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【摘要】在當下城市建設飛速發展的背景下，建筑工程對施工測量成果的準確度也提出了越來越高的要求，施工測量成果的準確度直接關系整個建筑工程的施工質量。隧道工程是我國建筑項目中的一個重要組成部分，隧道工程的施工質量在很大程度上取決于圍巖量測技術的信息化水平。論文對圍巖量測信息化在隧道施工中的應用進行了探討，以期為提升我國隧道工程的施工質量提供一些參考依據。
【關鍵詞】圍巖量測；隧道施工；應用
1引言
圍巖量測是指在對隧道進行施工期間，通過對圍巖和支護系統的改變狀況和性能進行嚴密的監控，對施工方案進行深入優化，調整相關支護參數，從而達到提升隧道施工質量的目的。由此可見，圍巖量測技術的信息化程度與隧道的施工質量密切相關。但是，由于以往的工程測量技術的精準性有待提高，信息反饋不及時，對施工進度造成了嚴重的影響，而圍巖測量信息化可以使這一問題得到有效的解決。因此，對圍巖量測信息化在隧道施工中的應用進行研究具有重要的現實意義。
2工程概況
某隧道地處三門峽市靈寶縣境內，隧道地質構造和水文條件復雜，屬控制性重難點工程。該隧道起點里程為DK694+053，終點里程為DK716+804，總長度22.751km，此隧道為單線單洞隧道，圖紙設計5條斜井，起初施工工作面為7個，斜井完工后施工工作面為12個。隧道線路近東南走向約117°~153°，平面入口DK694+053~DK694+553為右轉曲線，半徑達1300m。隧道內縱坡設計為單坡道，隧道除出口約2km段為下坡，其余均為上坡，此隧道全長的17%分布著II級圍巖；60%分布的是III級圍巖；17%分布的是IV級圍巖；6%分布的是V級圍巖；由于隧道IV、V級圍巖分布比例大，且地形條件復雜，隧道橫穿21條斷層，主要參建單位均將圍巖量測作為安全施工生產的重要控制手段。
3圍巖量測
3.1圍巖量測的目的
在隧道施工期間，加大對圍巖的量測有助于更好地掌握初支收斂狀況，并且可以為改進施工方案、完善施工支護參數、保障施工的安全性提供可靠的依據[1]。在對該隧道進行施工期間，通過采集、分析以及整理量測數據可以達到如下3個目標：（1）為評估支護系統和圍巖的穩固性提供依據，為設計二砌施工時間奠定基礎；（2）可以全面掌握支護和圍巖的變形狀況，為糾正和優化支護參數提供可靠的依據，進而確保圍巖的穩定性和施工的安全性；（3）在分析圍巖量測信息的基礎上，制定具有針對性的策略，不斷地調整施工方案，不僅可以確保施工的安全性，還可以最大限度地縮短施工時間。這是傳統工程測量所無法比擬的。
3.2測點設計和要求
應將拱頂下沉量測項目與隧道凈空改變設計在相同的斷面上，同時再根據圍巖的種類設計量測斷面之間的距離和測點數量。III、IV、V級圍巖分別對應布設斷面間距為30~50m、10~30m，5~10m，為保證數據的可靠性，均取最小值進行斷面布設。隧道開挖完成后，應及時跟進布設量測點，量測點應距隧道開挖面10m以內。量測點布設采用專用預埋件埋設至預先設置好的斷面上，并在預埋件上貼全站儀反射片，布設好各測點之后，首次量測數據的讀取必須在下一循環爆破之前進行。
3.3監控量測信息化數據采集及處理過程
監控量測信息化數據采集采用高精度全站儀進行，并保證全站儀有藍牙或藍牙接口，全站儀通過藍牙與手機端連接，數據采集完成后保存至手機客戶端，通過手機端將數據傳輸至監控量測信息化平臺進行數據分析處理，詳細流程如圖1所示。
3.4現場量測要求
