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摘要:隧道监控测量技术是对施工现场安全、支护结构进行稳定的重要手段,针对监控测量得到的数据信息可以对隧道进行科学设计和动态施工。本文将对当前隧道施工监控测量技术发展情况进行研究,分析当前存在的主要问题,从而在新技术应用和解决方案制定过程中,对监控量测中的问题进行有效改进。
关键词:隧道施工;监控量测;发展现状
隧道监控量测是确保现场施工安全和信息设计动态施工结合的基础。通过对施工现场监控得到的信息综合分析,需要对监控量测数据进行认真分析,更好的确保施工安全性和工程节奏合理性提升。在当前工程施工复杂性不断提升背景下,对隧道施工监控量测技术发展现状的研究就显得十分必要,为此本文就将对当前问题展开详细研究。
一、隧道监控量测技术发展现状
当前社会发展中针对隧道施工采用的监控量测项目包含了四个必测项目和十一个选测项目,通过对这些项目的研究,进一步对隧道围岩和支护结构受力情况进行掌握。四个必测项目指的是隧道地质和支护结构状态、周边位移、拱顶下沉和地表沉降。由于隧道工程本身就具备较强复杂性和特殊性,因此在施工中更需要按照隧道工程特殊性特点进行施工方案选择和技术明确,通过对合理监控量测项目的选择,更有效的开展隧道施工项目,只有这样才能进一步提升隧道工程的施工质量和效率[1]。在监测工作开展中,由于精密化仪器和自动化设备应用技术得到了进一步提升,因此这也意味着我国隧道监控量测技术进入了全新发展阶段。
(一)监控测点布置
拱顶下沉和周边位移在进行量测过程中需要按照隧道轴线的初期支护要求对测量位置进行均匀安排,当前对测点进行设置的方式多采用膨胀钩将其固定在初期支护结构上,针对隧道开挖方式对测点进行布置。针对分部开挖隧道而言,需要保证测点布置在同一个工程面中形成闭环。这一环节中应该针对隧道实际要求对选择项目进行分析。测点布置应该由监测单位进行,施工单位则需要对工作进行配合。每个测点预埋件应该保证牢固性和稳定性,尽可能实现耐久性提升[2]。但是在当前工作中,仍然存在单位自主设计测点,这造成测点埋设不规范问题频繁发生,无法保证测量数据的准确性。针对施工规范要求,需要对隧道周边位移和拱顶下沉测量进行明确,在初始值采集中可以更准确的反映监测数据,并对实际隧道变形情况进行有效控制。
(二)监测项目开展
其一,隧道地质和支护情况。这项工作的开展过程中主要采用的是观测形式,可以更直观的掌握隧道开挖过程中的围岩状态、地质结构和支护结构现状。其二,周边位移量测。在这项工作中需要加强对收敛剂的应用,在隧道条件达标前提下也可以加强对高精准度全站仪的应用。一般针对之前设计的测线埋设测点,需要针对现场施工条件进行研究,在保证下台阶开挖工作完成后才能进行下部测线工作的开展。其三,地面沉降测量[3]。这项工作的开展中需要加强对水准测仪量测工作的应用,还可以利用高精度全站仪进行观测。地表沉降工作的开展应该针对当前围岩情况对周边环境进行明确,进一步判断监测断面和测点之间的距离。
二、在监控量测中对新技术和新方法的应用
在当前科学技术水平全面提升背景下,监控量测技术和设备也得到了显著改进,同时隧道监控量测工作也将对逐渐向着智能化方向进行发展,在确保高精度的同时可以实现对监控量测工作效率的提升。
(一)在隧道监控量测中对三维激光扫描的应用
三维激光扫描是一项能对空间三维信息进行快速掌握的重要技术,这项技术可以将传统的单点采集数据模式转移到海量自动获取模式上,同时在信息采集环节中,高精度和高准确性优势也更为显著[4]。当前这一技术在隧道监控量测技术中的应用,要比传统监测手段的优势更为突出。
利用隧道激光扫描仪可以更精准的掌握隧道点云数据信息,通过对隧道三维模型的建立,借助点云拼接和椭圆拟合算法等方式可以更合理的进行数据分析,在不同阶段下对不同模型差异也可以进行规律研究。激光扫描可以借助海量的高精确点位数据进行模型精准性判断,由于变形数据敏感性较强,所以最终的变形结果也会更为直观,有助于信息化监测工作的有效开展。
(二)对隧道监测数据进行信息化发展
