公路隧道施工监测方法及应用

关键词： 隧道

公路隧道施工监测方法及应用（通用18篇）

篇1：公路隧道施工监测方法及应用

公路隧道施工监测方法及应用

公路隧道施工科学监测可为确保公路隧道质量提供有力保障.文章介绍了公路隧道施工过程中常用的监控量测内容,并简述其监测方法和数据的处理分析.有助于增强隧道专业的`工程技术人员对目前隧道施工检测方法的全面认识.

作 者：毕江洪 潘星 李少康 张元连 作者单位：毕江洪(安徽省煤田地质局第一勘探队,安徽,淮南,232052)

潘星(合肥工业大学,建筑设计研究院,安徽,合肥,230009)

李少康(西安公路研究所 陕西 西安 710054)

张元连(江苏省水文地质工程地质勘察院,江苏,淮安,221004)

刊 名：工程与建设 英文刊名：ENGINEERING AND CONSTRUCTION 年，卷(期)：2009 23(1) 分类号：U456.3 关键词：公路隧道   新奥法   监控量测   回归分析

篇2：公路隧道施工监测方法及应用

公路隧道渗漏水的成因及处治方法

本文针对隧道渗漏水,分析了隧道渗漏产生的成因,并介绍了几种常用的`隧道渗漏处治方法.对今后隧道的防渗漏施工具有一定的参考价值.

作 者：曾志君  作者单位：中南市政建设集团股份有限公司,湖南长沙,410015 刊 名：四川建材 英文刊名：SICHUAN BUILDING MATERIALS 年，卷(期)：2010 36(1) 分类号：U45 关键词：公路隧道   危害   处治方法   防排水措施  

篇3：公路隧道施工监测方法及应用

1 工程概况

静宁隧道位于静宁县平山、峡口、头岔、小弯和赵家沟之间, 为上下行分离式双洞, 上行线全长2600m, 起讫桩号为SK207+400～SK210+00, 纵坡为-2.15%, 线进口位于半径R=1000m平曲线内, 出口位于半径R=1000m平曲线内, 下行线全长2679 m, 起讫桩号为XK207+381～XK210+060, 纵坡为-2%, 出口位于半径R=1075 m平曲线内, 进口位于半径R=1000m平曲线内, 静宁隧道为上下线分离的双洞, 两轴线相距约75米, 主要围岩类别为VI、V、IV类围岩, 属浅埋松软黄土和弱胶结岩石型长隧道, 隧道净高为5m, 净宽为10.25m。

2 监控量测的目的和意义

新奥法构筑隧道的主要特点是, 通过多种量测手段, 对开挖后隧道围岩进行动态监测, 并以此指导隧道支护结构的设计与施工。静宁隧道实施监控量测工作的主要目的是:

(1) 及时掌握围岩动状态并对其稳定性做出评价;

(2) 了解和掌握支护结构的应力状态, 根据开挖后围岩稳定性状态的信息, 进行分析、检验和修正施工前的设计;

(3) 通过对量测数据的分析、处理与必要的计算和判断后, 预测围岩的发展趋势, 以指导施工顺序和施作二次衬砌的时间;

(4) 积累量测数据, 为今后的隧道设计施工提供依据。

3 量测方案设计

3.1 监控量测的内容

依据《公路隧道施工技术规范》并配合隧道新奥法施工的需要, 监控量测项目有:地质及支护状态观察、净空变化量测 (周边水平收敛、拱顶下沉) 、锚杆轴力、地表下沉、钢拱架内力及爆破对已建围岩稳定性的影响等。

3.2 地质及支护状态观察

每次爆破后通过肉眼观察、地质罗盘测量。描述和记录围岩地质情况、断层破碎带、涌水情况 (涌水的位置、涌水量、水压等) 、底板是否有隆起现象, 并绘出地质素描图。对围岩稳定性进行初步评价, 判断围岩类别是否与设计相同, 必要时进行拍照。

3.3 周边水平收敛量测

周边水平收敛量测是目前洞内监测的主要内容之一。因为它是隧道围岩应力状态变化的最直观反映。本隧道量测监控断面间距规划如表1, 仪器采用SWJ-IV型隧道收敛计。

3.4 拱顶下沉量测

拱顶下沉量测是隧道周边水平收敛量测的有力补充。在水平收敛测点的同一断面拱顶轴线处埋设一个预制的挂钩, 通过对拱顶下沉绝对值的量测, 了解断面变形并判断其稳定情况, 采用仪器为高精度的水准仪和钢卷尺等。

3.5 地表下沉量测

采用精密水准仪和水准尺进行, 测点和拱顶下沉布置在同一断面。通过此项量测可以确定地表下沉对洞室以及对附近建筑物所造成的影响。

4 量测数据的分析处理

由于现场量测所得到的数据具有一定的离散性, 它包含着偶然误差的影响。根据实测数据绘制的变形随时间而变化的散点图出现上下波动, 所以不经过数学处理是难以利用的。利用数学中的回归分析, 可以在很大的程度上消除这种误差, 并可根据对回归曲线方程的变形速率和变形速率的变化率进行探讨, 据此来判断隧道围岩的稳定性和支护结构的可靠性, 对围岩的下一步发展趋势进行预测, 以便为修改设计和指导施工提供科学依据。常用的回归曲线方程有以下几种:

(1) 对数函数V=a+b ln (1+t)

(2) 指数函数V=ae-b/t

(3) 双曲函数1/V=a+b/t

式中, u为位移值, mm;a、b为回归系数;t为量测时距初读数时的时间。

在分析中选择指数函数进行回归分析, 取断面XK208+400进行分析, 将其数据处理后其回归分析图如图所示。拱脚收敛实测数据如表2所示:

通过对实测数据的分析发现, 开挖支护后的一段时间内收敛速度增长较快, 以后逐渐减小并趋于稳定, 选用指数函数u=ae-b/t进行回归分析:

将指数函数两边取对数, 有:lnu=lna-b/t, 令u′=lnu, a′=lna, t′=1/t,

b′=-b, 则有:u′=a′+b′t。

对上式采用一元线性计算方法求出线性回归系数a′=3.2975和b′=-4.78824, 因为

a′=lna, b′=﹣b, 所以a=ea, b=-b′。

从而可以求出回归系数a=27.0458, b=4.78824。即回归函数方程为u=27.0458e-4.78824/t

绘制求得的回归函数图和散点图如图1所示。

由分析可以得出以下结论:

(1) 函数相关系数r=0.962, 说明回归函数较好的反映了实测数据u与t之间的关系, 观测数据较为可靠。

(2) 由回归函数曲线可以看出位移速率逐渐变小, 即du2/dt2<0, 时态曲线趋于平缓, 表明围岩变形趋于稳定。

(3) 对二衬施作时间的控制, 对指数函数求一阶导数为围岩变形速率的表达式。du/dt=a×e (-b/t) ×b×t-2, 此时引入规范要求的容许二衬施作时的围岩变形临界速率Vh=0.2mm/d。du/dt=a×e (-b/t) ×b×t-2=Vh。将已知量代入即可求得t, 经计算得t=23时du/dt=0.198<0.2, 表示在初衬施工完毕23天后可以施作二衬。

5 结束语

在隧道施工和支护工程中, 及时地掌握了围岩的应力状态及围岩的位移, 了解了围岩的松弛范围。在监测的过程中发现施工段掌子面边墙部位存在大量积水时, 施工单位应及时进行排水, 以免围岩弱化而引起塌方。

静宁隧道符合对数函数回归方程, 由此可推断变形加速度、稳定所需时间等, 并据此综合判断围岩与初期支护的稳定性, 合理安排工序, 以决定一次衬砌或施作仰拱的时间等。隧道的施工监控达到了预期的效果, 量测的结果得到了及时反馈, 防止了安全事故的发生, 保证了施工安全, 起到了指导施工和优化设计的目的, 也为以后类似工程的施工积累了经验。

摘要：随着新奥法施工在我国公路隧道施工中的普及与深入, 我国隧道施工技术得到了长足的发展, 而现场监控量测是新奥法的核心, 本文结合平定高速公路静宁隧道新奥法施工的现场监控量测, 掌握围岩的动态变形特征与稳定性状况, 确保了施工安全和质量。

关键词：隧道,施下监控,围岩变形,回归分析

参考文献

【1】崔玖江.隧道与地下工程修建技术【M】.北京:科学出版社, 2005.

【2】李晓红.隧道新奥法及其量测技术【M】.北京:科学出版社.2002.

【3】陈建勋, 马建秦.隧道工程实验检测技术【M】.北京:人民交通出版利, 2005.

【4】代高飞, 应松, 夏才出, 等.高速公路隧道新奥法施工监控量测【J】.重庆大学学报, 2004, 27 (2) :133-134.

【5】JTJD70-2004, 公路隧道设计规范【S】.

