉降觀測點(diǎn)/\2#對測點(diǎn)■周邊位移觀測點(diǎn),以對測，點(diǎn)隧道監(jiān)控量測布點(diǎn)示意圖圖1監(jiān)控量測點(diǎn)布置拱頂沉降與周邊位移觀測布點(diǎn)如圖1,拱頂沉降每個斷面根據(jù)開挖跨度布設(shè)1?3個測點(diǎn)，周邊位移觀測每個斷面根據(jù)開挖方法布設(shè)1?3條水平測線。一般全斷面開挖布設(shè)1條水平測線，臺階法開挖時每臺階設(shè)1條水平測線，特殊地段按規(guī)要求布設(shè)水平測線。拱頂沉降及周邊位移觀測點(diǎn)應(yīng)布于同一斷面上，為保證初次讀數(shù)的及時性，測點(diǎn)應(yīng)距開挖面2m圍，根據(jù)圍巖情況5?50米一個斷面。2.3數(shù)據(jù)采集2.3.1量測點(diǎn)的初讀數(shù)最為重要,一般應(yīng)在開挖12h或下次爆破前，噴錨支護(hù)施作2h后即埋設(shè)測點(diǎn)，并進(jìn)行第一次量測數(shù)據(jù)采集。每次測試前檢查儀表設(shè)備是否完好，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時修理或更換；確認(rèn)測點(diǎn)是否松動或人為損壞，只有測點(diǎn)狀態(tài)良好時方可進(jìn)行量測工作。按各項(xiàng)量測操作規(guī)程安裝好儀器儀表，并按相應(yīng)儀器使用方法讀取數(shù)據(jù)。2.3.2嚴(yán)格按照隧道施工規(guī)，按時進(jìn)行監(jiān)控量測，并用專用表格記錄量測數(shù)據(jù)，根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況，1?15天1?2次/天，16天?1個月1次/天，1?3個月1?2次/周，大于三個月1?3次/月。3數(shù)據(jù)分析處理3.1根據(jù)量測數(shù)據(jù)繪制位移u與時間，的關(guān)系曲線，可以較直觀的看出圍巖位移變化的情況，并初步判定圍巖是否趨于穩(wěn)定或出現(xiàn)異常情況。建議采用在Excel表格中及時輸入量測結(jié)果，并利用其圖表功能自動生成曲線圖，能保證量測數(shù)據(jù)與曲線圖同步，更能及時、直觀的得到圍巖變化情況。3.2由于量測的偶然誤差所造成的離散性，因此對量測數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析，并以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，采用回歸分析對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到u、，兩個變量之間的函數(shù)關(guān)系，用這個函數(shù)曲線能代表測試點(diǎn)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)分布，并能推算出因變量的變化速率和極限值，主要采用以下指數(shù)、對數(shù)和雙曲三種曲線函數(shù)進(jìn)行線性回歸計(jì)算，三種曲線函數(shù)的原形公式與換算公式如下：3.2.1指數(shù)函數(shù)：u=A-e(-b/3.2.1指數(shù)函數(shù)：u=A-e(-b/t)求導(dǎo):u'=AB-e(-b/1)-1-2將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)：lnu=lnA+(-B)1t3.2.2對數(shù)函數(shù)：u=A+B/lg(1+t)求導(dǎo):極限公式：limf(t)=AtT3u=-B■(1+1)ln10xllgG+1)L將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)：u=A+B.[—L]lg(1+1)極限公式：limf(t)=Ats3.2.3雙曲函數(shù)：u=一-—A+B-1求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)：1=B+A.1極限公式：limf（t）=1utisB其中：A、B一回歸常數(shù)；u一位移值（mm）；t-初讀數(shù)后的時間（天）3.3線性回歸分析需要分別將三種函數(shù)獨(dú)立進(jìn)行回歸計(jì)算，將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)》=a+笊的形式求出a、b，并通過a、b換算出曲線函數(shù)常數(shù)A、B值，以指數(shù)函數(shù)為例，視lnu為Y,11為X,按直線方程進(jìn)行回歸計(jì)算，得到直線方程常數(shù)a、b,并計(jì)算其相關(guān)系數(shù)r,指數(shù)函數(shù)常數(shù)A=ea、B=-b，由此可得到指數(shù)函數(shù)方程。