隧洞施工期间的变形监测技术

李文硕

摘要：随着社会的进步与发展以及我国科学技术水平的提升，隧洞施工技术在不断地完善，施工过程也得到了越来越多的关注。隧洞施工中使用的变形技术是一项十分重要的技术，其对于整个隧洞施工来说起着十分重要的作用。隧洞施工期间使用变形监测技术，是指对变形体进行及时观察、对变形的形态进行分析以及对变形体的发展趋势进行相应的预测等的一项技术，其对于隧洞安全建设至关重要，提供了十分科学性的数据和信息。根据多年在引水隧洞一线工作经验，对于引水隧洞施工期间的变形监测技术展开阐述，并且根据实际情况提出了一些针对陛的建议。

关键词：隧洞施工;变形监测技术;科学性

中图分类号：u456.3 文献标志码：A

在引水隧洞施工过程中，变形监测技术发挥着十分重要的作用，对于引水隧洞施工不仅仅应该重视其过程运行期间的检测，也应该重视对于其变形情况的检测，加强监测的频率及科学性。隧洞施工中进行变形监测的主要目的就是监测永久性建筑以及临时性建筑的施工安全。隧洞施工中进行临时性检测的主要目的就是为突发变形的状况提出相应的对策，进行具体的施工中岩石结构围岩完整性太差，在初期支护后可能会受到放炮的震动而出现变形的状况，或在初期支护后，渗水量大局部支护出现变形等问题，想要保证整个工程的安全性，就应该注意为隧洞的变化情况提供更加准确的信息。与此同时，应该加强对于施工过程中的监督工作，保证各个施工环节的整体工作质量以及水平，这样才能够提升整体工程的水平，避免在施工之后的一段时间内再出现返工的现象。

1隧洞施工中进行变形监测的方式

1.1使用高精度工具进行测量

隧洞施工中进行变形监测的目的以及观测体的级别和预计变形量的精度对于测量的情况来说有着重大的影响。进行隧洞施工过程中，监测拱顶下沉的精度相对于水准工作的基点来说应该达到0.8mm，收敛监测的精度应该达到1.8mm。在这种情况下想要保证监测人员结构的合理性，整个监测的过程中应该注意尽可能地避免更换设备的情况出现，进行观测的每次时间、地点等也应该尽可能地保持一致。相关工作者在进行设备选择时应该注意尽可能地选择一些精度较高的设备和工具，要保证其具有科学性以及效率性，针对隧洞中的施工应该尽可能地使用高效快捷的方式进行测量。可以使用精度水准仪类的仪器检测拱顶的下沉状况，采用收敛仪量测以及观测三维位移相结合的方法检测隧洞收敛情况。

1.1.1监测变形周期以及规律

隧洞施工中的变形监测确定的主要原则就是对变形体的变形过程的观测进行系统性地反映，同时对于相关的变化进行检测，这个过程中应该注意对于单位时间内的变形量以及产生的影响进行确定。在这个过程中若是发现了存在一些不同的情况，就应该加大检测的频率，以便于保证满足相关的规范以及图纸的设计要求。在一些稳定的区域，进行初次观测的监测点应该设置在放炮后掌子面的20m以上的地方，当技术人员获得相关的数据之后应该过几天再在该数据的20m左右进行监测，逐步的改成一个月一次的监测，直到产生移动的距离更小时以及相关的变形量较为稳定时，就应该加大监测的频率，及时地将相关情况报告给建立工程师以及相关的单位。

1.2隧洞工程施工过程中的变形监测

想要进行有效地监测相关的施工人员应注意有效地使用控制点，以便于确定拱顶的下沉监测点以及收敛的监测点，但是在实际的工作中由于隧洞自身的条件限制，进行隧洞的挖掘工作时一般是采取波浪式的逐渐推进，并且向前延伸导线。相关技术人员应该注意在隧洞完工之前，导线一般是不能闭合或者是附合，因此在现实中往往会导致了导线控制网布设主要使用的是复测支导线的形式。依据相应的标准应该做到周周都对支导线进行复测以及延伸，以便于根据监测断面附近分布的监测点选择工作的基点和水准基点。施工期间应该注意在一些岩石稳定以及有利于测量的地方设置洞里的相关监测点，并且注意将爆破的影响区尽可能地避开，这时应该使用特质的设施作为洞内的检测以及基准点，细心者不难发现，隧洞的建设一般其上部都是采用较高的拱顶，所以对于棱镜的放置进行测量的过程十分不方便，所以监测点应该提前在岩石上打进相应的锚杆翻，将钢板与锚杆的一段进行连接，这样一来将会很大程度上方便整体的检测效果。为了方便水准仪的作业以及钢尺的悬挂，可以提前在锚杆的端部设计吊钩，并且分别设置成不同的标志以便于进行区分。在这个过程中想要使得横纵向的不同位置更好地反映，就应该尽可能地将多个监测断面布置在隧洞的横向。