篇4：高速公路隧道健康监测设计与应用

1.高速路隧道健康监测现状

高速路隧道健康监测的基本内涵是通过对隧道结构状况的监控与评估，为隧道在自然条件下、施工条件下、加固条件下或运营状况时发出预警信号，为隧道的施工维护维修和管理决策提供依据与指导。

近年来，通信网络、信号处理、人工智能等技术的不断发展加速了隧道监测系统的实用化进程。业界纷纷着手研究和开发各种灵活、高效、实用的监测方法或技术。高速公路隧道健康监测系统的部署和应用不单单具有重要的现实意义，还具有重要的研究价值。

2.工程概况

重庆江习高速公路五分部工程，起于柏林镇青堰村，止于柏林镇东胜村（与贵州交界处），全长8.723km，包括路基土石方、桥涵工程、隧道工程、互通工程、临时工程等，主要建设内容为6座桥、1座互通（含收费站）、4座隧道以及6段路基，即青龙嘴大桥、叶家湾桥、生基湾大桥、旧屋基桥、天井坝桥、生基坪桥、张家岩隧道、代家坪隧道、石岗坪隧道、后槽顶隧道、东胜互通等。本文以代家坪隧道为背景，进行了健康监测设计与应用。

3.监测设计

根据可监控量测隧道的施工进度及技术文件要求，主要针对各隧道进行了地质及支护观察、周边收敛及拱顶下沉、超前地质预报等监测工作。

4.隧道施工监控量测

（1）超前地质预报

代家坪隧道进口左线K60+766～K60+796进行了超前地质预报分析，结论为：围岩稍稳定，岩体稍完整，岩质较硬，节理裂隙发育，局部岩体破碎。建议施工中应及时支护，注意洞顶掉块或滑塌。

（2）围岩地质及支护状况观察

对代家坪隧道进口左线观察，掌子面岩性以灰色砂岩为主，岩石中风化，较坚硬；岩体节理较发育，中～厚层状结构，结构面较发育，结合较好，完整性较差，自稳性一般。

同时还对代家坪隧道进口左线支护进行观察。进口左幅隧道开挖工作面稳定，未发现较大支护变形，初衬喷射混凝土较平整，后续支护有待进一步观察。

（3）隧道渗水情况观察

代家坪隧道左右线，未发现较大范围渗水。

（4） 拱顶沉降及周边收敛监测

通过监测发现左线K60+707、K60+717、K60+727、K60+737、K60+747断面未稳定，各监测断面监测数据无较大异常。其中K60+687、K60+697基本稳定。

结论

通过优化设计对隧道进口左线监测，发现拱顶部分稳定，进口周边部分收敛，隧道基本稳定安全。隧道施工现场监测不仅能对围岩和隧道支护结构的安全状态做出科学的判断；还为工程的优化设计、施工的安全保障及施工质量提供有效的依据；而且还能为新建类似的隧道工程积累借鉴经验。

（作者单位：西安职业技术学院）

篇5：水质生物监测方法及应用展望

水质生物监测方法及应用展望

摘要：本文介绍了水质生物监测的`定义、理论及其优越性和主要方法.对水质生物监测中存在的问题进行了分析,展望了水质生物监测的应用前景.作 者：杨培莎    朱艳华    YANG Peisha    ZHU Yanhua 作者单位：包头市环境监测站,内蒙古,014030 期 刊：北方环境 Journal：INNER MONGOLIA ENVIRONMENTAL SCIENCES 年，卷(期)：, 22(2) 分类号：X835 关键词：水生生物    生物监测    水体污染   

篇6：公路隧道施工监测方法及应用

目标隧道采用平行双洞式，单洞净宽16m，洞高11.4m，呈北西--南东向展布，隧道里程K1+710～K2+600，进洞口里程为K1+710，设计进口路面高程363.220m，出洞口里程为K2+600，设计路面高程357.20m，全长为890m，路面坡度0.7000 %。两洞侧壁间距6.959m。

目标隧道区段覆盖层厚0.00～2. 80m。填筑土为软弱(场地)土，块石土及亚粘土属中软(场地)土，基岩为坚硬(场地)土。根据《公路工程抗震设计规范》(JGJ004-98)判断，隧道区场地类别为I～III类，属抗震有利地段。

隧道衬砌结构设计根据结构的受力特点采用复合式衬砌。在施工过程中要求按设计进行监控量测，并对量测信息进行处理、反馈，调整支护参数并贯穿于施工全过程。根据结构的受力特点，以锚杆湿喷钢纤维混凝土等为初期支护，以钢筋混凝土和钢纤维混凝土为二次衬砌，并根据不同的围岩类别，辅以超前中空注浆锚杆和工字钢拱架等辅助支护措施。

篇7：高速公路边坡监测方法探讨

高速公路边坡监测方法探讨

本文分析了公路的实际情况,选取适合的方法、手段以实现对公路边坡科学、经济合理的.监测,建立与之相适应的边坡监测系统的要求,提出了建立公路边坡监测系统的合理程序,为高速公路设计、施工和运营提供科学指导.

作 者：胡志兵 作者单位：刊 名：广东科技英文刊名：GUANGDONG SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(14)分类号：U4关键词：高速公路 边坡检测 方法探讨

篇8：公路隧道施工监测方法及应用

石林隧道位于永安市大湖镇魏坊村南面, 设计为双洞分离式隧道。隧道单洞设计净宽12.52 m, 左洞桩号为ZK13+840~ZK16+715, 长2 875 m;右洞桩号为YK13+865~YK16+730, 长2 865 m, 进、出口皆采用削竹式洞门。本隧道场址区属构造侵蚀中低山地貌, 地形呈波状起伏, 高差较大, 切割较深;洞身最高点海拔1 003.4 m, 洞身地表地势较为陡峻, 沟堑较发育, 主要为在洞身处发育有NW向两条沟谷, 宽度较小, 但切割较深且较长, 呈V形, 两条较大沟谷的地表水均较丰富。

由于受区域构造影响, 隧道区的地层因褶皱倒转, 从地表出露地层分析, 隧道从进口至出口的地层关系为:石炭系林地组 (C1l) 、泥盆系桃子坑组 (D3tz) 、泥盆系天瓦岽组 (D3t) 、奥陶系魏坊群 (O1wf) 地层, 由于受沉积环境的影响, 各岩性变化规律性不强, 并相互夹带。主要岩性有:进口段林地组 (C1l) 石英砂岩、泥岩夹千枚岩下伏船山组灰岩 (C3c) ;洞身段为泥盆系桃子坑组 (D3tz) 及天瓦岽组 (D3t) 石英砂岩、石英砂砾岩、砂岩及千枚状粉砂岩;出口段地层为奥陶系魏坊群 (O1wf) 变质砂岩、千枚状粉砂岩、泥岩, 局部夹硅质条带, 地层岩性软硬夹层或互层。

从施工情况反映的结果来看, 石林隧道进口右洞自YK14+000起至掌子面YK14+398段连续出现突泥、涌水现象, 且几次出现塌方。YK14+260~YK14+320段共60 m仰拱底部底鼓严重, 最大鼓起量36 cm。该段岩性为石炭系船山组灰岩、林地组泥岩、石英砂岩夹千枚状粉砂岩及其风化层, 围岩以砂土~碎块状强风化泥岩、石英砂岩及灰岩为主。另外, 在YK14+320~YK14+360段和YK14+390~YK14+410段仰拱虽未明显鼓起, 但填充层中间位置也形成了一道宽约1 cm~2 cm的裂缝。由于石林隧道围岩性质、所处的地质条件及应力环境的复杂性, 针对石林隧道的不良地质灾害情况, 为评价石林隧道底鼓变形段衬砌结构的安全, 必须对隧道底鼓变形段衬砌裂缝情况及发展趋势进行监测。

本文结合石林隧道YK14+230~YK14+350段大变形灾害的实际情况, 重点介绍了隧道衬砌表面裂缝的现场监测方法及监测结果。

2 隧道衬砌裂缝监测方案及结果分析

2.1 裂缝分布形态调查

隧道表观裂缝检测以现场调查为主, 主要包括YK14+230~YK14+350检测段二次衬砌内表面裂缝两方面的内容, 调查重点为隧道的裂缝形态、长度和宽度等开裂特征。

现场调查主要以观察和简易测量为主, 以隧道拱顶轴线为界将隧道分成左右两个侧面, 调查工作就在这两个侧面上进行。调查时将左侧面从上到下分成ZC1 (拱顶到左侧照明中心轴线) 、ZC2 (左侧照明中心轴线到左侧起拱线) 和ZC3 (左侧起拱线到检修道顶) 三个调查区域;同样, 也将右侧面从上到下分成YC1 (拱顶到右侧照明中心轴线) 、YC2 (右侧照明中心轴线到右侧起拱线) 和YC3 (右侧起拱线到检修道顶) 三个调查区域。

