隧道監(jiān)控測量畢業(yè)論文

隧道監(jiān)控測量畢業(yè)論文隧道監(jiān)控量測摘要由于隧道工程的特殊性、復雜性和隧道圍巖的不確定性，對隧道圍巖及支護結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控量測是確保隧道工程質(zhì)量、平安的必不可少的手段。為了適應鐵路隧道大規(guī)模建設(shè)開展的需要，提高公路隧道施工水平，確保施工平安，本設(shè)計以那吉隧道為例對隧道監(jiān)控量測過程中的測量內(nèi)容、布點要求、必測工程的監(jiān)控測量方法及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析進行詳細陳述。關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測；必測工程；數(shù)據(jù)分析；平安

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章工程概況 1第二章監(jiān)控量測觀測內(nèi)容 22.1監(jiān)控量測的目的 22.2監(jiān)控量測要求 22.3監(jiān)控量測工程 32.4監(jiān)控量測頻率 3第三章準備工作 43.1按要求加工并埋設(shè)預埋件 43.2按圖紙和標準布設(shè)量測點 5第四章數(shù)據(jù)采集 7第五章內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析與評估 85.1監(jiān)控量測信息反應程序 85.2隧道及地下工程施工監(jiān)測系統(tǒng)處理數(shù)據(jù) 95.3成果報告 16第六章總結(jié) 19致謝 20參考文獻 21第一章工程概況XXXX新建XX鐵路〔XX段〕站前工程XXXX-XX標隧道工程主要為：XXX隧道、XXX隧道、XXX明洞、XX明洞、XX明洞、XXX隧道、XXX隧道、XX隧道、XXX隧道、XX隧道、XX隧道、XX隧道、XXX號隧道、XX隧道、XX隧道，共計15座隧道。其中那XX道為長隧道，全長為XXXX米；XX隧道為中長隧道，全長為XXX米。本論文就本標段控制工程XXX隧道的監(jiān)控量測為例作為表達對象。XX隧道位于XXXX縣境內(nèi)，起訖里程為DKXXX+XX～DKXXX+XXX，全長XXXXm，最大埋深為287m，最小埋深約2.6m。本隧道施工同時開展四個工作面：進口、1#橫洞、2#橫洞、出口。Ⅲ～Ⅳ級圍巖施工方法以臺階法為主，Ⅴ級圍巖一般段以臺階法加臨時橫撐為主，斷層段以CRD法為主。

第二章監(jiān)控量測觀測內(nèi)容2.1監(jiān)控量測的目的〔1〕通過施工和環(huán)境監(jiān)測進行信息反應及預測預報，優(yōu)化施工組織設(shè)計，指導現(xiàn)場施工，確保隧道施工的平安與質(zhì)量和工程工程的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益?！?〕掌握圍巖動態(tài)，了解支護結(jié)構(gòu)在不同工況時的受力狀態(tài)和應力分布，對圍巖穩(wěn)定性作出評價。〔3〕驗證支護結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)，評價支護結(jié)構(gòu)、施工方法的合理性及其平安性，確定支護時間而監(jiān)控量測是信息化設(shè)計與施工的重要內(nèi)容。2.2監(jiān)控量測要求隧道監(jiān)控量測是“新奧法〞的重要組成局部，新奧法中量測工作是監(jiān)視設(shè)計、施工是否正確的眼睛，是監(jiān)視圍巖是否平安穩(wěn)定的手段，始終伴隨著施工的全過程。因此有如下要求:(1)能快速埋設(shè)測點；(2)每一次量測數(shù)據(jù)所需時間應盡可能短；(3)量測數(shù)據(jù)應準確可靠；(4)量測元件應具有良好的防震、防沖擊波能力；(5)量測數(shù)據(jù)直觀，不必復雜計算即可直接應用；(6)測點埋設(shè)能長期有效工作；(7)測量儀器和方法應滿有足夠的精度。

2.3監(jiān)控量測工程監(jiān)控量測比測工程及測量儀器如表2-1所示。表2-1監(jiān)控量測必測工程序號監(jiān)測工程測量儀器備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察、數(shù)碼相機、羅盤儀2拱頂下沉水準儀、鋼掛尺或全站儀3凈空變化收斂計、全站儀4地表沉降水準儀、銦瓦尺、全站儀隧道淺埋段2.4監(jiān)控量測頻率1、正常施工情況下根據(jù)監(jiān)控量測斷面距離掌子面距離與洞寬進行比擬，以此確定量測頻率關(guān)系如表2-2所示。表2-2監(jiān)控量測頻率表量測斷面距離開挖面距離〔m〕量測頻率〔0～1〕B2次/天〔1～2〕B1次/天〔2～5〕B1次/2天＞5B1次/7天注：B表示隧道開挖寬度。2、如隧道因特殊原因長時間停工、且洞內(nèi)變化穩(wěn)定，可適當減少量測頻率，應報工程部具體研究后確定其量測頻率。3、如隧道變形量持續(xù)出現(xiàn)不穩(wěn)定性變化，必須加密對其觀測頻率，由工程部后有工程部有關(guān)人員確定其頻率。

