郑光义 徐英 孙敏 李宁
中国水利水电第十四工程局有限公司 云南昆明 650041
摘要：中老铁路为“一带一路”重要项目之一，老挝地广人稀，山林密布，通讯网络较为落后，老挝处于亚热带地区，降雨较多，尤其是每年的5月份-9月份，通讯信号因降雨原因较差，结合老挝当地的通讯条件，项目采用国内信息化平台与老挝信息化平台完美结合，实现围岩监控信息化，根据预警机制采取相应的管理措施。由于施工地段地质结构非常复杂，炭质软岩居多， 本文根据当地地质对U0值进行分析研究，对围岩监测预警加密次数测量进行对比分析，围岩监控信息化为隧道施工起到控变防塌作用。
关键词:国内国外信息化管理；分级管理；U0值；加密观测
引 言：随着世界经济的飞速发展，原有的一些交通方式已成了经济发展的障碍，而铁路交通因能较大减少两地之间的距离，缩短了到达目的地的时间而受到普遍的欢迎，中国成熟的铁路建设能力世界瞩目，而处于邻邦的老挝也想趁中国一带一路发展国民经济，但老挝因历史原因，原有两条贯通全国的主要公路，已不能满足老挝日渐扩大的运输需要，值此契机，中老铁路应运而生；中老铁路由中国云南省省会昆明经老挝著名旅游胜地琅勃拉邦至老挝首都万象，全程长417公里。铁路由中方负责建设，采用国际技术标准，客运时速160公里/小时，货运时速120公里/小时，其中有76处隧道约195公里。铁路隧道在中老铁路占据较大比重，为保证隧道工程施工安全、施工质量和结构的长期稳定性，围岩监控量测在过程中起到至关重要的作用。
1 工程概况
卡西隧道单线隧道，隧道进口里程DK245+165，出口里程DK248+550，全长3385m，隧道最大埋深265m，全隧穿越三叠系（T）砂岩、泥岩夹页岩、煤层（线）、粉质黏土、粉砂、中砂地层，隧道围岩较差，线路经过山间洼地，及隧道洞口和洞身处于偏压、浅埋等地段，地表植被茂盛，开挖揭露地层岩性为泥岩，差异风化严重，仰拱以下强风化、以上全风化；掌子面旱季无渗水，雨季微渗水。
2 国内外围岩信息化特点
2.1 国内信息化特点
国内交通便捷，网络通讯设施齐全，有更好的条件来完成围岩监控的信息化管理工作，能够及时将信息传递，使得监测数据能够及时得到有效判断，及时采取相应措施，引导现场隧道施工，减少因隧道坍塌而导致人员伤亡，为保证施工人员安全提供有利保障，为施工工序中加固措施提供有效的证明，为后续开挖提供参考依据，从而达到控变防塌效果。目前国内信息化特点：
（1）及时性，2小时内数据必须到达项目管理者手中，同时工管中心、业主、监理、设计等收到预警信息，根据预警信息组织招开紧急抢险工作部署，信息化系统的应用能够使围岩变形情况通过手机客户端第一时间到达管理者手中，危险情况下决策者可以第一时间采取措施避免安全事故发生。
（2）准确性，围岩量测信息化系统通过自动采集、自动处理数据有效的避免了数据失真问题，避免了因手动数据处理出现偏差导致错误信息，从而达到数据的准确性。
（3）闭合性和可追溯性，围岩量测信息化系统异常预警处理后可以清楚的查到当时的预警原因，及当时采取什么样的措施，采取措施后的效果，实现闭合性和可追溯性，使用隧道围岩量测信息化系统后变形曲线、周报、月报、日报等报表可以随时打印存档
2.2 国外信息化特点
根据老挝当地环境，交通不方便，网络设备不齐全，通讯质量较差，一般完成一次数据采集及统计周期时间较长，在正常情况下达到12-24小时完成一次完整的信息采集，严重影响围岩监控在现代化施工中的应用。根据当地条件完成信息化的特点：
（1）周期长，前期多采用人工国内传统信息处理方法，传统的围岩量测主要依靠测量技术员手工完成，观测困难、工作量大，实践起来干预因素多，难以形成工序管理，数据采集完成后需要在办公室计算数据，计算结果需要层层上报，过程繁多，流程复杂，难以快速到达决策者手中。
（2）数据分析存在错误信息，传统的监测流程往往是人工模式，数据采集、记录、数据处理等过程需要人工完成，数据可塑性不强，那个环节出了问题都不能保证数据的准确性.
