齊紅軍(陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南　714000)

?

南水北調(diào)東干渠輸水隧洞監(jiān)測(cè)技術(shù)

齊紅軍
(陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南714000)

摘要:以南水北調(diào)東干渠輸水隧洞盾構(gòu)法施工監(jiān)控測(cè)量為例，系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、布設(shè)方式、監(jiān)測(cè)方法和數(shù)據(jù)處理等檢測(cè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格把控隧洞墻體位移及變形、支撐軸力、水位監(jiān)測(cè)等監(jiān)控測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)，保證了輸水隧洞的順利完工。通過(guò)介紹隧道監(jiān)控測(cè)量的方法，闡述了監(jiān)控測(cè)量對(duì)指導(dǎo)施工的意義。

關(guān)鍵詞:南水北調(diào);輸水隧洞;監(jiān)控測(cè)量

1工程概況

南水北調(diào)東干渠工程線路較長(zhǎng)，周邊復(fù)雜，輸水隧洞共需穿越4條鐵路、9條軌道交通、25條公路、77座單體橋、18條河流溝渠及600多條地下管線，其中特級(jí)和一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源達(dá)37處。南水北調(diào)東干渠輸水隧洞工程采用單洞重力流輸水方式，主體采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，一襯采用盾構(gòu)法施工，二襯采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。隧洞沿線布置有連通節(jié)點(diǎn)、若干分水口以及若干排氣閥井、排空井、調(diào)壓井等結(jié)構(gòu)。工程起始于市區(qū)盾構(gòu)始發(fā)井，穿越城市道路，穿越河流后到達(dá)盾構(gòu)接收井。中心導(dǎo)線全長(zhǎng)3 248．83 m。根據(jù)巖土工程初勘報(bào)告，該線路段場(chǎng)區(qū)地面以下40 m深度范圍內(nèi)的土層劃分為8大層、共14個(gè)亞層;東干渠隧洞設(shè)計(jì)洞頂?shù)陀诜€(wěn)定水位約3 m，二襯豎井、盾構(gòu)始發(fā)井、接收井主體結(jié)構(gòu)基坑為三級(jí)風(fēng)險(xiǎn)工程。在盾構(gòu)法隧道施工中，經(jīng)常遇到側(cè)穿、下穿運(yùn)營(yíng)中的地鐵既有線工程，在控制盾構(gòu)施工參數(shù)的前提下如何確保監(jiān)控測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)安全可控的監(jiān)控測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要［1］。

2監(jiān)測(cè)內(nèi)容及控制標(biāo)準(zhǔn)

2．1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

二襯豎井、盾構(gòu)始發(fā)井、盾構(gòu)接收井主體結(jié)構(gòu)基坑及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)目見表1。

表1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)表

2．2監(jiān)測(cè)頻率

基坑開挖期間，基坑深度H≤5 m時(shí)，主體基坑及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)頻率為1次/3 d; 5 m＜H≤10 m時(shí)，為1次/2 d; 10 m＜H≤15 m時(shí)，為1次/d［1］; H＞15 m時(shí)，為2次/d?；娱_挖完成以后，第1—7天的監(jiān)測(cè)頻率為1次/d，第7—15天為1次/2 d，第16—30天為1次/3 d，第30天以后為1次/周，數(shù)據(jù)分析后確認(rèn)達(dá)到基本穩(wěn)定后為1次/月［2］。

2．3監(jiān)測(cè)過(guò)程

1)測(cè)定初始值。施工前布置好監(jiān)測(cè)點(diǎn)后，對(duì)所有的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行連續(xù)3次獨(dú)立的觀測(cè)，經(jīng)判定數(shù)據(jù)合格后取其平均值作為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的初始值。