调查前, 分别在隧道检测段左右边墙上每隔5 m标明隧道桩号。调查时采用钢卷尺或目测出裂缝的分布位置。采用罗盘或量角器量测裂缝倾角, 用钢卷尺量测裂缝长度, 用裂缝计量测裂缝宽度, 并详细记录裂缝的形态。调查结果用预先设计好的专用表格记录, 对开裂较严重的部位进行详细的描述, 并用数码相机拍照记录。

石林隧道检测段YK14+230~YK14+350里程二次衬砌裂缝调查结果见表1。

从隧道检测段YK14+230~YK14+350里程来看, 石林隧道右线二衬裂缝数量较多, 共有14条裂缝, 左侧6条, 右侧7条, 主要集中在YK14+280~YK14+310段。左右两侧裂缝最长约3.0 m, 最大宽度约2.5 mm, 两侧裂缝分布近于左右对称, 以垂直于隧道轴线的板内横向裂缝为主, 并发育有少量的斜裂缝, 未见明显的纵裂缝。综观二次衬砌裂缝分布的形式、部位、长度和宽度等特征, 并结合本段隧道底板底鼓变形特点, 可以认为隧道二衬开裂现象较严重, 衬砌裂缝以结构型裂缝为主, 并影响到观瞻, 应予以密切关注并加以妥善的处理。从隧道衬砌裂缝的形式、部位、宽度和发布特征来看, 裂缝主要集中在YK14+280~YK14+310段, 目前初步勘察有14处开裂, 裂缝基本以垂直隧道轴线的环向裂缝为主, 并存在部分斜裂缝, 裂缝平均宽度较小, 基本在0.2 mm~2.5 mm之间, 倾角10°左右, 裂缝间距在3.0 m以下。

2.2 裂缝变化情况监测

对已发现的14处裂缝布置14只测缝尺并结合游标卡尺进行裂缝的变化情况监测, 如图1所示。相应的里程如表2所示。测缝尺安装于衬砌混凝土表面开裂处, 上下两块测缝尺重叠, 让上下刻度尺X轴、Y轴数值调整到零的状态, 再用胶纸进行固定, 把固定好的测缝尺贴在衬砌混凝土表面开裂处, 在测缝尺两端四个孔分别用6钻头钻孔, 并用螺丝锁紧, 安装固定后读取X轴、Y轴初始读数。布置示意图如图1所示。

图2和图3为典型断面裂缝的变化情况监测结果。对监测数据分析表明, 裂缝宽度仍存在细微的变化, 但总体变化较小, 宽度月累计增大0.1 mm左右。其他测点监测数值也存在细微的波动, 但累计变化相对较小, 数值曲线总体较平稳。结合现场裂缝状况分析表明, 目前二次衬砌裂缝未出现较明显的发展迹象, 对洞内进一步观察也未发现新增裂缝, 说明针对隧道大变形段采取的加固措施起到了一定效果, 隧道围岩在应力进一步调整之后总体上趋于稳定。

2.3 衬砌表面应变监测

表面应变计监测点主要布置在YK14+250~YK14+325里程内衬砌存在裂损的区段内, 测点沿内轮廓在拱顶、左右拱腰和左右边墙处布置, 共计7个断面, 每个断面布设5只表面应变计, 共计应变计35只, 测点相应里程如表3所示。

应变计安装于衬砌混凝土表面, 安装方法:用8钻头钻孔, 在钻好的孔中打入膨胀螺栓锁紧螺丝先将仪器一端端头固定, 将支杆安装在固定好的端头, 再把另一端端头安装在支杆上, 用6钻头在端头两边钻孔定位, 后用8钻头钻孔, 在钻好的孔中打入膨胀螺栓锁紧螺丝将仪器安装固定, 安装固定后采集初始频率。布置示意图如图4所示。

如图5, 图6所示为衬砌典型断面表面应变的监测结果。分析结果表明, 应变—时间曲线在仰拱更换期间出现一定波动, 少数断面应变值出现较大突变, 如YK14+250断面左拱腰应变值前后变化量均超过100με, 之后曲线又趋于平稳, 经现场仔细调查, 疑为隧道仰拱更换期间测线受到机械拉拽导致的应变瞬间增大。其他断面测点应变曲线总体较平稳。总体上看, 目前二次衬砌表面应变已无较大变化, 基本稳定。

3 结语

通过对石林隧道右线YK14+230~YK14+350里程范围内进行的二衬裂缝调查和分析, 可得以下结论:

1) 石林隧道右线所检测的衬砌段内, 共有14处裂缝, 主要为分布在YK14+280~YK14+306地段的横向裂缝, 可能影响到隧道施工安全、长期运营和观瞻, 应予以密切关注并加以妥善处理。2) 在隧道右线YK14+296和YK14+304~YK14+306桩号附近, 左右两侧二衬内表面上均分布着对称性裂缝, 可直接影响到衬砌结构的受力和稳定性。在隧道右线YK14+301桩号处, 隧道二衬出现裂缝群, 分布密集, 可影响到衬砌结构的稳定性, 需要采取加固措施。3) 衬砌表面裂缝及应变监测结果表明, 隧道开挖卸荷引起的软岩大变形灾害持续时间较长, 衬砌混凝土在一段时间内均存在较明显的变形, 但针对大变形段围岩采取加固措施后衬砌表面应变及裂缝宽度均较稳定, 说明加固措施起到较好的作用。

参考文献

[1]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京:科学出版社, 2002.

[2]关宝树.隧道力学概论[M].成都:西南交通大学出版社, 1993.

[3]李煜舲, 许文贵, 林铭益.以隧道变形量测资料分析掘进效应与约束损失[J].岩石力学与工程学报, 2009, 28 (1) :29-46.

[4]李晓红, 李登新, 靳晓光, 等.初期支护对软岩隧道围岩稳定性和位移影响分析[J].岩土力学, 2005, 26 (8) :1207-1210.

[5]闫宇蕾, 刘保国.连拱隧道施工监控量测技术研究[J].地下空间与工程学报, 2007, 3 (7) :1382-1386.

[6]李鹏飞, 张顶立, 赵勇, 等.大断面黄土二次砌衬受力特性研究[J].岩石力学与工程学报, 2010, 29 (8) :1690-1696.

篇9：公路隧道施工监测方法及应用

摘 要：城市化进程的不断加快，使得现代城市的规模迅速扩大，人们的出行范围也越来越广，带动了公路交通事业的发展。在公路工程建设中，碎石注浆桩是一种比较常用的技术，发挥着非常重要的作用。文章结合碎石注浆桩的相关概念，对其施工技术要点进行了阐述，并就施工技术监测方式进行了讨论和研究。

关键词：公路工程；碎石注浆桩；技术要点；监测

中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0156-02

1 碎石注浆桩技术概述

注浆桩属于钻孔灌注桩的一种，是一种由碎石和水泥砂浆胶结形成的小型钻孔灌注桩，从其桩体材料可以将其归结为胶结体桩。通常情况下，碎石注浆桩的直径约在30～70 cm之间，桩长小于30 m。在施工中需要根据公路工程施工的设计直径对钻机进行选择，确保成孔过程中钻机与设计深度相符合。在钻孔完成后，可以利用预先放置在孔底的注浆管放水，对孔壁进行清洗，然后进行碎石料的投放作业，在碎石料投放完成后，利用自下而上的方式，进行水泥浆液的灌注成桩。同时，应该在钻孔和周围土体中进行浆液渗透施工，以加快碎石固结的速度，在桩体与土体之间形成相应的过渡带，增强注浆桩与土体之间的摩擦力。

与一般的钻孔灌注桩相比，碎石注浆桩使用的设备轻便、施工速度快、施工噪音小，基本上不会对周边居民的日常生活造成影响。同时，在施工中浆液的渗透施工能够增强桩体与周边土体的摩擦力，提升其对车辆的承载力，而且施工工艺简单，为质量控制提供了良好的条件，在公路工程建设中有着非常广泛的应用。

2 公路工程碎石注浆桩的施工技术要点

2.1 钻 孔

碎石注浆桩属于小型钻孔灌注桩，其桩体直径通常在30～70 cm的范围内，桩体长度不超过30 m。因此，在对钻机进行选择时，应该充分考虑其钻头直径以及钻入深度等，分析各种可能对钻孔质量造成影响的因素，如泥浆比重、垂直度偏差等。在实际施工中，为了确保钻孔施工的垂直度能够切实满足公路工程的设计要求，应该做好现场施工管理工作，对钻进深度进行及时的测量，避免出现超钻的情况。同时，为了减少钻孔过程中钻头的磨损，应该采取合理措施，如注水冷却等，降低钻头施工温度。

2.2 清 孔

在碎石注浆桩的整个施工过程中，需要进行两次清孔作业。第一次清孔在钻孔完成后进行，当钻孔达到设计深度后，操作钻具进行原位回转，同时正循环冲孔排渣，确保清孔较沉渣厚度小10 cm左右，将孔内的泥浆比重控制在1.15以内，当确保其符合施工要求时，缓慢提出钻头，移开钻机，使用专用设备，对钻孔深度和钻孔直径进行测量。第二次清孔应该与投石施工同时进行，需要将孔内的泥浆比重控制在1.05以内。

