淺談鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)信息化在監(jiān)理管理工作中的實(shí)踐與運(yùn)用

白秀峰

(湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068)

淺談鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)信息化在監(jiān)理管理工作中的實(shí)踐與運(yùn)用

白秀峰

(湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068)

圍巖監(jiān)控量測(cè)對(duì)隧道整個(gè)施工過(guò)程中，對(duì)隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力狀況進(jìn)行觀察、量測(cè)，并通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理，分析地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，判斷隧道施工對(duì)地層的影響程度;通過(guò)信息反饋，修正設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化施工工藝，改進(jìn)施工方法，均有重要的指導(dǎo)意義。根據(jù)多年的隧道工程監(jiān)理工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)例，介紹了當(dāng)前監(jiān)理工作中對(duì)監(jiān)控量測(cè)信息化的管理與運(yùn)用。

監(jiān)控量測(cè);支護(hù)結(jié)構(gòu);變形;應(yīng)力;信息化

1 監(jiān)理監(jiān)控量測(cè)信息化管理

(1)編制適合本監(jiān)理標(biāo)段特點(diǎn)的隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)信息化監(jiān)理實(shí)施細(xì)則。

(2)PC客戶端和手機(jī)客戶端安裝到總監(jiān)、副總監(jiān)、測(cè)量專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師和隧道監(jiān)理工程師手機(jī)上，方便及時(shí)準(zhǔn)確的掌握隧道圍巖變化情況。

(3)監(jiān)理項(xiàng)目部組織全體監(jiān)理人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)上課培訓(xùn)，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)軟件的安裝、各個(gè)隧道斷面的設(shè)置、每個(gè)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的下載和上傳、全站儀的設(shè)置與電腦的連接等一系列工作進(jìn)行演示操作。

2 隧道監(jiān)控量測(cè)信息化監(jiān)理工作重點(diǎn)

(1)要求施工單位規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集和上傳，在每個(gè)掌子面完成量測(cè)后實(shí)時(shí)上網(wǎng)傳輸，根據(jù)軟件分析結(jié)果，對(duì)出現(xiàn)異常的部位(平臺(tái)預(yù)警部位)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，并將處理措施及時(shí)錄入信息管理平臺(tái)。

(2)檢查施工單位一否專(zhuān)人負(fù)責(zé)終端機(jī)管理，專(zhuān)機(jī)專(zhuān)用，終端機(jī)不得進(jìn)行其他工作。同時(shí)建立管理臺(tái)帳和報(bào)表制度，結(jié)合地質(zhì)情況分析監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，預(yù)警后采取工程措施的效果，對(duì)施工安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(3)各隧道監(jiān)理工程師每天對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽，對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、漏測(cè)(傳)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)、處理，必要時(shí)上報(bào)建設(shè)單位，并留有處理情況記錄等管理痕跡。對(duì)信息平臺(tái)中自動(dòng)形成的黃色、紅色預(yù)警后采取的措施實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)督。

(4)監(jiān)、副總監(jiān)、分站長(zhǎng)每天應(yīng)掌握管段內(nèi)的預(yù)警信息，測(cè)量專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師和隧道監(jiān)理工程師每天應(yīng)掌握所管隧道的監(jiān)控量測(cè)運(yùn)行情況，并按規(guī)定和有關(guān)要求，對(duì)異常情況進(jìn)行組織、督促，監(jiān)督施工單位處理。

3 監(jiān)控量測(cè)信息化-些重要管理規(guī)定[1-5]

采用變形總量和變形速率對(duì)隧道安全進(jìn)行等級(jí)管理，見(jiàn)表1、表2。

表1 位移管理等級(jí)

表2 措施對(duì)應(yīng)表

測(cè)點(diǎn)位移速率不小于5 mm/d時(shí)，由監(jiān)理工程師組織施工單位在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原因分析，并采取處理措施;當(dāng)速率連續(xù)2 d大于10 mm/d時(shí)，由監(jiān)理單位組織施工單位進(jìn)行原因分析和制定處理措施并上報(bào)建設(shè)單位批準(zhǔn);當(dāng)測(cè)點(diǎn)位移速率大于15 mm/d由建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位進(jìn)行原因分析，并制定處理措施。

圖1 監(jiān)控量測(cè)信息化系統(tǒng)工作流程

監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)整理、分析和反饋應(yīng)符合下列要求，監(jiān)控量測(cè)信息化系統(tǒng)工作流程見(jiàn)圖1。