1）在完成噴錨支護施工后的2h內必須進行測點布設工作，并讀取首次量測數據。2）在開展量測工作前，必須對相關的儀器進行仔細檢測，以保證其完好，倘若發現故障，必須立即替換或進行維修。同時，還應對測點進行全面的檢測，唯有保證測點處于良好狀態，才能開展相關的量測工作[2]。3）在量測過程中，必須按照相關量測順序事先安裝好有關設備，每個測點均應量測3次。倘若3次讀數存在較大的誤差，則必須全面檢測量測設備，保證其安裝正確，在不改變測點的情況下再進行二次量測；倘若3次量測讀數比較接近，可將3次量測讀數的平均值作為量測結果。同時，必須對所有測點的支護情況、環境溫度及掘進里程等信息進行仔細地記錄。在隧道施工現場，可先大略地測算測量所得數據，倘若存在較大的偏差，則必須立即向施工現場的負責人報告，并加大問題斷面監測頻率，以便及時地采取相關的處理措施，防止發生不必要的問題。4）在完成圍巖量測后，必須認真檢測相關的儀器設備，同時根據相關的規定來養護、存放儀器設備，另外，還必須對相關的圍巖量測資料等施工材料進行仔細地整理。
4分析和應用量測數據
結合所有測點的變形曲線和累計位移，對量測數據實施回歸分析。事實上，回歸分析就是處理并測算一系列存在一定規律的量測數據，同時將此作為判定2個變量之間函數關聯的依據?？衫煤瘮凳嚼L制的曲線表示量測數據的散點分布，并計算變量的極限值。在此，可利用指數來回歸分析拱頂下沉和四周收斂的量測數據。在對量測數據進行分析時，應對具體的量測數據及有關情況加以全面分析，再根據隧道施工的整體安排實施二次襯砌，或對圍巖支護實施加固。本文根據該隧道四周的收斂狀況與時間之間的關聯以及時間與拱頂下沉之間的關系繪制曲線，并分別對其實施了回歸分析。平臺會根據上傳的量測數據的日變形量和累計變形量對照設計規范要求判斷累計形變量與單日形變量是否超限，如有測點超限，可及時進行處理。圍巖量測回歸分析圖是判斷圍巖是否趨于穩定的重要依據，通過數據平臺和客戶端可以直接查看圍巖是否趨于穩定，并對觀測頻率進行相應調整，回歸曲線公式為：根據圖形可以看出，圍巖變化率已基本趨于穩定，可減小觀測頻率，并在恰當時候停止此斷面的觀測。
5對圍巖量測信息化中問題的認識
目前，大多數隧道工程均是采取圍巖監測信息化來對圍巖的穩定性進行分析，這樣可以有效地防止塌方事件的發生，并提升支護的穩固性，為隧道的安全施工奠定堅實的基礎。在實施開挖支護后，施工人員可利用圍巖量測信息化對圍巖的穩固性、支護的強度和變形改變周期實施評估。經過現場量測后得知，Ⅲ級及以下圍巖在經過開挖之后仍具有較好的穩固性，且長時間不會出現大的變形，可根據數據穩定性分析減少對Ⅲ級及以下圍巖的觀測頻率，在適當時間可以考慮停測。由于Ⅳ級和Ⅴ級圍巖的圍堰穩定性較差，必要時，應加大觀測頻率。由于這兩類圍巖的地質情況較差，且存在諸多不確定因素，很容易出現塌方等意外事故，在圍巖量測期間極易出現變形病害現象。所以，針對Ⅳ級和Ⅴ級圍巖必須始終秉承早襯砌的原則，這樣方能保證安全地開展施工，避免塌方事件的出現。在開展隧道施工期間，除了必須保證施工的規范性，還必須確保隧道施工達到實用性和經濟性的要求。因此，針對量測數據不穩定地段，應每隔5m設置一個斷面來監測拱頂的下沉狀況，每隔5m實施1次3點收斂量測[3]。然而，從技術層面來說，此種支護體系也并非絕對安全，在做完初期支護后，仍有可能出現變形問題。如果已有的支護體系無法有效地把控圍巖的變形程度，導致變形病害持續發展，則必須立即采用對應的補救策略。
6結語
總而言之，圍巖量測是隧道施工過程中一個極其重要的環節，通過量測圍巖，可以實時了解圍巖的改變情況，對圍巖的變形量進行準確的評估，為評估圍巖的穩固性提供可靠的依據，從而保證隧道施工方案的準確性。同時，通過量測圍巖，可以得到較可靠的地質信息，為合理地調整施工設計奠定堅實的基礎，這樣不僅可以有效地縮短隧道施工的工期，保證施工的安全性，而且可以達到低耗、優質的效果。
【參考文獻】
【1】白俊.監控量測在隧道施工中的應用[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2013(4):286-288.
【2】黃金山,黃隆基,陳贊梁,等.監控量測技術在高速公路隧道施工中的應用[J].科技與企業,2013(14):223.
【3】任永強.淺談圍巖判釋和監控量測在隧道施工中的作用[J].甘肅科技,2014(11):112-114.
作者:趙云 單位:中鐵十六局集團第四工程有限公司