监测数据的分析和处理是目前隧道监控量测中最关键的组成环节,由于监测数据较大,所以数据处理也会发挥较大精力。为此,更需要加强对当前资源的应用,从而在科技发展水平全面提升背景下,借助现代化信息技术更有效的进行数据处理,并在数据分析过程中制定报表,在前期设定的警戒值要求下,进行工作预警,对现场工作中出现的问题进行及时反馈,这对于信息化设计和施工也将提供显著影响[5]。
在对现场监测数据进行采集的过程中,经常会受到外界环境或是工作人员素质的影响,因此一些数据会存在误差问题或是错误,对于这种情况,在施工现场中也要对数据进行有效校对,在有效复核过程中对误差问题进行消除,对于那些施工现场不能消除的误差,则要采用科学的数学方式对误差进行控制,确保其始终处于可控范围内。回归分析是当前对监测出进行处理最有效的一项规范方式,但是受到各种工程情况的差别影响,隧道应力状态的转变并不能用简单的回归模型进行分析,而是需要针对工程实际情况对工程回归模型进行选择。
前期隧道设计工作中大部分都需要地勘资料作为基础,但是有限的钻探和现场少量取样实验并不能对隧道真实情况进行反映,因此需要针对设计隧道中的支护参数对施工节奏进行调整[6]。在这一工作中隧道现场监测数据可以发挥明显优势,通过对数据信息的有效分析,更准确的掌握和计算隧道应力变化状态,在明确隧道施工节奏和支护参数过程中,为信息化建设和施工的顺利开展奠定良好基础。
(三)隧道施工自动化监测技术
信息技术水平的提升可以实现监控量测的自动化发展,目前隧道自动化监测主要依靠无线网络通信技术和数据应用技术,这种方式可以确保隧道工程在无人环境中实现二十四小时自主工作,不仅能对数据存储方式和结果进行有效分析,同时还能大大提升监测效率,因此自动化量测技术推广也能有效提升经济和社会效益。
隧道自动化的监测系统工作需要由传感器对数据产生的变化进行掌握,数据采集系统在对数据完成采集后还应该将数据传输到控制系统中,在系统对数据进行有效处理后,由监测人员对系统进行进一步维护,并对后续数据结果进行科学研究。
(四)隧道超前预报
这项技术的应用可以准确进行对掌子面前方围岩情况的准确判断,能对溶洞、突涌水等不良地质情况进行提前判断,从而制定合理的预防方案,实现对施工信息化和动态化趋势的推进。
当前短距离的超前预报主要采用的方式为地质雷达法,对于地下复杂的地质情况可以进行准确分析,从而在工作中展现有效适用性。当前整体预报效果较为显著,但是在超前预报工作中,地质雷达针对设备采集中的参数信息或是后期图像处理存在多解性特点,并且处理人员自身主观性较强,所以对工作人员的素质提出了更严格的标准和要求。
在进行中长距离的超前预报过程中,可以加强对TSP法和地震反射法的使用,但是由于实际工作中现场环境往往存在明显复杂性,设备仪器受到外界因素的影响比较大,所以并不能发挥良好的预报效果。这也要求工作人员要针对工程实际对设备进行完善和改进,进一步提升预报工作准确性。总而言之,无论是进行短距离还是中长距离的隋隧道超前预报,都应该加强对隧道施工实际情况的分析,保证方案的针对性得到显著提升。
结束语:
综上所述,所谓隧道施工中的重要环节,监控量测技术的出现不仅能对施工风险进行有效控制,同时对于施工动态化和信息化发展也有着重要影响。虽然目前工作中仍然存在一些问题,但是希望在本文研究下,相关工作人员能对这项工作有着更准确的认识,最终为隧道设计和施工发挥更多积极作用。
参考文献:
[1]唐文栋,马振波.隧道施工监控量测技术发展现状及思考[J].安徽建筑,2018,24(6):83-85.
[2]杨文杰.公路隧道施工监控量测技术现状及思考[J].建筑工程技术与设计,2018,16(29):1959.
[3]朱炯.公路隧道施工监控量测与超前地质预报技术现状及思考[J].四川水泥,2018,39(5):183,263.
[4]李玉峰,彭立敏,雷明锋.交叉隧道工程设计施工技术研究进展[J].铁道科学与工程学报,2014,11(1):67-73.
[5]杨小锋.铁厂沟隧道施工监控量测技术[J].建筑工程技术与设计,2018,52(31):207-208.
[6]何雄刚.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].北方交通,2018,33(11):89-91.