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隨著社會(huì)不斷發(fā)展,人們對(duì)于工程施工質(zhì)量的要求越來越高,在道路施工中的隧道施工,是復(fù)雜且難度較大的一項(xiàng)工程,所以對(duì)質(zhì)量的監(jiān)控就變得尤為重要。
隧道是一種利用地下空間的工程,它包括了交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道。隧道不光指地底下隧道也包括穿山隧道。隧道按照所處的地質(zhì)條件可以分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道;按照隧道的長(zhǎng)度又可以分為長(zhǎng)隧道、短隧道、中長(zhǎng)隧道和特長(zhǎng)隧道;按照隧道埋置的深度可以分為淺埋隧道和深埋隧道;按照用途還可以分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。
隧道監(jiān)控測(cè)量是為了實(shí)現(xiàn)隧道安全、通行安全,指導(dǎo)施工以及積累資料的目的。目前,我國在隧道施工的過程中,經(jīng)常把先進(jìn)的量測(cè)技術(shù)和觀察技術(shù)以及方法應(yīng)用進(jìn)施工中,目的就在于在施工之前分析施工地的情況,了解山體或者地下結(jié)構(gòu),把了解和分析的結(jié)果整理出來,并應(yīng)用于施工中,指導(dǎo)施工安全有效進(jìn)行,這種方法通常被稱為信息反饋法。隧道監(jiān)控測(cè)量的目的主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)掌握山體或者地底的巖石結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律;(2)掌握巖石結(jié)構(gòu)和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性;(3)可以對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善;(4)能夠預(yù)先知道施工過程中可能發(fā)生的情況,對(duì)事故的預(yù)防有幫助;(5)指導(dǎo)施工安全有效進(jìn)行,對(duì)施工中出現(xiàn)的問題及時(shí)修正;(6)其監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)具有法律及公證性,加蓋了CMA公章的觀測(cè)結(jié)果是具有公證效力,能夠明確責(zé)任。
(1)監(jiān)控測(cè)量工作進(jìn)行的時(shí)間和范圍有明確的規(guī)定,必須得在開挖、支護(hù)施工完成之后,按照先前設(shè)計(jì)好的要求布點(diǎn)監(jiān)控測(cè)量,且測(cè)量情況要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的情況及時(shí)調(diào)整或者完善,測(cè)量數(shù)據(jù)一定要及時(shí)分析處理,并且在第一時(shí)間內(nèi)把結(jié)果反饋到施工過程中;
(2)隧道監(jiān)控測(cè)量之前,要多次觀察隧洞內(nèi)外的情況,確認(rèn)前期工作完成質(zhì)量過關(guān),能夠安全進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)也不能忽視了未施工地段的觀察;
(3)在隧道監(jiān)控測(cè)量過程中,要每天觀察工作面的情況,如果發(fā)現(xiàn)有施工條件惡化趨勢(shì),就要及時(shí)采取相對(duì)應(yīng)的措施,以保證施工能夠正常進(jìn)行,觀察后要把這些情況整理成圖,把數(shù)據(jù)填入監(jiān)控記錄表,為隧道安全有效施工提供更為全面的信息;
隧道監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)的處理通常是對(duì)觀察檢測(cè)的信息資料進(jìn)行非線性回歸分析,一般會(huì)用到關(guān)系函數(shù)。
對(duì)數(shù)函數(shù):u=a·ln(1+t)或u=a+b/ln(1+t)
指數(shù)函數(shù):u=a·e-b/t或u=a(1-e-b·t)
雙曲線函數(shù):u=t/(a+bt)或 u=a[1-1/(a+bt)2]
隧道監(jiān)控測(cè)量有主要分為水平測(cè)量和拱頂下沉測(cè)量,測(cè)量方法中數(shù)據(jù)的處理從下面方向進(jìn)行:
(1)水平測(cè)量。水平測(cè)量的前提是隧道預(yù)埋件要提前埋設(shè),埋設(shè)要嚴(yán)格按照要求和規(guī)定時(shí)間進(jìn)行,然后才能安裝儀器完成測(cè)量工作。當(dāng)儀器安裝好了以后,利用彈簧秤、滑行管道以及鋼絲繩給鋼尺加入一種水平力,然后對(duì)第一次測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)測(cè)讀,等到數(shù)據(jù)誤差在連續(xù)測(cè)量三次后小于0.18mm后,才開始后續(xù)施工。在水平測(cè)量的過程中,要把每次測(cè)量的數(shù)據(jù)做好詳細(xì)記錄,記錄的內(nèi)容要有記錄和測(cè)量的日期、時(shí)間,還需要記錄下測(cè)量的距離、環(huán)境溫度、此次測(cè)量具體數(shù)據(jù)等,然后再根據(jù)記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)制作成曲線圖。當(dāng)曲線程度隨著時(shí)間變化慢慢變地平直時(shí),可以采用測(cè)量數(shù)據(jù)回歸分析法來推算時(shí)間與距離變化的關(guān)系以及規(guī)律。這時(shí)的推算就需用到之前所說的函數(shù)關(guān)系。
(2)拱頂下沉測(cè)量。拱頂下沉測(cè)量主要是利用水平儀觀測(cè),輔以水準(zhǔn)測(cè)量法。拱頂下沉測(cè)量首先要將拱頂?shù)某跏几叨戎涤涗浵聛?,然后再與施工后的某一時(shí)刻拱頂高度相對(duì)比,這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值就是拱頂下沉的數(shù)據(jù),用公式表示為:Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q0-Q)+(P0-P)。其中U表示拱頂位置數(shù)據(jù),Q、P表示拱頂高度值。拱頂下沉測(cè)量數(shù)據(jù)處理的方法與水平測(cè)量出的數(shù)據(jù)處理方法是一樣的。
(1)繪制施工圖。根據(jù)水平測(cè)量和拱頂下沉測(cè)量得出的數(shù)據(jù)分析,對(duì)隧道施工工程的設(shè)計(jì)圖紙起到一個(gè)輔助的作用,使得隧道在施工過程中能夠更加安全有效進(jìn)行施工。
(2)判斷隧道穩(wěn)定性。測(cè)量所得的數(shù)據(jù)是隧道穩(wěn)定性判斷的重要依據(jù),主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):①當(dāng)管理位移處于U<U[1B/2B]/3時(shí),說明一切都比較平穩(wěn),所以施工工作可以正常進(jìn)行;②當(dāng)管理位移處于U[1B/2B]/3≤U≤2U[1B/2B]/3時(shí),說明地質(zhì)構(gòu)造趨于失穩(wěn)狀態(tài),此時(shí)就要堅(jiān)強(qiáng)對(duì)施工的監(jiān)測(cè);③當(dāng)管理位移處于U>2U[1B/2B]/3時(shí),說明地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種失穩(wěn)狀態(tài),此時(shí)就要采取相應(yīng)工程措施并且要加強(qiáng)對(duì)工程的監(jiān)測(cè);④當(dāng)位移的速度大于1mm/d時(shí),說明巖石等地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種變形嚴(yán)重的階段;⑤當(dāng)位移的速度小于0.2mm/d<1時(shí),說明巖石等地質(zhì)構(gòu)造已經(jīng)處于一種極不穩(wěn)定的階段,
(3)隧道監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)整理后反饋到施工中:①當(dāng)次的測(cè)量數(shù)據(jù)要及時(shí)整理,繪制好曲線圖和開挖面關(guān)系圖后,要尋找到數(shù)據(jù)之間的規(guī)律,最后把數(shù)據(jù)反饋到隧道施工中,通過這些數(shù)據(jù)的分析可以使施工更符合隧道變形規(guī)律以及隧道施工地的各種狀況,能提高施工效率;②對(duì)剛開始施工的數(shù)據(jù)整理出的曲線圖進(jìn)行回歸分析,能夠通過最終位移、變形速度的分析,把分析的結(jié)果反饋到施工中,可以有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn);③當(dāng)數(shù)據(jù)顯示出不正常的變動(dòng)時(shí),反饋到施工中,可以根據(jù)具體的施工情況采取加厚、加固、加密或加長(zhǎng)等措施,加強(qiáng)隧道施工的安全性,提高隧道施工的質(zhì)量。
通過對(duì)隧道施工過程中的各項(xiàng)監(jiān)控結(jié)果分析,能夠很好的預(yù)知地質(zhì)巖石變形曲式、完善施工措施。對(duì)數(shù)據(jù)的處理能夠提高施工的安全性及有效性,可以避免造成不必要的浪費(fèi)或者經(jīng)濟(jì)損失,也能有效避免安全施工事故的發(fā)生。
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