2.3 投 石

碎石的投放工作应该在清孔完成后立即进行，以确保施工质量。不过，在碎石投放前，应该在孔底合理设置注浆管，以免投石施工中对于孔壁的冲刷作用影响注浆管的正常使用，影响后续施工。在施工过程中，应该在钻孔顶部设置相应的碎石导向管，同时选择粒径在20～40 mm的碎石，根据实际需求，确定碎石的投放量，确保其能够满足孔口标高。

2.4 注 浆

注浆是成桩的关键环节，在碎石注浆桩施工中也是非常重要的环节，通常都是利用砂浆泵结合预先埋设在孔底的注浆管，直接将水泥浆压注到钻孔中。对于注浆泵的选择，一般都是选用SGB-10或者功能相同的型号，对于注浆管，从其强度、稳定性等方面考虑，多使用普通钢管。选择普通硅酸盐水泥作为主要材料，级配砂石，砂的粒径应该控制在0.5 mm以下，根据公路工程的等级、交通流量以及路基强度需求，对水泥砂浆进行合理的配置。在实际额施工中，当注浆量达到设计的最大限制后，为了避免泥浆在重力作用下向土体大范围的分离和发散，应该结合施工的具体情况，在不影响工程质量的前提下，适当减少泥浆用量。同时，注浆过程中应该不断向上拔出注浆管，并根据注浆量对其拔出速度进行控制，以确保注浆的连续性。

3 公路工程碎石注浆桩施工技术的监测方式

3.1 沉降观测

沉降观测包括了地表沉降观测和地基沉降观测两种不同的观测形式，地表沉降观测主要是利用沉降板，结合相应的分层沉降标，进行分层沉降观测，可以将沉降板设置在钢塑土工格栅或者土工格室、砂垫层上，也可以将其设置在路基中心、路肩以及左右路幅中心。在对沉降板进行埋设时，应该充分保证其底槽的平整性，在其下放设置相应的砂垫层。分层沉降标采用钻孔埋设，将钻孔垂直度偏差控制在1.5%以内，同时确保不存在缩孔、塌孔等现象。在对其进行埋设的过程中，应该进行泥浆护壁或者下套管，在埋设的同时接入波纹管和导管，将分层沉降测点的间距控制在1 m左右。

3.2 水平位移观测

①地基土体水平位移。以测斜管观测法，对地基土体的水平位移进行观测，以塑料管作为测斜管材料，埋设在路堤边坡趾部。需要注意的是，在埋设过程中，必须将钻机导孔的垂直偏差率控制在1.5%以下。当测斜管底部深入粉砂层或者亚粘土层1m左右时，将管顶控制在高出地面0.5 m的范围内，同时进行加盖保护。用位移边桩观测法对地面水平位移进行观测，在路堤两侧趾部及坡脚埋设相应的边桩，边桩选择混凝土预制桩，规格为10 cm×10 cm，埋设深度1.5 m，露出地面10 cm，需要对边桩周围土体进行回填和压实。

②压力观测。在一个孔内埋设多个孔压计，针对孔隙水压力进行观测，由砂垫层底部开始，每隔2 m埋设一个孔压计，使用相应的接收设备，对孔压计的数值进行读取。同样，利用相应的土压力计对土压力进行观测，在对压力计进行埋设时，应该确保其位置的准确性和稳固性，以细砂对周围进行填实。在埋设到土压力机数值趋于稳定后，才能进行土方的填筑作业。

4 结 语

总而言之，在经济发展的带动下，我国的公路交通事业得到了前所未有的发展，公路工程的数量不断增加，对其承载能力、耐候性和使用安全也提出了更高的要求。碎石注浆桩施工技术是公路工程中一种常用的施工技术，不仅能够提升公路结构的强度和刚度，同时还能够从整体上提升公路工程的质量，应该得到施工单位的重视，把握施工技术要点，做好技术检测工作，推动公路工程的稳定发展。

参考文献：

[1] 王亚平，孙永昌.公路工程碎石注浆桩施工技术要点[J].技术与市场，2014，（8）.

篇10：公路隧道施工监测方法及应用

公路工程横断面观测方法集束及应用前景预测

公路工程横断面测量方法很多,且各有优势.对其各种方法及特点作一总结,并在此基础上作出应用前景预测.

作 者：徐兮 冯晓 XU Xi FENG Xiao 作者单位：重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074刊 名：重庆交通大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：26(4)分类号：PZ07+2关键词：横断面 观测方法 测量

篇11：公路路基施工技术方法

公路土方施工是整个公路建设的主体部分,结合工作实践,介绍了公路土方路基施工的技术与方法.

作 者：吴德全 WU De-quan 作者单位：黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司 刊 名：黑龙江交通科技 英文刊名：COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 年，卷(期)：2009 32(3) 分类号：U416.1 关键词：公路   路基   施工

篇12：公路隧道施工监测方法及应用

[ 摘 要] 某地铁站工程基坑开挖深度23 m , 采用地下连续墙加内支撑的支护方法,为保证基坑开挖及结构施工安全, 采用信息法施工,本文介绍其监测方法、监测设施、数据处理与反馈。

[ 关键词] 基坑开挖;信息法施工;监测方法;监测设施;数据处理与反馈

1 概述

某地铁站工程基坑长14812 m , 宽28175 m , 开挖深度23 m , 采用地下连续墙加内支撑的支护方法。按设计要求, 为保证基坑开挖及结构施工安全,基坑施工应与现场监测相结合,根据现场所得的信息进行分析,及时反馈并通知有关人员,以便及时调整设计、改进施工方法、达到动态设计与信息化施工的目的。

该基坑的监测内容主要有:基坑壁(地下连续墙) 的水平位移观测(测斜);地下连续墙顶水平位移监测;混凝土内支撑梁的轴力测试;钢管支撑梁的轴力测试。通过基坑位移与支撑梁的内力监测,基本上可以了解基坑的稳定情况。

该工程通过信息化施工,监测小组与驻地监理、设计、业主及相关各方建立良性的互动关系,积极进行资料的交流和信息的反馈,优化设计,调整方案,保证了工程施工的顺利进行。

2 监测组织

按该工程的特点和要求,施工单位与勘察研究机构合作,组建专业监测小组,负责该工程监测的计划、组织和质量审核。

制定如下组织措施: a) 监测小组由经验丰富的`专业技术人员组成; b) 做好基准点和监测点的保护工作; c) 采用专门的测量仪器进行监测,并定期标定; d) 测量仪器由专人使用,专人保养,定期检验; e) 测量数据在现场检验,室内复核后才上报,并建立审核制度,对采集的数据及其处理结果经过校验审核后方可提交; f) 严格按现行《建筑基坑支护技术规程》等规范与有关细则操作; g) 根据测量及分析的结果,及时调整监测方案的实施; h) 测量数据的储存、计算与管理,由专人采用计算机及专用软件进行; i) 定期开展相应的QC 小组活动,交流信息和经验。

3 测点布置及监测方法

3.1 测点布置

按设计要求,在基坑周边共布置8 个测斜孔、19 个墙顶水平位移监测点、每层11 根钢筋混凝土支撑梁、23 根钢支撑梁进行应力监测。

3.2 测斜方法

测斜采用CX201 型测斜仪对土体进行监测, 精度0.01 mm 。测斜管埋设时,在现场组装后绑扎固定于钢筋笼上,校正导向槽的方向,使导向槽垂直或平行于基坑边线方向,随钢筋笼一起沉放到槽内,并将其浇灌在混凝土中。浇灌混凝土前,封好管底底盖,并在测斜管内注满清水,防止测斜管在浇灌时浮起和防止水泥浆渗入管内。测斜管露出冠梁顶部约10～20 cm 。测斜管孔口的保护措施:用<100 镀锌钢管将测斜管顶部约1 m 套住,焊接在钢筋笼上,并用堵头封住。镀锌管与测斜管之间用水泥砂浆填塞。

在基坑开挖及地下结构施工过程中实施测斜,以了解地下连续墙的变形情况。测试时保证测试仪导轮在导槽内,轻轻滑入管底待稳定后每隔50 cm 测读一次,直至管口;然后测斜仪反转180 度,重新测试一遍,以消除仪器的误差。第一次(基坑开挖前) 测试时,每个测斜孔至少测试2 次,取平均值作为初始值。

3.3 支撑梁轴力监测方法

对钢筋混凝土支撑梁,采用钢筋应力计测试混凝土内支撑梁的轴力。施工时在支撑梁每个测试断面的上下主筋上各焊接一只钢筋应力计,将导线引出。基坑开挖时由频率计测试其轴力变化情况。对钢管支撑梁,钢支撑安装好以后,将钢弦式表面应变计粘贴固定在钢支撑的表面,并把导线引出。测试时用频率仪测试钢支撑的应变,再用弹性原理即可计算支撑的轴力。

