隧道安全監(jiān)控量測成果淺析

李元吉

摘要：隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)不斷加強，隧道規(guī)模不斷擴大，隧道安全監(jiān)測工作在施工中和運營時越發(fā)重要，本文依托對運營中的煤炭溝隧道（K672+540～K672+560）段進(jìn)行了施工期的安全監(jiān)控量測，包括安全巡視，水平收斂和全斷面測量。通過對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的對比和分析，及時有效地提供了隧洞的變形情況，同時也總結(jié)了洞室監(jiān)控量測的一些經(jīng)驗，包括儀器設(shè)備選擇和替代，為今后類似工程或工法提供借鑒，以供大家共享。

關(guān)鍵詞：變形? 水平收斂? 數(shù)據(jù)分析? 監(jiān)測成果

中圖分類號：U456.3

Abstract： With the continuous strengthening of national infrastructure and the continuous expansion of tunnel scale， tunnel safety monitoring is becoming more and more important in construction and operation. This paper based on the safety monitoring measurement of the coal ditch tunnel （k672 + 540 ～ k672 + 560） section in operation during the construction period， including safety patrol， horizontal convergence and full section measurement， through the comparison and analysis of the monitoring and measurement data， the deformation of the tunnel is provided in time and effectively. At the same time， some experience of tunnel monitoring and measurement， including the selection and substitution of instruments and equipment， is also summarized， so as to provide reference for similar projects or construction methods in the future for everyone to share.

Key Words： Deformation; Horizontal convergence; Data analysis; Monitoring results

1.項目背景和實施依據(jù)

雅礱江官地水電站對外交通工程是由經(jīng)久車站-經(jīng)久鄉(xiāng)-佑君鎮(zhèn)-穿越磨盤山-小關(guān)溝-金河鄉(xiāng)-金河大橋左岸橋頭，至打倮專用公路，接官地水電站場內(nèi)公路。經(jīng)久轉(zhuǎn)運站-佑君鎮(zhèn)、小關(guān)溝-金河大橋?qū)偈〉?07線，為山重三級低標(biāo)準(zhǔn)，部分路段為原二灘庫區(qū)賠償?shù)幕炷谅访?，大部分為瀝青灌入式路面。該路段地處山區(qū)，沿線路基和邊坡穩(wěn)定性差[1-2]。

煤炭溝隧道起止樁號為K672+148～K673+470，隧道進(jìn)口底板高程為1315.14m，出口底板高程為1354.80m，全長1322m。

監(jiān)測段為K672+540～K672+560，全長為20m。

2.安全監(jiān)測基準(zhǔn)點選埋

測量控制點基準(zhǔn)為GP46、GP48兩個GPS點，因GP46、GP48兩個點與隧洞洞口不通視，需布設(shè)四個控制點（GP46-1、GP46-2、GP46-3、GP46-4）與GP46、GP48形成一個平面控制網(wǎng)供觀測時使用[3]。

結(jié)合規(guī)范要求，監(jiān)測點位測量中誤差為±3mm?？刂茰y量儀器采用Leica TCR1201+，其測角精度為±1〞，測距為1+1 ppm。

高程基準(zhǔn)以GP46為水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，在監(jiān)測開始時將水準(zhǔn)控制點引至洞口巖石穩(wěn)定較為好的地方（水準(zhǔn)點編號為：BM01、BM02）。為防止控制點破壞，將水準(zhǔn)點淺埋至基巖內(nèi)。在洞內(nèi)相對穩(wěn)定的地方引水準(zhǔn)點（編號：BM03），水準(zhǔn)測量采用leica DNA03電子水準(zhǔn)儀施測[2]。

3.隧洞收斂測量

洞內(nèi)收斂儀器采用Leica TCR1201+，其測角精度為±1〞，測距為±（1+1×K）ppm。原因如下。

第一，收斂儀觀測后的數(shù)值需要經(jīng)過內(nèi)業(yè)溫度修正計算，增加了工作時間和難度，而leica TCR1201+全站儀則不需要進(jìn)行內(nèi)業(yè)溫度修正計算，只需現(xiàn)場測定溫度、氣壓，然后輸入儀器，儀器自動改正。

第二，收斂儀是由鋼尺測距來完成的，并且需要測力彈簧來測定鋼尺的張力，鋼尺的張力不同會影響所測量的距離，而且還需要較多的人力，而全站儀則不需要如此繁瑣，并且還可以保證很高的精度。