對三種曲線函數(shù)進(jìn)行回歸分析后，根據(jù)三種曲線方程的相關(guān)系數(shù)r,取r最趨近于1的曲線方程代表所分析測點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化情況，一般情況下所選擇曲線函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對值應(yīng)大于0.9。其a、b、r的計(jì)算公式如下：2v-b.乙n.&-乙Zvn.&-"v脾.二x2-（】E?二V2-2V尸｝a=脾.二x2-（】E?二V2-2V尸｝3.4線性回歸分析數(shù)據(jù)處理量大，計(jì)算復(fù)雜，一般采用工程計(jì)算器進(jìn)行回歸計(jì)算，常用的工程計(jì)算器（如：CASI04500、4800、4850）都具有回歸分析的功能，可在較短時間能完成量測數(shù)據(jù)的回歸計(jì)算。3.5根據(jù)回歸分析結(jié)果選定代表測點(diǎn)的曲線方程,并可根據(jù)求導(dǎo)公式計(jì)算某一天的位移速率，也可根據(jù)極限公式計(jì)算其總位移量，通過代表測點(diǎn)的曲線函數(shù)方程可消除偶然誤差并推斷出圍巖的穩(wěn)定情況，或估計(jì)二次襯砌施作的時機(jī)。4數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用實(shí)例4.2周邊位移回歸計(jì)算4.1下表為某公路隧道III級圍巖全斷面開挖時一個斷面拱頂沉降和周邊位移的部分量測數(shù)據(jù):4.2周邊位移回歸計(jì)算時間t（天）0123456789周邊位移（mm）04.768.5410.8313.0614.5415.4816.4217.2417.83拱頂沉降（mm）07.8414.1318.2321.6323.8925.3326.5627.6128.36時間t（天）10111213141517192123周邊位移（mm）18.3118.7419.1219.3819.5919.7820.1420.4820.8121.13拱頂沉降（mm）29.0329.5429.9630.3130.5430.6830.8931.0131.0831.14將上表周邊位移數(shù)據(jù)分別代如三種曲線函數(shù)方程中，并按y=a+笊的直線方程形式回歸分析,得到a、b、r值，由a、b得到曲線方程中的A、B常數(shù)。經(jīng)回歸計(jì)算得到以下三個方程:4.2.1指數(shù)函數(shù)：u=21.3212-e(-1.6219/T)相關(guān)系數(shù)r=-0.98554.2.2對數(shù)函數(shù)：u=24.8028-6.8904.lg(1+1)相關(guān)系數(shù)r=-0.95564.2.3雙曲函數(shù)：u=L相關(guān)系數(shù)r=0.99840.1680+0.0379-1結(jié)論：以上三種回歸方程中雙曲函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對值最趨近1,其回歸精度較高，故選用該方程來代表此水平測線的收斂情況。4.3拱頂沉降回歸計(jì)算將上表拱頂沉降數(shù)據(jù)分別代如三種曲線函數(shù)方程中，并按y=a+bx的直線方程形式回歸分析，得到a、b、r值，由a、b得到曲線方程中的A、B常數(shù)。經(jīng)回歸計(jì)算得到以下三個方程：4.2.1指數(shù)函數(shù)：u=33.1993?e(-1.5245/T)相關(guān)系數(shù)r=-0.99314.2.2對數(shù)函數(shù)：u=38.2074-10.1388.；lg(1+1)相關(guān)系數(shù)r=-0.97264.2.3雙曲函數(shù)：u=1相關(guān)系數(shù)r=0.99130.0988+0.0248?t結(jié)論：以上三種回歸方程中指數(shù)函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對值最趨近1,其回歸精度較高，故選用該方程來代表此水平測線的收斂情況。