（3）预警措施验证难，传统的围岩量测出现测量异常时，现场采取的措施及采取措施后的评价无从追溯。
2.3 国内外联合信息化管理
由国内购置信息化服务器放置在老挝万象，供整个老挝境内铁路隧道围岩监控信息化系统使用，经过一段时间调试，通讯设备安装虽然达不到国内标准，基本能够满足信息化管理工作，国内对监控量测系统维护及数据处理，实现国内外联合信息化管理，围岩监控信息化联合管理特点：
（1）保证时效性，按照要求数据上传时间不得超过测量后的4小时，如遇下雨、打雷导致停电、停网，可延迟数据上传时间，既能达到及时预警，又能及时采取措施。
（2）保证准确性及可追溯性，采用国内先进围岩监控信息化系统，既能够有效反映真实数据，又能够及时的通知到位，达到控变防塌效果，可以利用平台记录发生预警分析原因及采取的防控措施，以及防控措施达到的效果都可以反映出来。
目前根据信息化联合管理，出现预警能够及时控制，在地质较差的隧道未出现坍塌事故，都在于更好的利用信息化管理。
3 预警设置及管理机制
3.1 预警设置及U0值设置
本标段仍然采用国内监测预警设置：1）当监测日变形速率小于5mm/d，且累计变形量小于1/3 U0值，可正常施工。2）当监测日变形速率大于5mm/d，且小于10mm/d时，且累计变形量大于1/3U0,小于2/3U0值应当采取相应的支护措施，增加观测频次。3）当日变形速率大于10mm/d，累计变形量大于2/3U0值应当暂停施工，增设横、竖支撑进行抢险，后续施工时，应加强支护，调整施工工法。
本标段隧道为单线隧道，软弱围岩地段采用三台阶法，根据现场软弱围岩分析，采用设计给予的预留变形量来作为U0值，根据不同围岩预留变形量大不相同，Ⅴ级围岩预留变形量180mm,Ⅳ级围岩预留变形量80mm,Ⅲ级围岩预留变形量50mm,结合现场对软弱围岩的累计变化值分析，卡西隧道洞内围岩累计最大变化量达到441mm仍然处于可控状态（如图1、2），未发生坍塌事故，仅
造成初支侵线，因预留变形量较小导致侵线，为此根据现场判断，对此段地质较差的围岩段预留变形量增大至300mm，对应预警机制的U0值也随之调整至300mm。
图1 图2
结合现场实际调整预留变形量，不仅有效减少施工中频繁反工换拱架的情况，而且根据支护措施判断是否满足要求，从而达到岩变我变施工最优法。
3.2 预警管理机制
3.2.1隧道监控量测组织机构图：
4 加密测量分析
通常情况下当出现预警信息，首先要进行二次加密观测，根据现场实际加密测量数据分析一天（24小时）观测6次，根据变化值的多少比上次观测时差，结果导致每次都出现假预警现象，如果观测次数增加，每次观测环境、人员等条件不一样，观测仪器也存在误差，结果就会因观测次数过多导致出现假警，不仅工作量怎大影响现场生产，而且导致工作量增加，数据处理剔除难度增加，所以当出现预警信息时则根据工序情况进行第二次观测，预警断面每天2次观测为最佳，从而验证加密测量监测并不适合所有的项目，对于围岩监测而言在施工工序前进行观测，施工开挖工序结束可进行观测，支护完成后下个循环开挖前进行观测。
5 结论
围岩监控量测为生产服务，围岩监测信息化是为更好、更快、更便捷服务好生产，及时传递监测数据，及时获得分析结果，隧道现场监控量测指导在施工过成中，对围岩和支护、衬砌受力状态的量测。现场测量监控是监视围岩稳定，判断支护、衬砌结构设计是否合理，施工方法是否正确的一种手段，也是保证新奥法安全施工、提高经济效益的重要条件：为施工中可能有的工程变更提供科学依据：它贯穿整个隧道施工过程。
隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程中，能够准确预报隧道掌子面前方围岩构造及水文情况、监控量测隧道围岩变形、隧道支护与结构受力情况，以及改变稳定围岩的辅助措施和调整初期支护参数或修改衬砌结构类型，确保隧道施工安全和隧道结构的稳定；设计的初期支护形式是否可以满足围岩的变形压力，二期模型砼最佳浇筑时间都是要通过监控量测来确定。监控量测的分析处理，能够从侧面反映围岩压力对隧道断面及整个隧道的影响，从而了解隧道在初期支护和二次衬砌以及整个施工过程中，围岩压力的变化情况，为必要时及时调整支护结构，改变设计方案提供有力的依据。
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论文作者:郑光义,徐英,孙敏,李宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：围岩论文; 隧道论文; 老挝论文; 量测论文; 数据论文; 措施论文; 铁路论文; 《防护工程》2018年第28期论文;