第三，收斂儀觀測需要多次讀數(shù)，并且需要進(jìn)行加權(quán)平均計算來確定測量值，而全站儀則只需要瞄準(zhǔn)目標(biāo)測定坐標(biāo)就可以了。

第四，煤炭溝隧道車流量大，收斂儀測量很不方便，需要經(jīng)常讓車，而且需要測定收斂的部位在墻面，距底板有很高的距離，很難作業(yè)，全站儀則不需要考慮這些因素，只需把儀器架設(shè)旁邊不用挪動。

第五，收斂儀測量精度為0.1mm，leica TCR1201+全站儀精度同樣可以達(dá)到0.1mm。

綜上幾點認(rèn)為，leica TCR1201+全站儀完全可以進(jìn)行煤炭溝隧道洞內(nèi)的收斂測量，并能保證所測量的精度。

收斂測量基準(zhǔn)點在洞外布置（見圖1），以GP46、GP48為起始邊做GP46-1、GP46-2、GP46-3、GP46-4四個基準(zhǔn)點，布設(shè)為自由網(wǎng)，外業(yè)測量按二等光電測距和測角進(jìn)行，內(nèi)業(yè)用武漢科傻平差軟件進(jìn)行平差，每次監(jiān)測時以這四個點為基準(zhǔn)，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)引至洞內(nèi)進(jìn)行收斂測量。

洞內(nèi)收斂監(jiān)測需從洞外做三等導(dǎo)線點至洞內(nèi)，需布設(shè)（GP46-5、GP46-6、GP46-7、GP46-8）點作為隧洞監(jiān)測基準(zhǔn)點，監(jiān)測點為直徑14mm的膨脹螺絲，膨脹螺絲桿與墻面成60°角，上面沖一佯沖點以保證每次測量測點與測尺在同一位置接觸;對于墻面沉降測點，先鉆直徑大于等于24mm的孔，再埋直徑14mm或16mm的鋼筋，然后用錨固劑錨固好，外露約10mm。待穩(wěn)定后方可進(jìn)行測量[4-5]。

4. 收斂監(jiān)測成果及數(shù)據(jù)分析

4.1? K672+540樁號收斂監(jiān)測結(jié)果

收斂監(jiān)測斷面見洞內(nèi)收斂及沉降監(jiān)測線布設(shè)圖，此監(jiān)測斷面于2020年8月11日第一次監(jiān)測，其中 AB線初始長度為9.58265m、AD線初始長度為9.29644m、BC線初始長度為9.33885m、CD線初始長度為9.05246m。

AB線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-4.44mm。

AD線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-5.19mm。

BC線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-5.21mm。

CD線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-5.70mm。

4.2? K672+545樁號收斂監(jiān)測結(jié)果

收斂監(jiān)測斷面見洞內(nèi)收斂及沉降監(jiān)測線布設(shè)圖，此監(jiān)測斷面于2020年8月11日第一次監(jiān)測，其中AB線初始長度為9.55325m、AD線初始長度為9.29162m、BC線初始長度為9.28545m、CD線初始長度為9.02415m。

AB線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-4.14mm。

AD線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-5.38mm。

BC線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-6.49mm。

CD線2020年8月11至2020年9月28日間監(jiān)測最大收斂值為-8.01mm。

4.3、監(jiān)測成果趨勢

4.3.1 收斂情況說明

從2020年8月11日起， K672+540斷面最大收斂值為-5.70mm，K672+545斷面最大收斂值為-8.01mm，K672+550斷面最大收斂值為-6.20mm，K672+555斷面最大收斂值為-5.29mm，K672+560斷面最大收斂值為-5.81mm[6-7]。

4.3.2 收斂監(jiān)測分析

（1）從收斂監(jiān)測值來看，到目前為止，其收斂值在（-4.14）mm至（-8.01）mm之間。

（2）通過現(xiàn)場巡視及監(jiān)測結(jié)果來看，收斂速率在規(guī)范范圍內(nèi)，累計收斂值在規(guī)范范圍內(nèi)，通過不斷加強巡視、分析，及時掌握隧洞的變形，保證安全有效地運行[8-9]。

5.結(jié)語

通過安全監(jiān)測和成果的分析，及時、準(zhǔn)確地向相關(guān)單位提供了洞內(nèi)邊墻、頂拱和洞內(nèi)地表的變化情況，為隧洞安全運行提供了科學(xué)、準(zhǔn)確、及時、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。同時，使用全站儀測監(jiān)測點三維坐標(biāo)，計算隧洞收斂變化，可以替代收斂儀，也是一種成功的嘗試。

參考文獻(xiàn)

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