摘要:本文對監(jiān)控量測技術在盾構隧道工程中的應用進行了介紹，對土體介質、隧道變形、地表建筑物等多個方面的監(jiān)測方法做了闡述，并結合盾構施工的特點淺析數據處理及反饋，希望對同類項目有所借鑒。
關鍵詞:盾構隧道，監(jiān)控量測，數據分析
1、前言
在隧道施工中，實施監(jiān)控量測可以預測在施工過程中對地層的不同擾動程度，地層中的應力擾動區(qū)延伸及擴散，有可能引起地表、附近重要或高大建筑物產生沉降、隆起或傾斜，根據地表監(jiān)測成果及時反饋信息指導和控制施工。
盾構掘進施工會擾動土體，反映到地面可能會引起引起地面建筑物開裂、沉降、隆起等狀況。為了及時準確地掌握盾構工程施工時周邊環(huán)境和建筑物的沉降、變形以及保證周邊環(huán)境的安全，及時發(fā)現可能存在的危險并采用相應措施，必須在施工中要對監(jiān)控量測加以重視。
2、盾構隧道施工監(jiān)測
2.1、土體介質的監(jiān)測
(1)地表沉降
地表沉降量是在沉降測量區(qū)域埋設地表樁，采取常規(guī)的水準測量方法。地表樁設置沿盾構隧道的軸線每隔2~5m設一測點，適當布置幾排橫向地表樁，測量盾構施工引起的橫向沉降槽的變化。
(2)土體沉降和位移
監(jiān)測盾構施工引起的深層土體的沉降和位移量可了解土層被擾動的范圍和影響程度，土體沉降量采用分層沉降儀，土體深層位移采用測斜儀，兩者可共用一個測孔和測管。
(3)土體應力和孔隙水壓力
盾構掘進對土體的擠壓作用破壞了土體結構，使土中應力和孔隙水壓力增大，對土應力和孔隙水壓力的量測，能了解盾構的施工性能，對土層的擾動程度及預測固結沉降量，量測數據的反饋后，可即使調整施工參數，減少對土層的擾動，土應力和孔隙水壓力量測元件的埋設采取鉆孔埋設法，測點埋設在隧道外圍。
2.2、隧道變形監(jiān)測
(1)隧道沉降及水平位移監(jiān)測
為了準確地監(jiān)測到隧道的位置變形情況，比較先進的測量方式一般采用自動跟蹤全站儀與多個反射棱鏡布設，對已成型的管片環(huán)進行自動、定時的監(jiān)測，并通過電纜傳送至計算機系統(tǒng)，實現沉降量和水平位移的同步采集和分析。
(2)隧道斷面收斂監(jiān)測
采用收斂計進行隧道收斂監(jiān)測，及時做出時間―收斂值及開挖面距離―位移散點圖，對各量測斷面內的測線進行回歸分析，并用收斂量測結果判斷隧道的穩(wěn)定性。如果收斂值過大，應對周圍巖體或土體進行加固處理；改變開挖方法或修改掘進參數。
(3)管片應力測量
量測的目的在于研究復雜工作條件下的地壓問題，檢驗設計、積累資料和指導施工。主要量測方法為鋼弦式傳感器，沿襯砌環(huán)斷面表面布設。
2.3、地表建筑物的監(jiān)測
(1)建筑物的沉降觀測
通常情況下觀測點布置在建筑物沉重構件或基礎的角點上，長邊上可適當加密測點。測點可以用鋼筋、鉚釘或紅漆進行標定在建筑物外墻或者基礎。觀測的重點應該放在沉降的速率，即隨時間沉降加大的速度要有明顯的反映。當速率變化過大，應當及時預警，盡快撤離疏散人員。
(2)建筑物的傾斜觀測
建筑物傾斜量值是判斷建筑物是否安全的基本控制量，主要用經緯儀或全站儀來測定建筑物的傾斜度。
(3)建筑物的裂縫觀測
建筑物的沉降和傾斜必然會導致結構構件的應力調整，有關裂縫開展狀況的監(jiān)測通常作為開挖影響程度的重要依據。量測方法主要有直接量測與間接量測。直接量測通過裂縫觀測儀和鋼尺對裂縫寬度測讀，間接量測是通過石膏和鐵片標志的定性化觀測方法。
(4)地下管線監(jiān)測
當通過地下管線密集地段時，監(jiān)測測點布置根據地下管線與隧道的相對位置關系確定。一般情況下按照地下管線長度方向每5米布設一個監(jiān)測點，監(jiān)測點將布置在管線垂直正上方。針對較為特殊的管線根據設計及業(yè)主的要求進行，條件允許的情況下可將管線挖出實施直接觀測，同時對較為危險的管線實施提前加固處理觀測其變形規(guī)律。
2.4自動監(jiān)測技術
自動監(jiān)測系統(tǒng)在我國隧道施工中發(fā)展較為快速，目前較多采用自動全站儀以及相關軟件進行自動變形監(jiān)測，具有自動控制及變形數據分析功能，能夠自動完成測量周期、實時評價測量成果、實時顯示變形趨勢等智能化的功能，可以實現全天 24小時自動監(jiān)測，克服了傳統(tǒng)測量方法的不足，節(jié)約了大量的人力，建立高精度的基準點，采用實時差分式測量方案，可以最大限度地消除或減弱多種誤差因素，從而大幅度地提高測量結果的精度。并實時進行數據處理、數據分析、報表輸出及提供圖形等。提供遠程監(jiān)控、自動報警，并根據設計方案的要求作全方位的預報。
2.6、數據處理及反饋
在隧道工程中進行量測不不是單純的為了獲取信息，而是作為施工管理的一個積極有效的手段。施工監(jiān)測數據的整理分析要與盾構的施工參數采集相結合，如開挖面平衡壓力、盾構推力、盾構姿態(tài)、出土量和盾尾注漿量等，根據監(jiān)測報表對繼后的盾構推進發(fā)出相關技術要求和指令，并傳遞給盾構推進工作面，使推進工作面及時作相應的調整。施工監(jiān)測的數據同時要做為施工預警的報警指標，根據相應的警戒標準和警戒值，為工程的安全服務。
3、結語
監(jiān)控量測是盾構隧道施工中重要的組成部分，保證了隧道施工處于可靠狀態(tài)，滿足設計及施工要求，使施工過程中的地表隆陷值以及建筑物的不均勻沉降小于或者滿足規(guī)范的要求，同時為盾構機在掘進過程中正確調整技術參數提供信息，優(yōu)化設計及施工參數，使隧道施工時達到優(yōu)質、安全、經濟合理、施工快捷的目的。
參考文獻
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