3.4 地下连续墙顶观测方法

将各测点设置在压顶梁上,将基准点设置在基坑开挖深度5 倍距离以外的稳定地方。采用小角度法或视准线法观测围护墙顶的水平位移。

4 主要监测设备(见表1)

5 监测频率与预警位

监测频率根据施工进度确定,在基坑开挖阶段,每天一次,其余可每隔3～5 天1 次。当监测结果超过预警值时应加密观测,当有危险事故征兆时连续观测,并及时通知有关人员立即采取应急措施。为确保基坑安全,设计要求加强基坑监测,将监测数据及时反馈给有关人员,实行信息化施工,对各监测项目按规范要求设置预警值,超出预警值时迅速报有关部门处理(见表2) 。

表2 基坑监测设计预警值

6 监测数据处理及反馈

6.1 成果整理每次量测后,将原始数据及时整理成正式记录,并对每一个量测断面内每一种量测项目,均进行以下资料整理: a) 原始记录表及实际测点图; b) 位移(应力) 值随时间及随开挖面距离的变化图; c) 位移速度、位移(应力) 加速度随时间以及随开挖面变化图。

6.2 数据处理

每次量测后,对量测面内的每个量测点(线) 分别进行回归分析,求出各自精度最高的回归方程,并进行相关分析和预测,推算出最终位移(应力) 和掌握位移(应力) 变化规律, 并由此判断基坑的稳定性。

利用已经得到的量测信息进行反分析计算,提供维护结构和周围建筑物的状态,预测未来动态,以便提前采取技术措施,验证设计参数和施工方法。

6.3 反馈方式

监测数据全部输入计算机,由计算机计算并描绘出各测量对象的变化曲线,然后反馈给有关单位和人员。由于该工程监测中采用的仪器大多数是传感式的,其零漂移或温度补偿等都在计算机中设置,并由计算机处理。

参考文献

1 广州地区建筑基坑支护技术规定(GJB0221998)

2 建筑基坑支护技术规程(J GJ12021999)

篇13：公路隧道施工监测方法及应用

由于城市建筑密集,地下工程施工引起的地层移动不可避免的会导致城市地面建筑不同程度的竖向沉降和横向位移。由于周围环境和岩土介质的复杂性,即使采用最先进的施工方法,其施工引起的地层移动也是不可能完全消除的。当地层移动和地表变形超过一定的限度时就会引起地面沉陷、基坑垮塌、隧道破坏、周边建筑物损害、地下管线损害等事故,导致严重经济损失并产生不良的社会影响。对城市地铁来说,一般都穿越城市中心地带,因建筑物密集、施工场地狭小、地质情况复杂、地下管网密布、交通繁忙、施工条件等受到限制,对环境的控制要求更为严格。

1 工程概况

哈尔滨南站站至农科院站区间位于学府路规划道路正下方,穿越哈南铁路桥,避开了铁路桥桩基。隧道中心线与规划道路基本平行。道路两侧为农科院、农科院试验田、哈达水果批发市场、民宅等科研及民用设施,最近处距区间隧道30 m以外,正线隧道施工对其影响甚微。

本区间地下水主要赋存于冲洪积地层内,水温12 ℃～14 ℃。含水层主要为孔隙潜水,稳定水位标高约108.84 m～114.13 m,埋深30.50 m～64.90 m。地下水埋藏较深,对区间施工不会产生影响。地下水主要由松花江侧渗和大气降水补给,丰水季节水位将有所上升,水位变幅约2 m。根据沿线所取水样的水质分析结果,地下水对混凝土结构无腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀,对钢结构有弱腐蚀。

2 施工方法

哈尔滨南站站至农科院站区间采用浅埋暗挖施工方法。主要施工步骤包括:在区间中部合适位置设施工竖井一座,由施工竖井向两端车站施工区间隧道,区间隧道采用台阶法开挖,循环进尺长度0.75 m～1.0 m,施工步骤主要如下:

1)施工拱部小导管注浆超前支护。

2)环状开挖上半断面、预留核心土,初喷混凝土,架立格栅钢架,安装锁脚锚杆,复喷混凝土。

3)环状开挖下半断面,初喷混凝土,架立格栅钢架,复喷混凝土;待初期支护收敛稳定后,在初期支护背后注浆,使初期支护与地层密贴。

4)在喷射混凝土表面进行砂浆找平,铺设防水层后自下而上灌注二次衬砌。拱部二次衬砌预留压浆孔,保证初期支护与二衬之间密实。

3 施工监测方法

对于地铁施工安全监测的规范要求,并且结合哈尔滨南站站至农科院站区间特有的施工条件,在保证满足要求并且尽可能方便的指导条件下,监测项目的主要内容包括:

1)地表沉降监测;

2)隧道内净空收敛监测;

3)管线沉降监测;

4)周围建筑物沉降监测。

3.1 地表沉降监测

地表沉降观测采用水准仪,其测量精度为±1 mm。沉降观测首先应布设基准点。本工程根据设计文件、规范、有关资料和现场具体情况,在施工前进行观测基准点的布设。利用先期已经布设的水准点布设工作基点,形成比较系统的水平位移观测网。基准点布置在远离隧道施工沉降区不小于30 m施工影响范围外的稳定面上,且保证相邻点位的通视,布设基准点时可利用设计院的原始基准点。 沉降观测一般采用闭合路线或附合路线进行,便于往返较差,也利于基准点稳定性的检测。一般在基准点无破坏、移动的状况下,每3个月～5个月作一次基准点稳定性检测,以保证量测数据的精度要求。利用基准点按设计要求和规范及现场情况在隧道影响范围内布设测点,沿隧道纵向开挖洞室中线每5 m布设观测点,并选择代表性断面布设横断面,测点间距根据洞室间距而定,横向间距范围为2 m～5 m,隧道中线附近密些,远离中线处疏些;在洞口浅埋段、围岩地质条件变化段加密观测。

3.2 隧道内净空收敛监测

隧道周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观的反映,量测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息;判断隧道围岩的稳定程度,为二次衬砌提供合理的支护时机;指导现场设计与施工。隧道内水平收敛、拱顶下沉以及隧底隆起观测点的布置与地表沉降观测点在同一断面上,断面间距5 m。测点加工时应保证测点与量测仪器连接光滑密贴。埋设时保证测点锚栓与围岩或支护稳固连接,变形一致,并统一编号,做好明显警示标志,防止人为损坏。测点尽量靠近开挖面布置,隧道开挖后,应及时埋设测点,以测得开挖后的变形,离开挖面不得大于2 m,在每环初次支护完成24 h以内,在下一循环开挖前,记录初次读数,以三次数据的平均值作为初始读数。水平收敛采用YD-SL-1钢尺收敛仪进行量测,拱顶下沉和隧底隆起采用精密水准仪结合铟钢尺量测,量测精度为1 mm。

3.3 管线沉降监测

哈尔滨南站站至农科院站区间管线较多,且大部分位于主道两侧的辅道上,西侧需要监测的主要是直径1 000 mm和直径600 mm的给水管,东侧需要监测的主要是直径1 000 mm的给水管和直径325 mm的燃气管道。

埋设测点时,应根据基坑周围地下管线的功能、管材、接头形式、埋深等条件,在基坑开挖前布设好管线沉降监测点。监测点分直接监测点和间接监测点。管线监测点具体的布设根据管线具体情况,需通过召开管线协调会,征求有关专家及管线单位意见后确定。因城市管线铺设时间、管线基础、管线材质等多种多样,确定其变形控制值比较困难,因此施工中需要根据肉眼观察与数据对比,有异常情况应立即向上级部门反映,并加强监测。

3.4 围岩压力监测

围岩压力监测使用土压力盒监测隧道支护结构的受力性态,为支护结构的优化和围岩—支护结构的稳定性评价提供基本资料。每个测试断面共布置24个压力传感器,埋设时应保证压力盒垂直于喷层层面并同喷层轴力方向平行,为减小喷层受偏心荷载,喷层布设于喷层厚度中部,埋设后将压力盒的电缆线引出统一编号,并量测压力盒的初始读数。安装前测得压力初始值,喷层封闭12 h后测得基准值。在掌子面通过安装点之后到二次衬砌通过时进行观测;掌子面2.0D之间,每天测读1次;2.0D之后至二次衬砌前每两天测读1次;5.0D之后每周测读一次。观测采用数显应力振弦仪。每次观测前后,在现场应对测量仪器进行检查;长期测量时,应定期进行率定,以保证仪器的测试精度。