第三章準備工作3.1按要求加工并埋設(shè)預埋件〔1〕地表沉降測點預埋件〔見圖3-1〕采用φ20mm的鋼筋接40mm×40mm鐵片〔在鐵片上粘貼35×35反光片〕制成，長250mm買點位置在低洼處可適當加長鋼筋，以在選定點架設(shè)儀器能觀察到為宜；測點埋設(shè)：在測點布置的位置挖長、寬、深均為20cm的坑，然后放入地表沉降測點預埋件，測點四周用砼填實，砼固結(jié)后即可。〔2〕拱頂下沉和凈空變化量測點預埋件與地表下沉的預埋件大致相同把φ20螺紋鋼筋長改為為380mm即可。〔圖3-1〕測點埋設(shè)：開挖后采用手電鉆，鉆孔10cm，然后將制作好的量測點預埋件插入并用錨固劑錨好，再施做初期支護28cm，將測點預埋件包裹牢固?！?〕測點埋設(shè)要牢固可靠，統(tǒng)一制作標示銘牌，標明里程和測點的編號。施工中注意保護，防止機械和人為破壞，量測點上不得懸掛其他任何物品。圖3-1量測點預埋件示意圖觀測點埋設(shè)時間要求：1.地表沉降監(jiān)控量測要在開挖前取得觀測點的初始值；2.凈空收斂、拱頂下沉監(jiān)控觀測點要在開挖后12小時內(nèi)按設(shè)計斷面要求埋設(shè)好，初期支護后且在下一循環(huán)開挖前必須取得觀測點的初始值。

3.2按圖紙和標準布設(shè)量測點1.地表下沉⑴淺埋隧道地表沉降點應在隧道開挖前布設(shè)。地表沉降觀測點和隧道內(nèi)測點應布設(shè)在同一斷面里程，其要求如表3-1所示。表3-1地表沉降量測點縱向布設(shè)表隧道埋深與開挖寬度縱向測點間距〔m〕2B<H0<2.5B20~50B<H0≤2B10~20H0≤B5~10注：H0為隧道埋深，B為隧道開挖寬度。⑵淺埋隧道地表沉降點橫向布設(shè)。淺埋段隧道地表沉降點橫向布設(shè)一般3m—5m設(shè)置一個測點，在拱頂上方要適當加密，下列圖3-1所示。圖3-1地表沉降量測點橫向布設(shè)圖

2.拱頂下沉與凈空變化拱頂下沉、凈空變化量測點斷面布設(shè)的間距為：Ⅲ級圍巖30m，Ⅳ級圍巖10m，Ⅴ級圍巖5m，圍巖變化處適當加密。可在各級圍巖起始地段增設(shè)1～2組。拱頂下沉量測測點布置在拱頂中線上與凈空變化量測點在同一里程，凈空變化量測點見圖3-2。圖3-2隧道凈空變化測點布設(shè)圖3.跟據(jù)圍巖等級和現(xiàn)場情況布點在那吉隧道進口DK123+830、DK123+835、DK123+840和那吉出口DK131+975、DK131+970、DK131+965埋設(shè)拱頂、收斂、地表量測預埋件；在那吉1#橫洞DK126+340、DK126+370、DK126+400和那吉2#橫洞DK130+205、DK130+190、DK130+180埋設(shè)拱頂、收斂量測預埋件；注：其中那吉隧道進、出口為Ⅴ級圍巖；那吉隧道1#橫洞為Ⅲ級圍巖；那吉2#橫洞為Ⅳ級圍巖，1#橫洞采取全斷面法開挖，其余洞口均采用兩步臺階加臨時橫撐方法開挖；根據(jù)業(yè)主要求橫洞位置不進行地表下沉觀測。

