高速公路隧道监控量测的预警机制和信息处理反馈论文_杨世兵,赵文强

高速公路隧道监控量测的预警机制和信息处理反馈论文_杨世兵,赵文强

中咨公路养护检测技术有限公司 北京 100027

摘要:本文对高速公路隧道施工监测工作的意义和目标进行阐述,从当前的规范当中可以发现,部分测量项目的预警值依旧没有进行特别的要求和规定,需要根据相关的规范和理论基础并且与隧道试验测试的相关教训和经验进行结合,对各种测试项目预警值的设定情况进行归纳和总结,另外提出相关的反馈机制和信息处理机制,供相关的工程进行参考。

关键词:隧道工程;监控量测;试验检测;预警机制;信息反馈

引言

从当前的角度分析,高速公路隧道通过信息化施工技术进行施工,并且需要利用超前地质预报和隧道施工监控技术。这些技术都是必不可少的,另外及时对外围岩和支护结构的应变应力情况进行掌握也是非常有必要的,这对判定隧道施工期的稳定性具有非常重要的意义。如果发现监测异常,就一定要提前进行预警,只有这样才能保证整个隧道施工过程中的效率和安全性。

1隧道监控测量的目的及意义

隧道在建设过程中结构十分复杂,通过现在的研究技术已经无法完全掌握隧道的地质特点、物理参数、地质条件等。这在无形当中也导致施工的时候在判断土地地段开挖程度方面出现了一定的不确定性,而导致实际施工的方案和设计方案之间出现一定的偏差,造成实际施工过程中和围岩情况不适应,而造成围岩稳定性产生问题,而产生不必要的浪费。所以一定要确保围岩的稳定性,加强隧道监控测量的分析工作,对隧道的整体建设阶段进行实时监测,对围岩的稳定程度进行分析,依照不稳定因素,做好反馈分析工作,通过相关措施来保证围岩建设的稳定性。在监测的过程中,需要达到的监测目的有以下几项:首先需要对更改相关的支护和设计参数方面提供相关的依据,利用隧道建设监控测量工作来对围岩的支护情况及受力情况进行分析,改造原有的支护区域,如果出现一些设计不合理的环节,一定要对具体情况进行重新设计或者改造,其次为了对开挖方法和支护时间进行选择提供相关依据,在选正确选择开挖方法的过程中,一定要注意加强围岩稳定性,并且及时监测隧道情况,对围岩出现的地质情况进行分析,科学合理的选择开挖方法,并且分配相关工作的时间。第三,对变形趋势进行分析,及时进行预报预警工作,另外利用监测数据来对围岩的结构动态情况进行分析处理。依照具体数据来进行分析、预测工作。并与实际情况结合来进行防护措施的建设。第四,对隧道围岩形变的规律及影响因素进行分析和研究,利用隧道监控测量可以分析和研究不同类型的围岩和地区环境情况,对不同为岩地质的物理参数进行掌握,具体对围岩形变的因素进行分析,进而总结不同地质情况下围岩形变的情况,为以后的建设提供相关的资料,第五,加强隧道施工过程中的安全运行工作,对可能会出现的隧道安全施工因素进行分析,对隧道施工过程中出现的管理方法不当或者人员疏忽的问题进行总结,为以后隧道监控工作提供相关的安全保障。

2监测控制标准、警戒值及稳定性判别

2.1变形值判别准则

2.1.1总变形量控制

依照相关的规范情况,隧道的极限型变量不能超过总行变量,最极端的情况下,极限型变量与设计预留型变量相同。首先如果形变量处于极限型变量1/3以内,这就说明围岩的变化情况是正常的,其次,如果形变量处在极限型变量1/3到2/3的时候,这就说明围岩的形变量比较大,需要对围岩的形变发展情况进行密切关注,最后如果形变量达到极限型变量的2/3以上,这就说明围岩的形变情况出现产生异常,一定要对原因进行分析,并且采取相关的措施进行处理。

2.1.2变形速率控制

如果形变的速率超过每天1mm,这就说明围岩是在一个非常不稳定的异常情况下,一定要对形变的发展趋势进行严密关注,其次,如果形变的速率在每天1m到0.02m的话,这就说明围岩是在一个正常形变的情况内,如果形变的速率每天没有超过0.2毫米,这就说明在一种基本稳定的状态。