2)停測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作即可進(jìn)入工后監(jiān)測(cè)，變形穩(wěn)定判斷的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容確定，即“當(dāng)最后100 d的沉降速率＜0．01 mm/d時(shí)可認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段”［3］。變形穩(wěn)定后，即可向業(yè)主發(fā)出停止監(jiān)測(cè)申請(qǐng)，業(yè)主批準(zhǔn)后停止監(jiān)測(cè)。

2．4控制指標(biāo)

監(jiān)控測(cè)量過(guò)程的關(guān)鍵在于檢測(cè)指標(biāo)控制在標(biāo)準(zhǔn)限制內(nèi)。具體控制項(xiàng)目和控制指標(biāo)如表2所示。

表2控制指標(biāo)

3監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照?qǐng)D紙進(jìn)行布設(shè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況可進(jìn)行局部調(diào)整。

3．1基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)

1)地表

測(cè)點(diǎn)要真實(shí)反映基坑周邊道路及地表沉降變形。設(shè)置主測(cè)斷面，主測(cè)斷面上測(cè)點(diǎn)采取緊密遠(yuǎn)疏布置。對(duì)于基坑長(zhǎng)邊，測(cè)點(diǎn)從長(zhǎng)邊中點(diǎn)向兩端分布，最后一點(diǎn)距基坑短邊的距離＜20 m，測(cè)點(diǎn)盡可能沿基坑長(zhǎng)邊兩側(cè)對(duì)稱布置，以形成監(jiān)測(cè)斷面。對(duì)于基坑短邊，當(dāng)短邊長(zhǎng)度＜40 m時(shí)，在短邊中點(diǎn)設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，在基坑四周距坑邊10 m的范圍內(nèi)沿坑邊設(shè)2排沉降觀測(cè)點(diǎn)，排距3～8 m，點(diǎn)距5～10 m。基坑周邊地表沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能與樁體水平位移監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)、支撐軸力監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)和樁體變形監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)重合，以便于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相互校核、印證，從而提高監(jiān)測(cè)的可靠性。在施工方法變化的部位、車站與區(qū)間的結(jié)合部位、車站與風(fēng)道結(jié)合部位以及馬頭門等處均應(yīng)布設(shè)測(cè)點(diǎn)。道路和地表沉降點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地下管線沉降測(cè)點(diǎn)布設(shè);主測(cè)橫斷面布點(diǎn)應(yīng)遵循近密遠(yuǎn)疏原則布設(shè)［4］。

2)樁頂

測(cè)點(diǎn)在基坑四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁(墻)頂上設(shè)置，盡量布設(shè)在基坑圈梁、圍護(hù)樁或地下連續(xù)墻的頂部等較為固定的地方，同時(shí)不易損壞，且能真實(shí)反映基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁(墻)頂部的側(cè)向變形。沿基坑長(zhǎng)邊設(shè)置3～4個(gè)主測(cè)斷面，斷面在基坑兩側(cè)的圍護(hù)樁(墻)頂布設(shè)測(cè)點(diǎn)?；又車L(zhǎng)邊圍護(hù)樁(墻)頂每20 m布置1點(diǎn)，基坑短邊的中點(diǎn)、基坑陽(yáng)角處都是重要測(cè)點(diǎn);測(cè)點(diǎn)設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中標(biāo)志。樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)與樁頂垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)同位置或同點(diǎn)。在基坑周邊荷載較大部位、管線滲漏部位布設(shè)測(cè)點(diǎn)。對(duì)于水平位移變化劇烈的區(qū)域，宜適當(dāng)加密測(cè)點(diǎn)?；用窟厹y(cè)點(diǎn)數(shù)量不宜少于3個(gè)［5］。