3.5 周围建筑物沉降监测

哈尔滨南站站至农科院站区间周围建筑物距离比较远,都在30 m以外,地铁施工对其影响甚微。需做沉降监测建筑物为在农科院站附近的人行天桥,在桥墩上布设沉降点4处。

4 东北特殊条件下地铁监测应注意的问题

1)由于基准点距离较远,因此给测量工作带来很大的麻烦,因此需要在施工区域内重新引一个新的测量基准点。但是基准点的位置不能太靠近开挖区域,否则基准点随着监测点一起下沉,就会造成监测点测量数据偏小。同时,基准点一定要设在人及机械影响不到的地方,而且基准点周围的应力变化不能过大,这些因素都能造成基准点的变化。基准的布设完毕后,要每隔一段时间进行一次复测,从而保证测量中取得的数据准确可靠。

2)监测点的布设一定要根据现场情况,因地制宜,在能保证施工安全的前提下尽量布设的易于进行数据采集。

3)由于地铁施工一般都在繁华的闹市区,因此由于车流和人流对测点和仪器的影响将不可忽略,因此在采集特别是初始值的过程中一定要避开人流车流高峰,这样才能采集到真实、可靠、能反映真实情况的数据。

4)由于哈尔滨地处东北,冬季特别寒冷,这样就不得不考虑土的冻胀问题。地表的监测点在冬天的时候很可能由于冻胀而发生大的上升,而在春天的时候发生大的下沉。因此在布设地表点的过程中,一定要严格按照布设要求进行,布设的深度必须大于当地的最大冻土层。

5)由于哈尔滨地区的寒冷天气,在数据采集过程中一定要时刻检查测量仪器,铟钢尺底部的冰冻问题,尺垫以及监测点顶部的冰冻问题,一旦忽略很容易造成测量事故。

6)由于仪器十分的贵重,而且因冬季东北地区室内和室外的温差问题,在出去测量的时候一定要对所有的玻璃制品进行预凉,防止由于温差过大而造成玻璃的碎裂,从而造成重大损失。

7)由于很多布设点都在道路上,封闭施工也不可能,因此在进行数据采集的时候一定要注意交通安全。要尽量的避开车流高峰,同时要拉交通警戒线,传反光背心。

客观的说,目前隧道工程的设计施工都尚处于半经验半理论的状态,通过监测可以了解周边土体的实际变形和应力分布情况,为施工步骤的实施、施工工艺的采用提供有价值的指导性意见。因此,将施工监测工作做好、做准确不仅仅能够对施工安全作出有效的提前预测和指导施工,而且还可以通过监测摸索出在特殊条件下土体扰动对周围围岩的应力和应变的影响,对以后隧道工程的学科发展和进步有很大的推动和验证作用。

摘要：以哈尔滨地铁一号线南站—农科院区间施工为依托,重点介绍了在东北高寒地区特有的自然条件下地铁隧道施工中制定的有针对性的施工监测方案,并提出了在特有条件下的监测应对措施及注意事项,对以后地铁施工监测工作有一定的指导意义。

关键词：地铁,监测方法,注意问题

参考文献

篇14：公路隧道施工监测方法及应用

关键词：隧道工程；变形监测；三维监测技术；数据处理

1 概述

经济的发展，社会的进步，离不开交通运输行业的支持，随着我国城市化进程的不断加快，社会对交通运输行业的要求越来越高，而在人均占地面积不断减小的情况下，发展交通运输业，只能依靠地下隧道交通运输的发展。地铁隧道工程在建设中和建设后，可能会由于自身结构、地质、水体、临近地区施工等因素的影响，发生隧道裂缝、变形等危及隧道安全的病害，因此对地铁隧道进行实时的、长期的变形监测以便及时发现险情，保障隧道运营的安全性是十分必要的；地铁隧道的变形监测不仅可为地铁的安全运营提供可靠保障，还能为今后地铁工程的修建及周边工程的施工提供重要的参考价值。

2 地铁隧道变形监测

2.1 地铁隧道变形原因

2.1.1 轨道结构变形

地铁隧道变形包括轨道结构变形和隧道结构变形两种形式。其中轨道结构变形的主要原因是列车荷载长期对轨道产生反复作用，使轨道发生几何偏差，进而影响轨道的平整性和顺畅性；除列车荷载作用外，隧道周边建设施工的卸载、负荷、加载也会引起道床的不均匀沉降，这种沉降同样会影响轨道的平整度及顺畅性。对于铁路来说，地铁运行车辆重量较轻、速度低，轨道和车辆行走部分的变形一般不会引起地铁事故，但轨道变形造成的不平顺可能会导致列车发生不正常振动，这会降低列车运行的稳定性，减少用户的舒适度，更重要的是会加快轨道结构部件的损坏速度，从而间接影响列车的行车安全。

2.1.2 隧道结构变形

地铁隧道结构变形发生在施工阶段和运营阶段，在施工阶段，地铁暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的，在开挖过程中对地下岩土的扰动是不可避免的，这就破坏了地下岩土体原有的平衡条件。隧道开挖时，地层初期受到的影响较小，发生的形变也是微型形变，随着开挖的不断深入，变形会极具增大，然后又趋于缓慢。因此，在隧道开挖过程中应对隧道的拱顶下沉量和地表的下沉量进行检测，以便于对隧道结构的稳定性和开挖工程的安全性提供分析依据。地铁隧道开挖引起的地层变形是一个漫长而缓慢的过程，无论是浅埋暗挖法，还是盾构法，在工程完工投入使用后，都会不同程度的发生整体下沉的现象，尤其是工程处于软土层中时下沉现象更加明显。交通对于经济发展具有促进作用，地铁隧道的建设同样也会促进周边地区建筑行业的发展，地铁隧道附近和隧道上方基坑施工逐渐增多，大规模的交通线网也不断得以建设。在交通网线相互交叉穿越时，新工程的开挖会对既有地铁隧道的受力状况产生影响，原有的受力平衡被破坏，地应力不得不重新分布，由此也引发了地铁隧道的变形。

2.2 地铁隧道变形监测内容

地铁隧道变形不仅会影响列车运行的稳定性，还可能对整个工程及其临近工程的结构造成影响，因此做好地铁隧道变形的监测工作，对于维护地铁隧道工程的安全具有实际意义。在实际的监测过程中，不同阶段的监测任务不同，施工阶段主要监测的内容包括工程支护结构、结构自身的稳定性、变形区的地表情况、建筑物情况、管线及其他相关环境；隧道投入使用后监测的主要内容则为隧道运营情况和周边建设情况对隧道轨道、道床和建筑工程结构，同时还应对运营地区附近的地表、建筑、管线等相关情况进行实时监督。对工程施工阶段和投入使用后阶段的变形情况进行分析后，可知施工、使用后期间的隧道结构变形情况、施工阶段的支护结构变形情况、投入使用后轨道、道床的变形情况都属于被监测对象。

2.3 地铁隧道变形监测技术

2.3.1 传统监测技术

传统监测技术是利用水准测量仪的检测功能对隧道结构的变形情况进行监测，主要对隧道变形区域的断面进行监测。该法在实际使用过程中存在一系列不足：

首先，该法无法使用先进的远程测量技术，在监测过程中不得不打断监测区内的列车运行；

其次，地铁隧道内可视性差，空间受到限制，运行环境复杂，给监测的安全性和监测质量造成了不利影响；

最后，监测点数量受限，若设置监测点过多，不仅会增大工作量，还会延长监测周期的长度，无法准确的反映出变形的真实情况；若设置监测点过少，无法根据有限的数据得到较为精准的变形趋势，这对后期的隧道结构的变形负荷分析是极为不利的。传统的监测技术已经无法适应现代社会的需求，新型的监测技术急需被研发使用。

2.3.2 三维变形监测技术

三维变形监测技术也被称为激光雷达技术，该技术在实际测量时可完全摆脱人工操作，被监测物体的几何图像的排列情况由扫描棱镜中放射的激光点云中获得，通过激光的快速测距功能，建立物体的三维空间模型。当三维变形检测技术在没有发射棱镜的情况下，能以最低10万个点每秒的速度获得某个监测点的三维坐标。检测方法如下：

首先在被监测区域内沿着轨道中心线设置环形闭合测量控制网；

然后在隧道中心后设横断面，间距为3m，将反射标靶分别设置在墙壁垂线、穹拱、地铁路基上，以便于三维激光扫描收集点云；

最后，隧道的三维模型的确定则需要通过数据、连接、存储等数据处理方式实现，这一系列的操作是建立在曲线曲面的非均匀有理B样条曲线表面函数基础上的。

对于地铁隧道的变形监测来说，24h不间断监测是保障隧道结构和地铁安全原型的有效手段；但地铁运行的密度较为密集，若能在不打断地铁运行的情况下，保障测量人员的安全，同时还能保障测量结果的有效性则需要通过测量机器人的协助才能实现以上目标。测量机器人利用远程自动检测系统可对地铁隧道的结构、墙壁垂线、隧道路基等实施不间断监控，监控周期段，可在短时间内为工作人员提供地铁隧道运行的安全状态。