1.3针对拱顶下沉的不同监测方式

在当下隧洞施工中对于拱顶下沉进行检测主要有以下几种方式：（1）对于拱顶下沉进行有效的监测，可以使用更加精密的水准，可以按照二等水准的精度以及要求进行相应的工作，现实中想要在隧洞的内拱顶进行施工是十分不便水准作业的，其可以使用特制的长杆将相关的器具放在拱顶的测量位置上，进行实际的工作中应该将监测基点布设在基石上，以便于每次进行检测时用水准仪将相关的数据进行读取，这样一来就可以得出相应的数据。（2）使用三角高程测量的方式：使用该种方式进行测量时应该注意在监测隧洞纵断面上先将锚杆埋好，并且在錨杆的端部贴上反射片，在实际的检测上应该保证全站仪也与水准仪一样安置在测点以及工作的基点之间，不同之处就是前视一般是采用的反光片，后视则使用的是棱镜，该手段多是使用在一些竖直角不是太大的情况下。

2隧道收敛监测

2.1相对位移观测的手段

在进行具体施工中相关的人员若是仅仅使用测量仪器进行测量的话，经常会在操作平台上操作，这样一来并不利于整体的工作效率。可以使用相对位移的观测方式：第一步，应该在监测的横断面上提前埋下一些监测杆，并且在锚杆的端部将其加工成平面的然后贴上一些反射片;第二步，在距离隧道监测点的25m处左右或者远一些的地方安上全站仪，以全站仪上次内存定义的任何坐标作为假定的坐标系，在使用坐标仪监督处监测点的任意坐标系，使用坐标检测法测出监测点的任意坐标A（XA，YA，ZA），B（XB，YB，ZB），C（AC，YCZC），这个过程中设置的站，无须对测站的坐标以及已知的方向进行定位。最后得出的结果如下：

使用这种方法就可以直接地将相对距离准确地测出来，整体上比其他的方式更加的快捷与准确，这样一来，既可以减少放置棱镜不便带来的麻烦，同时还能够减少由于棱镜的放置变化出现的误差。

2.2使用绝对三维位移监测手段进行监测

本研究发现，在使用相对位移的手段进行检测时若是把仪器架于已知点或者是与已知基准点联测就可以对三维位移进行相应的监测。其最大的优势就在于变形表现为三维坐标量的绝对变化的数值，可以更加客观地反映出检测点的变形状况，变形的检测以及施工进行测量时可以使用相同的设备，这样在很大程度上会减少人力以及物力的成本。但是使用绝对三维位移观测法须在隧道内附近适当的位置设计一个后视基准点，同时还应该在洞内设置观测仪作为固定工作点以便于安置全站仪。

2.3隧道内监测基点、工作基点等的布设

在检测的过程中，施工人员应该注意在进行拱顶下沉的检测点以及收敛监测点的基准点布设时应该尽量地利用控制点，但是实际的施工中由于隧道所处环境比较恶劣，所以进行具体的开挖时候应该是一步步向前，导线也是这样逐步地延伸。在进行基点的布设过程中应该注意保证其与工作的基点分布在观测断面的附近，施工人员应该注意在进行施工时候变形监测更加重视相对变形，所以其联测的成果仅仅是作为监测工作的基点是否变形的参考。洞内监测的基准点以及工作基点应该设定在洞的稳定和受外界影响较小的地方，一定要避开爆破能够影响到的区域，进行对中时可以使用特制的托架进行强制对中。施工人员在对各种测量点布设时应该注意保证设计的精度以及质量，同时采取一定的保护措施，若是在使用的过程中出現了损毁的情况，应该第一时间进行修复。

2.4做好对变形数据的处理工作

变形监测的工作结束时应该注意尽快地对相关的数据进行处理，在这个过程中注意使用最新的变形监测软件，其整体的变形值一般是在隧道进行来挖的初期，整体的变化曲线比较明显，曲线随着时间的推移会逐渐地区域缓和最后直至稳定。这个过程中施工人员应该注意在观测的初期，对于整体的数据处理越及时其整体的效果就会越好，在变形观测的结束之后应该编写变形观测工作的报告，其内容可以是：（1）使用的方法以及进行具体测量的时间等;（2）基准点以及监测点的示意;（3）竖井的竖向以及位移量的图表;（4）对于变形监测的分析建议。最后就是得出其最终的结果以及提出相应的建议。

3结束语

总之，隧洞施工中的变形监测技术在不断地完善，本文在工作中发现，使用传统的水准测量的方式进行监测隧洞的拱顶下沉情况可以达到很好的效果，但是当使用该项技术测量边墙以及点时则会因为其操作上的不方便导致精度的降低。当使用收敛量测技术时虽然也可以达到很高的精度，但是大断面作业时应该投入一定的非测量的辅助设备以及时间，这样一来就在一定程度上影响整体的施工进度。根据文中的分析不难发现，使用正确的方式不仅仅会保障施工的整体安全，还会极大地提升施工的整体质量，变形监测技术的成果数据在现实中还可以有效地反映施工不足的手段，使得施工人员可以更好地使用相关的数据和不断地完善整体的施工计划，以便于提升隧洞工程的效率，其关键之处就是应该加强对施工人员的培训工作，在施工的过程中可以邀请一些专家或者是学者来到单位展开相应的培训工作，对于学习好的职工应该进行一定的奖励，对于一些不认真学习的职工可以进行一定的惩罚措施，这样就会使得整体的工作积极性大大地提升，整体的工作水平逐步地提升。