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2.1.3时态曲线的趋势控制

如果只是在开挖土层变形的速率比较大,而且很快变小,并且处于稳定的状态,这就说明围岩具有很强的自身稳定性,可以通过弱支护来进行操作,如果形变速率伴随时间慢慢变小,时态曲线趋于平缓,这就说明围岩形变的情况是稳定的,能够正常进行施工,如果形变的速率不变,而且时态曲线处于一种上升的趋势,这就说明围岩形变的情况比较大,而且稳定性不好,要通过加固加强等手段来进行操作,并且如果情况紧急,还需要对施工开挖状态进行停止。如果形变速率进一步加大,而且曲线上面产生反弯点,这就说明围岩在被破坏的状态,一定要停止开挖,并且通过加固的方式保证施工的安全性。

2.2支护效果判别准则

初期支护和围岩两层支护的接触压力能够换算成结构的内力,依照相关的设计安全系数来判断。内应力需要依照钢材的抗拉抗压强度来对型钢的收敛安全性进行判断,锚杆应力情况要比钢材的屈服强度小,浆体以及围岩、浆体和锚杆的握裹力需要超过锚杆的抗拔力设计。最后需要注意的是,喷射混凝土的内力需要依照相关的规范的安全系数来进行判定,二次衬砌的经验说明,如果周边收敛速率小于1~2mm/年时,另外二次衬砌内力达到设计安全系数,这就说明二次衬砌具有稳定性。

3信息反馈及预警机制

如果隧道出事会产生很大的社会影响,所以一定要吸取相关隧道、地铁事故的经验,防止相同的事故出现,一定要进行预警机制的建立,首先进行监控量测,如果出现围岩较大的形变或者预测出产生不良地质,一定要在及时告知相关的部门,并且进行预警紧急报告的提交,重点监测一些异常路段,其次,在进行隧道记质量测量的过程中,一定要以事实为依据,保证相关数据的真实性以及测量结果的公正性,最后在进行超前地质预报的过程中,要通过红橙黄蓝四种颜色进行相关地质灾害预警机制评级,并且提供相关的应急预案。

4针对隧道监测问题提出相关建议

4.1提高数据处理方式

在数据处理的过程中,一定要通过计算机自动处理系统,这样能够让人工计算出现的误差率大大减少,并且对数据丢失的概率进行控制,隧道自动检测系统可以让围岩的稳定性增加。

4.2提高信息处理反馈的有效性

在隧道监测信息处理的过程中,一定要加强反馈系统,通过自动化处理模式可以让处理的时间大大缩短,并且让处理效率提高,及时分析围岩的稳定性,对于一些不稳定的围岩,一定要及时进行补救,让损失得到控制。

4.3采用多种数据分析方法

通过多次模型来分析数据,主要需要进行逆函数方程、双曲线方程、幂函数方程、指数方程、对数方程、线性方程等的计算,通过多种形式对预测准确性、有效性进行提高。

4.4提供信息交流平台

积极进行信息交流平台的建设有效传播监控和传输相关信息,让实际监测效果能够有效地在隧道建设人员当中进行传递。在实际建设的时候,可以让隧道建设的可靠性进一步增强,让建设质量提高,大大提高围岩的稳定性,让隧道安全建设得以增强,让道路运输安全性得到提高。

结语

分析归纳以上相关预警值之后,可以发现这种方法对在大部分公路隧道当中可以适用,但是还需要注意的一个问题在于隧道工程试验检测项目预警值是非常复杂的,不能一概而论。这就需要相关人员关注隧道的施工参数和工法、不良地质、围岩岩性、结构类型等,需要在相关隧道试验测试的过程中对预警值进行综合分析,在以后的工作中,一定要对相关经验进行积累和完善,让隧道试验检测的工作水平进一步提高。

参考文献:

[1]中华人民共和国交通运输部;公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009).

[2]中华人民共和国交通运输部;公路隧道施工技术细则(JTG/TF60-2009)

[3]黄侃.地质雷达与TSP在公路隧道超前地质预报中的应用[D]:南京:东南大学,2016.

[4]许振川.隧道监控量测在围岩稳定性分析中的应用研究[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(12):29.

论文作者:杨世兵,赵文强

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/21

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