3)樁體

樁體的水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)于主體基坑四周圍護(hù)體內(nèi)，沿主體基坑長(zhǎng)邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)每40 m布設(shè)1個(gè)，在主體基坑短邊中點(diǎn)布置1個(gè)監(jiān)測(cè)孔。基坑的陽(yáng)角部位也應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)孔。測(cè)點(diǎn)與樁頂水平位移宜處在同一斷面。測(cè)斜管底部與鋼筋籠底部持平或略低于鋼筋籠底部，頂部達(dá)到地面(或?qū)? ;測(cè)斜管與支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋籠綁扎埋設(shè)，綁扎間距不宜＞1．0 m;測(cè)斜管的上下管間應(yīng)對(duì)接良好，無(wú)縫隙，接頭處牢固固定、密封;綁扎時(shí)應(yīng)調(diào)正方向，使測(cè)斜管內(nèi)的一對(duì)測(cè)槽垂直于測(cè)量面(即平行于位移方向) ;清理底部和頂部，保持測(cè)斜管干凈、通暢和平直;埋設(shè)明顯的標(biāo)志和可靠的保護(hù)措施。

4)支撐軸力監(jiān)測(cè)點(diǎn)

支撐軸力測(cè)點(diǎn)布置于基坑內(nèi)鋼支撐端部，沿主體基坑長(zhǎng)邊每40 m布置1斷面，在同一豎直面內(nèi)每道支撐均應(yīng)布設(shè)測(cè)點(diǎn)，另外基坑的角撐部位也應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)與樁頂水平位移宜處在同一斷面。受力較大的斜撐和基坑深度變化處宜增設(shè)測(cè)點(diǎn)。對(duì)監(jiān)測(cè)軸力的重要支撐，宜同時(shí)監(jiān)測(cè)其兩端和中部的沉降和位移。當(dāng)采取應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)靠近支撐端部但距離端頭3 d以外布點(diǎn)( d為支撐直徑或矩形長(zhǎng)邊長(zhǎng)度)。每截面不宜少于4點(diǎn)，對(duì)稱布置。

3．2周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

3．2．1周邊建筑物

1)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)

建筑物沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)可用采用暴露式墻釘、暴露式地釘。對(duì)于一般建(構(gòu))筑物采用直埋暴露式墻釘。對(duì)于不便于埋設(shè)的建筑物，可以采用粘貼監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方式。具體埋設(shè)要求為:采用直徑適合的沖擊鉆在被監(jiān)測(cè)建(構(gòu))筑物的外表面開孔，開孔高度離地面20～50 cm，開孔深度根據(jù)不同型制的監(jiān)測(cè)點(diǎn)而不同，開孔時(shí)要使孔與水平方向向上成5°左右夾角。在孔內(nèi)填充少許鋼絲或鋼片等墊料，將帶有標(biāo)識(shí)牌的釘點(diǎn)放入孔中，使孔與監(jiān)測(cè)釘無(wú)空隙，密實(shí)接觸，再用手錘將監(jiān)測(cè)釘打入孔內(nèi)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍噴漆或設(shè)置明顯標(biāo)志，以方便監(jiān)測(cè)和保護(hù)。

2)傾斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)

安設(shè)固定觀測(cè)釘點(diǎn)，采用小角法對(duì)建筑物進(jìn)行整體傾斜監(jiān)測(cè)，觀測(cè)釘設(shè)計(jì)與樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)相同，安設(shè)方法亦與其類似，應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1)測(cè)站點(diǎn)要埋設(shè)在被監(jiān)測(cè)建筑邊墻延長(zhǎng)線方向并在施工影響范圍之外，測(cè)站點(diǎn)與被監(jiān)測(cè)建筑的水平距離為1．5～2．0倍建筑高度; 2)建筑物傾斜監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在被監(jiān)測(cè)建(構(gòu))筑物的外表面，能夠反映建筑物真實(shí)變形的位置，每組監(jiān)測(cè)點(diǎn)為2個(gè)，布置在被監(jiān)測(cè)建(構(gòu))筑物同一斷面的頂部和底部，注意其與測(cè)站的通視情況。