3 地铁隧道变形监测分析及预报方法

3.1 测量机器人的布设

利用自动电子全站仪（ETS）进行隧道变形监测，该检测设备也被称为测量机器人，是一种可自动对目标进行搜索、辨认、追踪和校准的三维坐标的智能型监测设备，观测点采用全站仪自由设站的原则对隧道变形观测点进行全程监测。在观测点上放反射片，增加感光率，提高观测数据的准确性，其余观测任务则由测量机器人在软件的控制下自动完成。通过对观测周期的调节设定，可观测不同时期的数据，然后利用计算软件对不同周期的三维坐标值进行处理，最终获得观测点的三维坐标异动情况，并以△x，△y，△z表示。在对隧道变形进行监测时，测量机器人的设站方法如下：将观测墩放在第一个铁轨的外面，测量机器人被用底座固定在观测墩上，外侧用玻璃罩保护，观测站安装反射片的数目控制在6-16片，安装区域分布在墙壁垂线、穹拱、轨道固定点和轨道排水渠各处，在监测过程中，所有的坐标数据均由测量机器人自动采集，然后通过数据线传输到控制服务器上。

3.2 基准点及工作基点的设置

对隧道工程进行变形监测时，通常将监测基准点放在车站内，如带有强制归心装置的观测墩处，左侧出入段和左线各设置3个阶段点，定期对基准点进行检测，确保监测结果的可靠性。工作几点布设时，可在监测范围内中部的隧道侧墙上设置托架，长度为400mm，左出入线段和左线分别设置1个工作基点；变形监测点可按要求的断面进行布设，每个断面在轨道附近的道床上布设两个监测点，共设置六个观测断面，对每个观测点配备反射棱镜，棱镜反射面指向工作基点。

3.3 数据处理

3.3.1 变形数据处理方法发展现状

地铁隧道变形监测的主要目的是通过采集隧道结构的变形数据，了解隧道和轨道的运行情况，以便于及时发现问题，防止重大安全事故的发生，同时为后期的工程提供参考价值。因此，对监测数据的处理，并根据数据得出变形规律，进而做出科学的预报是监测工程的关键所在。由于现在的监测手段不断发生变化，已经由传统的单一监测模式发展至点、线、面结合的立体交叉多元监测模式，采集的数据也由离散型转向连续性，因此对数据的分析预报也应该由静态分析转向动态分析。在时间序列、回归分析、人工神经网络、灰色系统、卡尔曼滤波和小波分析等多种智能分析方法的应用，极大的推动了变形动态模型的发展和应用。

3.3.2 卡尔曼滤波算法

卡尔曼滤波算法是Kalman在滤波理论的基础上提出的一种时域上的状态空间分析方法，在该算法中，动态系统的描述通过状态方程实现，状态观测信息通过观测方法进行分析，结合空间摄影理论，提出的状态估计理论。离散线形系统的卡尔曼滤波模型的状态方程和观测方程可用下式表达：

①Xk+1=φk+1，kXk+ψk+1，kUk+1+Γk+1，kΩk+1

②Lk+1=Bk+1Xk+1+Gk+1Uk+1+Δk+1

X为状态向量，L为观测向量，U为控制向量，φ为状态转移矩阵，ψ为时刻控制矩阵，B为观测矩阵，Γ和G为随时间变化的系数矩阵，Δ是观测噪声，Ω是动态噪声。下角标为“k”，表示该数据为在tk时刻所测得的数据，角标为“k+1”时，则为tk+1时刻所测得的数据；当角标为“k+1，k”时，表示该数据由k时刻至k+1时刻时间段内所测得的数据。卡尔曼滤波模型的建立基础是假设离散线形系统的观测噪声和动态噪声都为零均值白噪声，且二者之间不存在必然联系，在此模型的基础上可推导出吕尔曼滤波方程以及预报方程。

3.3.3 时间序列分析算法

在分析随机数据序列时，时间序列分析法是一种有效的处理方法，该法通过分析一组时序相关的数据序列，找到时间对数据的影响规律，然后在此基础上对数据的变化趋势做出分析和预报。时间序列分析算法已经广泛应用于经济、气象、天文和测绘等多个领域。若时间序列{xi}为平稳、正态、零均值，其取值受到前面时间序列和对应噪声值的影响，按照多元线形回归思想即可得到该时间序列的模型，对模型进行不同条件设定时，可分别获得自回归模型和滑动平均模型的表达形式。

3.3.4 数据处理系统

数据处理系统的主要功能是绘制变形过程的曲线、数据的后处理、数据报表、预报警等。实施绘制曲线的功能可使工作人员能够直观、实时的查看工程结构变形情况；数据分析系统则通过有效的处理措施后对测量误差进行减弱或消除；预警系统则对超过参数设定值的数据进行报警，确保工程的施工安全；报警方式可通过声、光方式和短信预警方式，其中短信预警既可以手动操作，也可以自动完成。

3.4 工程应用

对某地铁隧道工程采用三维激光扫描方法进行变形监测，该隧道1号线处有热力管道工程横穿而过，在工程施工过程中对隧道结构造成了一定的影响，变形区域由K3+770至K3+810，在對该区段进行监测时，所得结果如下：隧道结构最大变形点累积变形量得到+1.90mm，轨道最大变形量累积达到+1.86mm，轨道沉降最大值为-0.29mm。根据以上监测结果可知，工程施工对隧道结构和轨道结构的累积变形未超出2mm（变形范围），热力管道工程的施工对该段地铁隧道的结构和轨道没有影响。通过对监测点连续性监测，发现与人工监测方式相比，该监测技术采集数据稳定，其监测精度准确可靠。

4 结语

城市化进程的不断加快导致以人口超饱和、城市绿化减少、建筑空间拥挤、交通阻塞严重为代表的城市综合症越来越严重，尤其是交通阻塞问题，已经严重影响了各大中小型城市的发展。交通阻塞问题的主要原因是城市交通总容量不足，扩建道路是解决交通阻塞问题的有效途径，在城市建筑面积逐渐减少的今天，利用地下轨道扩展交通空间，可有效缓解交通阻塞问题。在地下隧道工程施工过程中和投入使用后，工程结构变形问题不可避免，利用先进的三维监测技术，对地下隧道工程实施快速、高效、准确的变形监测，不仅可为地铁的运营提供安全保障，还可为后期的工程建设提供科学参考。

参考文献：

[1]宁伟，周立，宁亚飞，等.隧道变形监测预测模型的建立与改正[J].东南大学学报（自然科学版），2013（z2）：279-282.

[2]陈欣，江瑞龄.三维激光扫描技术在高速公路现役隧道变形监测上的应用[J].科技创新导报，2013（35）：113-114，118.

[3]刘杰.隧道变形监测方法研究[J].商品与质量·建筑与发展，2014（3）：104-104.

[4]刘旸.轻轨运营期隧道变形监测方法探讨[J].建材与装饰，2012（4）：174-175.

[5]晏成.全站仪在隧道变形监测中的应用研究[D].同济大学，2005.

[6]刘冠兰.地铁隧道变形监测关键技术与分析预报方法研究[D].武汉大学，2013.

[7]张其云，郑宜枫.运营中地铁隧道变形的动态监测方法[J].城市道桥与防洪，2005（4）：87-89.

篇15：公路路基施工技术方法的探讨

本文探介绍了路基质量目标要求,探讨了公路路基路面施工质量控制技术方面的`方法与对策.

作 者：郭海玲 作者单位：新疆阿图什公路总段,新疆,845350 刊 名：中国科技博览 英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年，卷(期)：2010 “”(1) 分类号：U213.1 关键词：公路路基   填土压实   排水   防护

篇16：浅谈公路路基施工技术与方法

结合自身工作实践和相关规范,从填土与夯实,排水,防护等方面介绍了公路工程中路基的施工技术,并阐述了各种软土地基处理方式及黄土陷穴的处理方法,以期指导施工实践.

作 者：赵嘉 刘坤 ZHAO Jia LIU Kun 作者单位：赵嘉,ZHAO Jia(保定市第三工程建设监理有限公司,河北,保定,071000)

刘坤,LIU Kun(北京市建筑设计研究院,北京,100045)

刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(12) 分类号：U416.1 关键词：公路   路基   路面   软土地基   黄土陷穴

篇17：巨粒土填筑高速公路路堤施工方法

本文根据工程实践对巨粒土的性质、适用范围及施工中应注意的问题进行了分析,提出了合理的巨粒土填筑路堤施工工艺以及施工中的.质量控制要点和安全措施,对道路工程建设提供了可借鉴的施工经验.

