隧道施工变形监测方法研究

隧道施工变形监测方法研究
发布时间：2022-08-28T02:39:33.856Z 来源：《科学与技术》2022年4月第8期作者：陈兵兵[导读] 隧道变形监测在隧道施工过程中扮演了越来越重要的部分，在保障隧道建筑安全和生命财产安全方面的作用也越来越不可忽略。

陈兵兵
中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司重庆 400016摘要：隧道变形监测在隧道施工过程中扮演了越来越重要的部分，在保障隧道建筑安全和生命财产安全方面的作用也越来越不可忽略。

现代科学技术的越来越快的发展和计算机网络技术的爆炸式发展，隧道变形监测也必须随着时代的改变而采用新型的测量方法，采用简单且实用的数据处理手段，提高隧道变形监测的时效性并提高变形监测数据的安全，实现隧道变形监测的自动化。

本文主要针对对隧道施工
变形监测方法和测量数据处理方法的研究，提高工作效率，改进测量方法。

（1）根据现有的资料，即隧道施工变形监测的测量内容及测量方法，根据现场的实际情况，对不同的隧道采取不同的变形监测测量方法、不同的隧道采用不同的断面布设方法、不同的变形监测项目采用不同的监测方法及变形监测频率。

对隧道变形监测数据的稳定性判别方法进行了适当的总结归纳，对不同的变形监测数据采取不同的稳定性判别方法。

从而对隧道内危岩的稳定性判别提供了理论支持。

（2）结合实际项目中隧道施工变形监测实施现状，不同的隧道施工项目采用不同的隧道施工变形监测测量方法、断面布设方法以及变形监测频率，并对隧道施工变形监测数据归纳总结，从而找出最优的隧道变形监测方法及数据处理方法。

关键词：变形监测；数据处理；稳定性判别1 引言
在隧道的建成过程中，如何保证隧道的安全与稳定是影响围岩和隧道支护结构稳定性和可靠性的重要问题。

然而绝大部分的隧道的施工条件非常复杂，改变岩体的物理结构会使危岩的结构应力发生极大的改变。

因此很有必要以现有的技术方法手段充分了解隧道的围岩支撑结构。

为了保证隧道的稳定及施工人员的生命安全最有效的方法是在施工过程中加强对隧道危岩的变形监测，借助于现代化的隧道变形监测方法及监测数据处理方法对现场数据不断修正，从而保证隧道危岩的稳定性判别。

2变形监测方法
2.1 变形监测项目
（1）必测项目
必测项目指的是在隧道从施工队伍进场进行隧道施工建设开始直到隧道建设完成期间所有时刻都必须进行变形监测的项目。

必测项目主要包括对隧道的洞内外观察、隧道拱顶沉降、隧道对边收敛和隧道地表沉降的监测。

隧道变形监测可以通过这些项目的测量来判别隧道围岩是否存在不稳定情况。

（2）选测项目
大多数情况下隧道工程从施工开始到施工完成所经历的时间较长，且隧道变形监测的项目分门别类，对所有的项目都来进行变形监测将耗费巨大的人力物力。

因此对某些变形监测项目可以根据隧道现场的实际情况选择一些地质条件复杂的区域进行分析研究。

在现行的变形监测工作中，变形监测的选测项目通常包括:隧道内部位移、钢支撑内力、隧道围岩压力、锚杆轴力等。

2.2 变形监测点的布设方法
（1）测点断面间距
围岩级别断面间距（m）
V5
IV10
III30
（2）拱顶沉降及对边收敛监测点的布设方法施工开挖方法净空收敛测线数三台阶法三条净空收敛线两台阶法两条净空收敛线
全断面法一条净空收线
交叉中隔壁法每个分部一条净空收敛线2.3 变形监测的频率
（1）按距掌子面距离确定的监控量测频率
断面距掌子面距离变形监测频率（0～1）B2次/天
（1～2）B1次/天
（2～5）B1次/2天
>5B1次/7天注：B为施工过程中隧道开挖的掌子面长度。