3．2．2地下管線

地下管線沉降采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較大的重要管線應(yīng)直接觀測(cè)管頂沉降，對(duì)有管溝的應(yīng)觀測(cè)管溝結(jié)構(gòu)頂沉降，有檢查井的可直接在管頂或溝頂制作沉降標(biāo)識(shí)。沒(méi)有檢查井的，采用鉆孔或挖孔方式埋設(shè)。埋深較大的，用金屬桿引至地面，監(jiān)測(cè)標(biāo)志外加保護(hù)管，保護(hù)管延伸至地面，在地面制作觀測(cè)井，加井蓋進(jìn)行保護(hù)。其他的可用地表沉降測(cè)點(diǎn)替代。

地下管線監(jiān)測(cè)是南水北調(diào)工程監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)以往地下管線監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，直埋管進(jìn)行地下管線監(jiān)測(cè)時(shí)，用鋼釬桿將地下管線位移引至地表采用DS32－D型電子水準(zhǔn)儀實(shí)行觀測(cè)，但銦鋼尺在重力作用下會(huì)使鋼釬桿變形，從而嚴(yán)重影響測(cè)量精度。

1)普通排水混凝土圓管

普通排水混凝土圓管監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)直接布置在管頂，從路面用Ф108水鉆鉆孔至管頂，成孔后在孔底澆注混凝土并植入鋼筋，鋼筋外套PVC管，并在PVC管與孔壁之間填充細(xì)沙，在孔頂設(shè)置小型觀測(cè)井至地面，并在觀測(cè)井頂部安裝金屬蓋以避免測(cè)點(diǎn)破壞。排水混凝土圓管沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

2)電信、電力混凝土方溝

排水、電信、電力、熱力混凝土監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在方溝頂部，從路面用Ф108水鉆鉆孔至方溝頂板上方，成孔后在孔底澆注混凝土并植入鋼筋，鋼筋外套PVC管，并在PVC管與孔壁之間填充細(xì)沙，在孔頂設(shè)置小型觀測(cè)井至地面，并在觀測(cè)井頂部安裝金屬蓋以避免測(cè)點(diǎn)破壞。電信、電力混凝土方溝沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖如圖2所示。

3)燃?xì)?、給水等帶壓管線

燃?xì)?、給水、直埋熱力等帶壓管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)在管線旁邊布置，測(cè)點(diǎn)與管線橫向間距不超過(guò)0．5 m，測(cè)點(diǎn)埋置深度到管底高程。從路面用Ф108水鉆鉆孔至管底標(biāo)高，成孔后在孔底澆注混凝土并植入鋼筋，鋼筋外套PVC管，并在PVC管與孔壁之間填充細(xì)沙，在孔頂設(shè)置小型觀測(cè)井至地面，并在觀測(cè)井頂部安裝金屬蓋以避免測(cè)點(diǎn)破壞。燃?xì)?、給水直埋熱力等帶壓管線沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖如圖3所示。

此類管線設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)是為確保測(cè)點(diǎn)能夠準(zhǔn)確反映管線變形，埋設(shè)前一定要準(zhǔn)確調(diào)查核實(shí)管線位置;若采用鉆孔埋設(shè)方式，測(cè)點(diǎn)埋設(shè)前用管線探測(cè)儀探明有無(wú)其它管線的影響，確保埋設(shè)安全。

3．2．3橋梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)

按設(shè)計(jì)圖紙布點(diǎn)位置在受施工影響的橋梁墩柱上設(shè)置橋梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)，確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在受施工影響的橋梁墩柱(臺(tái))并且能夠反映變形體上變形特征的位置。布置的原則為:在影響范圍內(nèi)每個(gè)墩柱上設(shè)置1點(diǎn);變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜沿橋墩的縱橫軸線布置在外邊緣，也可布置在墩面上。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)位置應(yīng)避開有礙布設(shè)與觀測(cè)的障礙物，確保觀測(cè)通視條件。