作 者：刘喜群 Liu Xiqun 作者单位：凤城市交通局公路管理所,辽宁凤城,110021 刊 名：辽宁省交通高等专科学校学报 英文刊名：JOURNAL OF LIAONING PROVINCIAL COLLEGE OF COMMUNICATIONS 年，卷(期)：2009 11(2) 分类号：U416.1 关键词：巨粒土   适用范围   工艺   机具   质量控制   效益分析

篇18：公路线路施工测量的方法及布置

根据在1:50 000或1:100 000比例尺地形图上标出的、经过批准的规划线路位置, 结合实际情况, 选择线路转折点的位置, 打桩插旗, 标定点位, 在图上标明大旗位置, 并记录沿线特征。大旗问的距离以能表示线路走向及清晰地观察目标为原则。导线测量是沿选定的路线布设线路控制导线, 其目的是为线路初测、地形图测量、定测、施工、纵横断面测量提供控制点。初测导线的选点工作是在插大旗的基础上进行的。导线点的位置应满足以下几项要求:

1.尽量接近线路通过的位置, 在桥梁和隧道口附近, 地质条件严重不良地段以及越岭垭口地点, 均应设点;

(2) 点位稳固, 便于保存;

(3) 视野开阔, 测绘方便;

(4) 点间的距离以不小于50 m且不大于400 m为宜;

(5) 在河流两岸及重要地物附近, 应设置导线点;

(6) 当导线边比较长时, 应在导线边上加设转点, 以方便测图。

导线点位一般用木桩作标志, 并钉上小钉。为防止破坏, 可将木桩钉至与地面齐平, 并在距点位30 cm～50 cm处设置指示桩, 在指示桩上注明点名。

初测导线一般延伸很长, 为了检核并控制测量误差的累积, 导线的起点、终点以及中间每隔一定距离 (30 km左右) 应尽可能与国家或其他部门不低于四等的平面控制点进行联测。当与已知控制点联测有困难时, 可采用GPS做四等及以上等级的控制点, 以控制测量误差的积累。初测导线也可以布设成D级或E级带状GPS控制网。在道路的起点、终点和中间部分尽可能收集国家等级控制点, 考虑加密导线时, 作为起始点应有联测方向, 一般要求GPS网每3 km左右布设一对点, 每对点之间的间距约为0.5 km, 并保证点对之间通视。利用已知控制点进行联测时, 要注意所用的控制点与被检核导线的起算点是否处于同一投影带内, 若在不同带时, 应进行换带计算, 然后进行检核。

二、公路线路勘测中水准测量的方法

路线水准测量的任务是沿着线路设立水准点, 测定各水准点的高程, 并在此基础上测定导线点和中线桩的高程。前者称为基平测量, 后者称为中平i贝0量。

初测阶段, 要求每1 km～2 km设立一个水准点, 在山区水准点密度应加大, 遇有300 m以上的桥梁、隧道、大型车站或重点工程地段, 应加设水准点。水准点应选在离线路100 m的范围内, 设在未被风化的基岩或稳固的建筑物上, 亦可在坚实地基上埋设。其标志一般采用木桩、混凝土桩或条石等。也可将水准点选在坚硬稳固的岩石上, 或利用建筑物基础顶面作为其标志。

基平测量应采用不低于S3等级的水准仪用双面水准尺法进行往返测量, 或两个水准组各测一个单程。读数至mm, 闭合差限差为±40 (mm) (L为相邻水准点之间的路线长度, 以km计) , 满足相应等级水准测量规范要求。在跨越200 rn以上的大河或深沟时, 应按跨河水准测量方法进行。

中平测量一般可使用S3级水准仪, 采用单程测量。水准路线应起、闭于基平测量中所测的水准点上。闭合差限差为±50 (mm I) (L为相邻水准点之间的路线长度, 以km计) , 在加桩较密时, 可采用间视法。在困难地区, 加桩点的高程路线可起、闭于基平测量中测定过高程的导线点上, 其路线长度一般不宜大于2 km。

三、带状地形图的测量技巧

公路勘测中的地形测量, 主要是以导线点为依据, 测绘线路带状地形图。带状地形图比例尺多数采用1:2 000和1:1 000, 宽度为中线两侧各100 m左右。对于地物、地貌简单的平坦地区, 比例尺可采用1:5 000, 但测绘宽度不应小于250 m。对于地形复杂或是需要设计大型构筑物地段, 应测绘专项工程地形图, 比例尺采用1:500～1:1 000, 测绘范围视设计需要而定。

地形测量中尽量利用导线点做图根控制, 必要时设置支点, 困难地区可设置二级支点。一般采用全站仪数字测图的方法。地形点的分布及密度应能反映出地形的变化, 以满足正确内插等高线的需要。当地面横向坡度大于1:3时, 地形点的图上问距一般不大于图上15 mm;当地面横向坡度小于1:3时, 地形点的图上间距一般不大于图上20mm。

四、公路定测的方法

定测的主要任务是把图纸上初步设计的公路中心线放样到实地, 并根据现场的具体情况, 对不能按原设计之处做局部的调整和修改。定线测量是定测的基础布置和前提, 因此, 要获得准确的测量数据, 就必须做好定线测量工作, 以下将对定线测量做具体的分析。常用的定线测量方法有穿线放线法、拨角放线法、导线法三种, 现将详细分析常用的穿线放线法, 具体放步骤如下:

(一) 放点

在地面上放样路线中线的直线部分, 只需定出直线上若干个点, 就可确定这一直线的位置。如图1所示, 欲将纸上定线的两直线JD3～JD4和JD4～JD5放样于地面, 只需在地面上定出1、2、3、4、5、6等临时点即可。这些临时点可选择支距点, 即垂直于导线边, 垂足为导线点的直线与纸上定线的直线相交的点, 如1、2、4、6点;亦可选择测图导线边与纸上定线的直线相交的点, 如3点;或选择能够控制中线位置的任意点, 如5点, 用极坐标法放样。为便于检查核对, 一条直线应选择三个以上的临时点。这些点一般应选在地势较高、通视良好、距导线点较近、便于放样的地方。

临时点选定之后, 即可在图上用比例尺和量角器量取放样所需的元素——距离和角度, 如图5—1所示中距离11、12、13、14、15、16和角度β。然后绘制放点示意图, 标明点位和数据作放点的依据。

放点时, 在现场找到相应的导线点。临时点如果是支距点, 可用支距法放点, 用方向架

定出垂线方向, 再用皮尺量出支距定出点位, 如果是任意点, 则用极坐标法放点, 将经纬仪 (全站仪) 安置在相应的导线点上, 拨角定出临时点方向, 再量距, 定出点位。

(二) 穿线

由于测量仪器、放样数据及放点操作存在误差, 在图上同一直线上的各点放于地面后一般均不能准确位于同一直线上。因此需要通过穿线, 定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线。穿线可用目估或经纬仪进行, 如图2所示:

采用目估法, 先在适中的位置选择A、B点竖立花杆, 一人在AB延线上观测, 看直线AB是否穿过多数临时点或位于它们之间的平均位置;否则移动A或B, 直到达到要求为止。最后在AB或其方向线上打下两个以上的控制桩, 称为直线转点桩ZD, 直线即固定在地面上。采用经纬仪穿线时, 仪器可置于A点, 然后照准大多数临时点所靠近的方向定出B点;也可将仪器置于直线中部较高的位置, 瞄准一端多数l临时点都靠近的方向, 倒镜后如视线不能穿过另一端多数临时点所靠近的方向, 则将仪器左右移动, 重新观测, 直到达到要求为止, 最后定出转点桩。

(三) 交点

当相邻两直线在地面上定出后, 即可延长直线进行交会定出交点。如图3所示, 先将经纬仪置于ZD2, 盘左瞄准转点, 倒镜在视线方向, 于交点JD的概略位置前后打下两个木桩, 俗称骑马桩, 并沿视线方向用铅笔在两桩顶上分别标出a1和b1点, 盘右仍瞄准ZD1, 倒镜在两桩顶上又标出a2和b2点。

分别取a1与a2和b1与b2的中点钉上小钉得a和b, 用细线将a、b两点连接。这种以盘左、盘右两个盘位延长直线的方法称为正倒镜分中法, 将仪器放在转点ZD3, 瞄准转点ZD4, 倒镜后视在ab细线相交处打下木桩, 然后用正倒镜分中法在桩顶上精确定出交点JD位置钉上小钉。

(四) 测交角

在路线转折处, 为了放样曲线, 需要测定转角, 所谓转角, 就是指路线由一个方向偏转至另一个方向, 偏转后的方向与原方向间的夹角, 以α表示:

如图4所示, 当偏转后的方向位于原方向左侧时, 为左转角;当位于原方向右侧时, 为右转角。在路线测量中, 转角通常是通过观测路线的右角β计算求得, 当右角β<180°, 为右转角, 此时αy=180°-β;当右角β>180°时, 为左转角, 此时αz=β-180°。

五、结束语

综上所述, 在公路线路测量过程中, 测量人员要运用科学合理的测量方法, 才能保证测量数据的准确无误, 提高公路路线测量的工作水平。

参考文献

[1]高成发.GPS测量.人民交通出版社, 1999.

[2]姜远文, 唐平英.道路工程测量.北京.机械工业出版社, 2002.

[3]王侬, 过静珺.现代普通测量学.清华大学出版社, 2001.