隧道穩(wěn)定性結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和位移發(fā)展變化趨勢(shì)，當(dāng)出現(xiàn)下列失穩(wěn)先兆時(shí)，施工單位應(yīng)停止洞內(nèi)掌子面作業(yè)，立即向建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位報(bào)告，由建設(shè)單位(或委托監(jiān)理單位)組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位進(jìn)行原因分析，并制定應(yīng)急搶險(xiǎn)措施，及時(shí)組織人員實(shí)施。

(1)局部石塊坍塌或?qū)訝钆?、噴混凝土層的大量開(kāi)裂及鋼架扭曲等;

(2)累計(jì)位移量已達(dá)到極限位移的2/3時(shí)，且仍未發(fā)現(xiàn)位移速度有明顯減緩的趨勢(shì);

(3)初期支護(hù)接近侵入二次襯砌結(jié)構(gòu)尺寸內(nèi)。

4 實(shí)例

成貴鐵路云貴段工程位于云貴高原，巖溶地貌廣布，大多數(shù)隧道均存在巖溶、突泥涌水、瓦斯等安全風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)難點(diǎn)多、質(zhì)量難控制、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高。由北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)監(jiān)理的CGZQSG-13標(biāo)和CGZQSG-14標(biāo)，線路總線67 km，共有23座隧道。

成貴鐵路將軍山隧道全長(zhǎng)2 032 m。隧道出口D1K390+300～D1K390+275段處于淺埋地段，最大埋深11.48 m，最小埋深為3.14 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖揭示圍巖為硅質(zhì)巖、頁(yè)巖及泥巖、夾填充體，遇水易成泥狀。采用三臺(tái)階法+臨時(shí)橫撐施工方法進(jìn)行開(kāi)挖施工。2015年4月9日，將軍山隧道出口開(kāi)始掘進(jìn)施工，采用三臺(tái)階法施工，4月21日開(kāi)始出現(xiàn)突發(fā)性沉降，截止2015年7月9日，埋設(shè)6個(gè)觀測(cè)斷面共發(fā)生19次黃色預(yù)警、2次紅色預(yù)警，其中拱頂下沉最大值為193.0 mm，其對(duì)應(yīng)斷面的地表下沉值為224.0 mm。

根據(jù)隧道圍巖變形總量和變形速率對(duì)等級(jí)管理規(guī)定，經(jīng)過(guò)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位四方共同研究決定，先后對(duì)將軍山隧道等級(jí)管理進(jìn)行了兩次調(diào)整:黃色預(yù)警由初始值50 mm→80 mm→120 mm;紅色預(yù)警由初始值100 mm→160 mm→240 mm，及時(shí)調(diào)整施工工序和進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，既符合信息化管理要求，也為隧道安全施工提供了有力的理論依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)信息化建設(shè)，管理有序、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)效性強(qiáng)、準(zhǔn)確率高，總結(jié)其優(yōu)點(diǎn):一是監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)采用真三維坐標(biāo)，自動(dòng)傳輸，批量錄入，減少人為因素影響，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，可以準(zhǔn)確反映圍巖的變化情況;二是操作簡(jiǎn)單，功能齊全，窗口界面操作便捷;三是數(shù)據(jù)自動(dòng)檢驗(yàn)，自動(dòng)進(jìn)行分析和誤差處理，自動(dòng)預(yù)警預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)的應(yīng)用，使隧道監(jiān)控量測(cè)管理更加科學(xué)化、規(guī)范化、信息化，確保隧道施工安全、保證工程質(zhì)量，減少了人力物力，大大加快了施工進(jìn)度。

幾點(diǎn)體會(huì):一是由于鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)信息化推廣運(yùn)用時(shí)間不長(zhǎng)，許多施工單位及監(jiān)理單位對(duì)其重要作用和意義的認(rèn)識(shí)尚停留在形式上，未從根本上足夠重視，在執(zhí)行和落實(shí)上有待提高的空間;二是設(shè)備和軟件投入較大;三是埋設(shè)觀測(cè)標(biāo)時(shí)(尤其臺(tái)階法施工)經(jīng)常與作業(yè)工序間相互影響，量測(cè)點(diǎn)的損壞和恢復(fù)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因此對(duì)隧道施工管理水平的要求又進(jìn)一步提高。

[1] TZ204-2008，鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[S].

[2] 徐朋，劉少聰，魏戀歡，等.新塘坊隧道施工中的監(jiān)控量測(cè)及成果分析[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2012(2):125-130.

[3] 鮑榴.鐵路隧道施工圍巖監(jiān)測(cè)信息化平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[Z].中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2014.

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U455

B

1009-7716(2015)11-0177-02

2015-08-02

白秀峰(1980-)，男，山西五臺(tái)人，高級(jí)工程師，從事項(xiàng)目監(jiān)理工作。