圖1排水混凝土圓管沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

圖2燃?xì)?、給水直埋熱力等帶壓管線沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)原理圖

橋梁墩柱(臺(tái))沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用暴露式墻釘型制，具體埋設(shè)要求為:取直徑10～12 mm、長(zhǎng)10 cm的光圓鋼筋，彎折成直角，與8 cm×8 cm×4 mm的鋼板點(diǎn)焊焊實(shí);將加工好的構(gòu)件采用二合一粘膠粘貼在建筑物上，高度離地面20～40 cm;監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍貼標(biāo)識(shí)牌并噴漆，以方便監(jiān)測(cè)和保護(hù)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)位置應(yīng)避開有礙布設(shè)與觀測(cè)的障礙物。

圖3燃?xì)?、給水直埋熱力等帶壓管線沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

4現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)作業(yè)方法

4．1明挖基坑監(jiān)測(cè)

1)地表沉降、樁頂垂直位移(沉降)

道路、地表沉降觀測(cè)采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)按工程測(cè)量規(guī)范的一、二等垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)技術(shù)要求觀測(cè)。垂直位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)應(yīng)由基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，根據(jù)監(jiān)測(cè)精度要求，布設(shè)成網(wǎng)形最合理，測(cè)站數(shù)量最少的監(jiān)測(cè)環(huán)路，也可布設(shè)成附合水準(zhǔn)路線，或布設(shè)成閉合水準(zhǔn)路線［6］。在整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)中，必須有3個(gè)足夠穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)，施測(cè)時(shí)，可選擇一些穩(wěn)定性好的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為水準(zhǔn)路線基點(diǎn)與水準(zhǔn)網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)測(cè)和平差。大部分的監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用中視法測(cè)定。由于水準(zhǔn)轉(zhuǎn)點(diǎn)會(huì)影響成果精度，所以選擇一些穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為水準(zhǔn)轉(zhuǎn)點(diǎn)極為重要［7］。

2)樁頂水平位移

在待測(cè)基坑的附近埋設(shè)3個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)(均要求埋設(shè)在基坑變形影響范圍之外且相互通視條件較好)，使用2″級(jí)精度的全站儀安置于其中一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)上(該導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)能看到全部基坑的樁頂水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn))，再后視另外一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)(剩余一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)用作校核)測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)每次的觀測(cè)坐標(biāo)求出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移。

3)樁體水平位移

使用模擬測(cè)頭測(cè)測(cè)量斜管導(dǎo)槽;保持測(cè)斜儀測(cè)讀器正常工作，緩慢地把測(cè)頭導(dǎo)輪放入測(cè)斜管導(dǎo)槽內(nèi)直至管底，然后自管底由下而上沿導(dǎo)槽全長(zhǎng)每隔0．5 m測(cè)量1次，記錄測(cè)點(diǎn)深度及讀數(shù)。測(cè)讀結(jié)束后，將測(cè)頭旋轉(zhuǎn)180°放入同一對(duì)導(dǎo)槽內(nèi)，同方法再測(cè)1次。檢查每一深度的正反兩讀數(shù)的絕對(duì)值是否相同，當(dāng)讀數(shù)有異常時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)測(cè)至合格。

4)支撐軸力監(jiān)測(cè)

軸力計(jì)加力引起彈性鋼弦的張力變化，調(diào)整鋼弦振動(dòng)頻率，使得頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率發(fā)生變化，便可測(cè)出所受作用力的大小。

4．2周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)

1)周邊建筑物

沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)方法參見明挖法地表沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)方法。傾斜監(jiān)測(cè)作業(yè)方法采取投影法:根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)，A點(diǎn)(頂部，激光貼片或棱鏡)和B點(diǎn)(底部，激光貼片或棱鏡)位于同一豎直線上，建筑物的高度( A與B的距離)為h，當(dāng)建筑物傾斜時(shí)，利用2″級(jí)全站儀將建筑物頂部的測(cè)點(diǎn)A點(diǎn)投影到B點(diǎn)的水平面上，計(jì)算A點(diǎn)的水平位移a，然后即可求得該建筑物的傾斜角α［8］。