第四章數(shù)據(jù)采集本隧道進出口地表各斷面落差較大攀登困難,且為雙線隧道,隧道開挖半徑達7m之多,對拱頂、上臺階、地表的測點接觸觀測難度較大，不符合對每次觀測數(shù)據(jù)用時要短的要求，故采用全站儀進行非接觸觀測。非接觸測量適合地形起伏較大、危險地段、懸空位置，施工干擾小、測量速度快、靈活、適應性強。非接觸測量具體步驟：1.用全站儀自由設(shè)站和固定設(shè)站兩種方法，后視沉降區(qū)域外的基準點或二等高程點，采用三維坐標的測量方法把坐標引到要觀測的量測觀測點前；2.根據(jù)斷面設(shè)置里程位置、編號從小到大的原那么，用全站儀十字絲照準量測觀測點上貼好的反射片中心逐一進行觀測各點的三維坐標、取各點連續(xù)觀測三次的平均值作為該次的測量成果；3.沉降觀測點測量完畢后、觀測第二個基準點，進行高程及平面閉合，計算閉合高程及坐標是否超限、合格，如超限查找原因進行補測；4.堅持四固定原那么，即測量人員固定、儀器固定、測站固定、測量順序固定。其誤差不得超過±0.5√Nmm(N為測站數(shù))。

第五章內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析與評估5.1監(jiān)控量測信息反應程序監(jiān)控量測信息反應根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對工程平安性進行評價，并提出相應工程對策與建議，監(jiān)控量測信息反應程序如圖5-1。是圖5-1監(jiān)控量測信息反應是

5.2隧道及地下工程施工監(jiān)測系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)本標段對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析與評估使用中鐵西南科學研究院研究開發(fā)的?隧道及地下工程施工監(jiān)測系統(tǒng)?，該系統(tǒng)在使用中的重點環(huán)節(jié)包括：新建工程、斷面設(shè)置、測點設(shè)置、量測數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)回歸分析、變形量超前預測、打印報表等，以下文章將對這些工作環(huán)節(jié)進行詳細的表達。5.2.1新建工程1.在初始頁面下點擊“工程樹設(shè)置〞出現(xiàn)以下界面如圖5-2所示，在此頁面點擊“新建工程〞在工作頁面會出現(xiàn)一行可錄入信息的藍色光標，在此處錄入相應的工程信息如“新建XX鐵路XXXX-2標〞。圖5-2新建工程a2.點擊“添加〞在它的下拉菜單中選擇“子級〞或“平級〞，與錄入工程信息相同分別錄入XX隧道和該隧道不同的開挖面〔進口、1#橫洞、2#橫洞、出口〕的根本信息，自后點擊并“保存〞如圖5-3所示。

圖5-3新建工程b5.2.2斷面設(shè)置1.以XX隧道進口為例進行斷面設(shè)置，保存錄入的隧道信息后點擊“斷面設(shè)置〞→選擇“進口〞進入斷面設(shè)置頁面如圖5-4所示。圖5-4斷面設(shè)置a

2.點擊“添加〞在彈出的對話框錄入斷面信息→點擊“確定〞保存如圖5-5所示。圖5-5斷面設(shè)置b5.2.3測點設(shè)置1.以XX隧道進口DK123+830斷面地表下沉測點設(shè)置為例，點擊“測點設(shè)置〞→“GDXC830〞對選中的斷面的測點進行設(shè)置如圖5-6所示。圖5-6測點設(shè)置a2.點擊“添加〞在彈出的對話框錄入測點信息→點擊“確定〞保存如圖5-7所示。圖5-7測點設(shè)置b5.2.4數(shù)據(jù)導入1.點擊量測的工程，如“拱頂下沉〞→“監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入〞→選擇斷面“GDXC830〞如圖5-8所示。圖5-8數(shù)據(jù)導入a

2.點擊“導入〞→選擇數(shù)據(jù)Excel數(shù)據(jù)文件→“確定〞→在彈出的對話框里對數(shù)據(jù)的內(nèi)容與表格的數(shù)據(jù)范圍進行“添加映射〞→“確定〞數(shù)據(jù)導入完畢如圖5-9所示。圖5-9數(shù)據(jù)導入b5.2.5數(shù)據(jù)回歸分析1.在監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢對話框選擇要分析的斷面“DK123+830〞→選擇測點“1〞→點擊回歸分析如圖5-10所示。圖5-10回歸分析a

2.在上步操作的后彈出的對話框中“函數(shù)選擇〞里回歸函數(shù)→點擊開始分析，系統(tǒng)會自動生成分析后的函數(shù)圖象和參數(shù)如圖5-11所示。圖5-11回歸分析b5.2.6隧道變形超前預測在“預測〞的方框里填寫超前預測的天數(shù)如“30〞，點擊“計算〞后系統(tǒng)自動計算出以后30天以內(nèi)測點的理論沉降值和圖象如圖5-12所示。圖5-12超前預測

5.2.7打印報表在上一步操作的頁面左上角點擊“操作〞在其下拉菜單中點擊“打印〞，系統(tǒng)會顯示出報表的打印預覽界面。點擊“打印機圖標〞即可打印出該斷面的信息報表如圖5-13所示。圖5-13打印報表