（2）按位移速度确定的监控量测频率
位移速度（毫米/天）变形监测频率≥52次/天
1～51次/天
0.5～11次/2天
0.2～0.51次/3天
3变形监测数据处理方法
隧道变形监测的数据处理过程是将在隧道变形监测过程中采集到的各项数据进行科学性的归纳总结计算，通过与该隧道的危险预警阈值进行对比分析
准确及时获取隧道支护结构的变形量及相应的后续发展变形趋势量，根据国家的相关法律法规以及相应的测量规范相关规定，得出隧道是否存在安全隐患，如有隐患应及时采取措施保障隧道安全及人员生命安全。

并对变形监测数据通过报表及报告等符合规范要求的形式将隧道变形情况及时反馈给各方相关负责人员。

变形监测数据出现异常时，通过科学合理的数据处理方法对数据异常原因进行分析，有针对性的对施工方法进行合理有效的更改，以此保证隧道的施工安全。

而隧道施工现场环境复杂多变，易受外在环境及内部因素的干扰，通过隧道变形监测得到的原始测量数据受人为因素或外在因素的影响较大，经常会出现数据呈现剧烈的上下波动情况，以至于对隧道的安全性评估带来极大的难度，很难准确的对隧道稳定性做出及时有效的判别。

因此，可以选择恰当的数学方法得到比较理想的曲线，并采用行之有效的数学公式对隧道变形趋势情况加以表达，以此来提高现场变形监测结果的可靠性。

因此，选取良好的数据分析处理方法能获得准确和可靠的反馈信息。

4工程实例
4.1工程概述
本文采取某在建高速铁路建设工程项目，该项目全线建筑长度近1000公里。

选取项目中具有代表性的大湾隧道进行变形监测，该隧道全长7214m，最大埋深285m。

4.2变形监测数据计算
施工单位：中铁上海工程局集团有限公司 观测日期：2017年3月31日 17时30分
仪器名称：南方NTS341I
测点编
号初始高程
（m）
上次高程
（m）
本次高程
（m）
变形
速率
累积
沉降
量
初测
时间
K0+706294.0924294.0861294.0859-0.2-6.53/19 K0+701294.4064294.4057294.40570.0-0.73/27结论数据正常
施工
建议
继续按设计支护参数和开挖方法施工注：以上测点高程均为相对高程，表中“-”为下沉，“+”为上升
1. 面向进口方向，同一监测断面的测点编号为GDXC（测点里
程）。

2. 测点被破坏重新布设后初测，原测点累积值在新测点中加入。

4.3报表数据分析
本月大湾隧道监测数据显示：大湾隧道测点拱顶沉降的累计沉降值最大的监测点为GDXCHDK0+706，其累计沉降值为-9.3mm，单日沉降速率为-0.2mm/d，测点未达到警报值，处于稳定状态。

大湾隧道断面周边收敛的累计沉降值最大的监测点为ZBSLHDK0+706-1，其累计变形值为-8.5mm，单日沉降速率为-0.2mm/d，测点未达到警报值，处于稳定状态。

大湾隧道周边地表沉降数据显示：累计沉降值最大出现在DBHDK0+701-6测点，其累计沉降值为-10.0mm，单日沉降速率为-0.2mm/d，各测点均未达到警报值，处于稳定状态。

目前隧道、围岩及周边山体处于较安全状态。

5 结束语
本文对隧道变形监测现状进行了研究，结合隧道变形监测实际需求，对隧道变形监测方法进行研究，但受限于论文研究时间过短，隧道变形监测还有很多的问题亟待研究解决。

参考文献
[1]张文.隧道施工监控量测数据分析处理和信息管理系统研究与应用[D].兰州交通大学,2015.
[2]李星平.隧道施工监控量测智能型信息管理与分析系统的研究[D].重庆交通大学,2008.
[3]张长亮.基于监控量测与数值分析的隧道围岩稳定性判定方法研究[D].重庆交通大学,2008.
[4]刘小俊.基于施工监控量测技术的公路隧道围岩稳定性研究[D].西南交通大学,2017.
[5]陈凯江.隧道施工监控量测及数据反分析技术研究[D].北京工业大学,2013. 作者简介：陈兵兵（1993.06-），男，汉族，四川广安市人，中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，（中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司?重庆?400016）。