4.4分析及應(yīng)用4.4.1周邊位移分析：根據(jù)選定的雙曲函數(shù)方程對此測點(diǎn)進(jìn)行分析，由極限公式可求得其最終總位移量為14-B=14-0.0379=26.39mm，小于JTJ042-04《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》中9.3.4條所允許的相對位移量，當(dāng)開挖后23天后，其位移量為21.13mm,為總位移量的80.1%，根據(jù)求導(dǎo)公式求得第23天的位移速率為0.16mm/天，由此可判定圍巖及初期支護(hù)周邊位移在開挖23天后基本穩(wěn)定，證明支護(hù)參數(shù)合理，能保證施工安全。4.4.2拱頂沉降分析：根據(jù)選定的指數(shù)函數(shù)方程對此測點(diǎn)進(jìn)行分析，由極限公式可求得其最終總位移量為33.20mm，小于JTJ042-04《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》中9.3.4條所允許的相對位移量，當(dāng)開挖后19天后，其位移量為31.01mm,為總位移量的93.4%,根據(jù)求導(dǎo)公式求得第19天的位移速率為0.13mm/天，由此可判定圍巖及初期支護(hù)拱頂沉降在開挖19天后基本穩(wěn)定，證明支護(hù)參數(shù)合理，能保證施工安全。4.4.3由上分析結(jié)果可看出拱頂沉降量約為周邊位移量的1.5倍，拱頂沉降變化速度穩(wěn)定較周邊位移快。根據(jù)有關(guān)資料及實(shí)際量測結(jié)果顯示，隧道拱頂沉降量一般為周邊位移量的1?2倍。綜上分析，可得出以下結(jié)論：此段圍巖在開挖23天后圍巖周邊位移及拱頂沉降均已穩(wěn)定，可進(jìn)行二次襯砌施工。4.4.4為保證二次襯砌模板臺車的安全使用，以及開挖、鋪底和防水層作業(yè)等各項(xiàng)工序工作面的要求，綜合考慮開挖掌子面距二次襯砌模板臺車最小距離為120m，此段開挖速度為每天3m,需要40天，可根據(jù)回歸曲線方程計(jì)算開挖后40天時周邊位移量為23.75mm,為總位移量的90%,位移速率為0.06mm/天,拱頂沉降量為31.96mm,為總沉降量的96.3%,沉降速率為0.03mm,可滿足JTJ042-04《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》中9.3.5條對二次襯砌施作的要求。4.4.5根據(jù)以上結(jié)果，可得到圍巖在開挖23天后圍巖周邊位移速率小于0.2mm/天，位移量占總位移量的80%，拱頂沉降速率小于0.10mm/天，沉降量占總沉降量的93.8%,滿足二次襯砌施作的要求。二次襯砌采用12m模板臺車施工，每兩天可完成一模，平均一天完成6米，由上計(jì)算開挖允許最快速度為120《23=5.2m,但實(shí)際每天開挖3m，因此開挖是控制施工進(jìn)度的主要因素，可結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，提高開挖速度，加快工程進(jìn)度。5綜合應(yīng)用5.1在隧道施工中，不同的圍巖采用不同的施工方法，如采用臺階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、核心土法等開挖，量測的方法和結(jié)果也也不同，根據(jù)JTJ042-04《公路隧道施工技術(shù)規(guī)》中，條文說明9.2.4中規(guī)定了不同圍巖及施工方法的量測要求。因此，可根據(jù)施工的實(shí)際情況采取合理的布點(diǎn)和量測方法。5.2不同的施工方法及工序可能造成圍巖變形中位移與時間變化并非一條單一的曲線，如圖3所示，根據(jù)實(shí)際量測結(jié)果總結(jié)得到，臺階法開挖時，下斷面開挖可能會使已穩(wěn)定圍巖再次出現(xiàn)變形,如圖3左圖所示，已趨于穩(wěn)定的圍巖再次出現(xiàn)變形速度增大，然后逐漸穩(wěn)定。仰拱開挖時也可能造成圍巖位移發(fā)生突變，但如及時澆筑仰拱砼和填充可有效控制圍巖變形，砼澆筑達(dá)到一定強(qiáng)度后（-般2至3天），圍巖變形便會迅速穩(wěn)定，因此位移-時間曲線中間突變部分接近直線變化（如圖3右側(cè)）。因此僅靠單一的曲線方程對圍巖位移的描述是不能準(zhǔn)確反映圍巖的動態(tài)變化的，因此需要以回歸分析方法為基礎(chǔ)，加強(qiáng)目測圍巖及初支的穩(wěn)定情況，對圍巖變形進(jìn)行更全面的分析。可根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)繪制的曲線圖將其分段進(jìn)行回歸分析，不同區(qū)間用不同曲線方程描述。當(dāng)突變處呈曲線變化時（如圖3左側(cè)），可將O-A段曲線作為第一區(qū)