5.3成果報告1.回歸數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的比照參考值見表5-1。表5-1回歸分析參考值量測日期間隔天數(shù)累計值回歸值預測最終值2021-9-1915:120.000.000.000.002021-9-2010:000.782.000.390.002021-9-2114:501.983.000.990.002021-9-228:252.723.001.340.002021-9-239:203.764.001.840.002021-9-2414:304.974.002.410.002021-9-2514:305.974.002.870.002021-9-268:246.725.003.200.002021-9-278:307.725.003.650.002021-9-287:478.695.004.070.002021-9-2815:179.005.004.210.002021-9-297:229.675.004.490.002021-9-2914:369.975.004.620.002021-9-307:3010.685.004.920.002021-9-3014:2010.965.005.040.002021-10-18:0711.705.005.340.002021-10-114:5911.995.005.460.002021-10-27:4012.695.005.740.002021-10-213:0012.915.005.830.002021-10-37:2013.675.006.130.002021-10-314:5013.985.006.260.002021-10-49:3014.765.006.560.002021-10-413:1514.925.006.620.002021-10-57:2515.685.006.910.002021-10-68:4416.735.007.310.002021-10-77:5017.696.007.670.002021-10-88:0018.705.008.040.00

2.地表下沉數(shù)據(jù)匯總見表5-2。表5-2地表下沉數(shù)據(jù)匯總表隧道名稱序號觀測測點觀測天數(shù)本月累計沉降(mm)累計沉降(mm)結(jié)果分析備注XXXX\進口1DBXC-830-1265.006.00能正常施工2DBXC-830-2262.002.00能正常施工3DBXC-830-32611.0011.00能正常施工4DBXC-830-4268.009.00能正常施工5DBXC-830-5266.006.00能正常施工6DBXC-835-13520.0024.00能正常施工7DBXC-835-23525.0027.00能正常施工8DBXC-835-33524.0027.00能正常施工9DBXC-835-43529.0032.00能正常施工10DBXC-835-53517.0021.00能正常施工11DBXC-835-63511.0011.00能正常施工12DBXC-840-13511.0014.00能正常施工13DBXC-840-23513.0015.00能正常施工14DBXC-840-33516.0017.00能正常施工15DBXC-840-43514.0016.00能正常施工16DBXC-840-53513.0016.00能正常施工17DBXC-840-63513.0014.00能正常施工3.拱頂下沉數(shù)據(jù)匯總。見表5-3表5-3拱頂下沉數(shù)據(jù)匯總表隧道名稱序號觀測測點觀測天數(shù)本月累計沉降(mm)累計沉降(mm)結(jié)果分析備注XXXX\進口1GDXC-835-A142.002.004.周邊收斂數(shù)據(jù)匯總。見表5-4表5-4周邊收斂數(shù)據(jù)匯總表隧道名稱序號觀測測線觀測天數(shù)本月累計收斂(mm)累計收斂(mm)結(jié)果分析備注XX隧道\進口1ZBSL-835-BC146.997.00

5.結(jié)果分析本周地表沉降，拱頂沉降，洞內(nèi)水平收斂回歸曲線見圖5-14，各項觀察值均正常，可正常施工。圖5-14：進口回歸曲線圖

第六章總結(jié)由于隧道工程的特殊性、復雜性和隧道圍巖的不確定性，對隧道圍巖及支護結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控量測是保證隧道工程質(zhì)量、平安的必不可少的手段。通過量測，及時對隧道個別圍巖失穩(wěn)趨勢的區(qū)段提供了預報，為施工單位及時調(diào)整支護參數(shù)以及合理確定二次襯砌時間提供了可靠的科學依據(jù)。通過大量量測發(fā)現(xiàn)隧道開挖及初期支護后大約30d圍巖根本上穩(wěn)定，于是建議施工單位及時施作二次襯砌。同時由于監(jiān)控措施得當，及時的指導施工和修改設(shè)計，從而保證了隧道施工的平安、經(jīng)濟、收到了良好的效果。但由于監(jiān)控量測工作是一項具體而又復雜的工作，在實際過程中尚需不斷積累經(jīng)驗和完善相關(guān)理論，因此，對隧道監(jiān)控量測及數(shù)據(jù)的整理分析及應用應該做好一下幾點：1.監(jiān)控量測內(nèi)容的選擇，量測斷面位置選擇和量測測點的布置；2.監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的采集和施工狀態(tài)變化情況緊密結(jié)合，分析數(shù)據(jù)變化和施工狀態(tài)的關(guān)系；3.量測數(shù)據(jù)的應用，量測數(shù)據(jù)變化的準確分析和判斷，量測的及時反應，指導設(shè)計、施工和修改支護參數(shù)；4.通過監(jiān)控量測保證隧道平安，預防隧道