2)其他項(xiàng)目

地下管線沉降監(jiān)測(cè)參見明挖法地表沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)方法。橋梁沉降、差異沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)方法參見明挖法地表沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)方法，傾斜監(jiān)測(cè)作業(yè)方法參見周邊建筑物傾斜觀測(cè)作業(yè)方法。

5監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)處理與分析

5．1數(shù)據(jù)處理

觀測(cè)記錄采用DS32－D型電子水準(zhǔn)儀或其他自帶記錄程序的儀器進(jìn)行，通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理軟件中，檢查合格后利用專業(yè)平差軟件嚴(yán)密平差，得出各測(cè)點(diǎn)變化值。為了確保起算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須使用已知的大地水準(zhǔn)點(diǎn)為起算，并校核獨(dú)立閉合差及與2個(gè)以上的水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合差是否滿足精度要求。校核觀測(cè)數(shù)據(jù)，校核合格后按嚴(yán)密平差法進(jìn)行平差計(jì)算，平差后的數(shù)據(jù)精確到0．1 mm。通過(guò)變形觀測(cè)點(diǎn)不同時(shí)期變化值計(jì)算不同時(shí)期的階段變形量、階段變形速率、累計(jì)變化量等。每日采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，及時(shí)繪制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)態(tài)曲線(位移－時(shí)間曲線和速率－時(shí)間曲線)，橫、縱斷面位移曲線［9］。

5．2數(shù)據(jù)分析

1)變形數(shù)據(jù)分析

觀測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性分析基于穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)而進(jìn)行的平差計(jì)算成果。相鄰兩期觀測(cè)點(diǎn)的變動(dòng)分析通過(guò)比較相鄰兩期的最大變形量與最大測(cè)量誤差(取兩倍中誤差)來(lái)進(jìn)行，當(dāng)變形量小于最大誤差時(shí)，可認(rèn)為該觀測(cè)點(diǎn)在這兩個(gè)周期內(nèi)沒(méi)有變動(dòng)或變動(dòng)不顯著。對(duì)比不同時(shí)期變形觀測(cè)結(jié)果，若相鄰周期變形量較小，但多期又呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)時(shí)，確定有變動(dòng)［10］。

2)變形分析與建模

根據(jù)各期變形數(shù)據(jù)，結(jié)合施工情況，建立反映變形量與變形因子關(guān)系的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行變形的建模與預(yù)報(bào)。

選用位移－時(shí)間曲線的散點(diǎn)圖，在圖中注明測(cè)量時(shí)工作面施工工序和開挖工作面與測(cè)量斷面的距離，據(jù)此分析施工工序、時(shí)間、空間效應(yīng)與測(cè)量數(shù)據(jù)間的關(guān)系。采用回歸分析法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，找出一條能代表時(shí)間－位移或距離－位移的離散點(diǎn)分布擬合曲線，回歸分析應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)情況，選取對(duì)數(shù)函數(shù)、支數(shù)函數(shù)或雙曲函數(shù)。根據(jù)擬合曲線的變化趨勢(shì)，判斷測(cè)點(diǎn)狀態(tài)是否正常，以及外推曲線，預(yù)測(cè)測(cè)點(diǎn)位移最大值。時(shí)間－位移曲線和距離位移曲線正常與反常趨勢(shì)圖如圖4所示［11－14］。

圖4時(shí)間－位移曲線和距離－位移曲線正常與反常趨勢(shì)圖

數(shù)據(jù)處理后，還需參考風(fēng)險(xiǎn)巡視情況進(jìn)行綜合分析，從不同的角度分析同一個(gè)工程現(xiàn)象，從而更加準(zhǔn)確、有效地指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，并確保周邊環(huán)境的安全，同時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)值可以相互校驗(yàn)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

6　結(jié)語(yǔ)

監(jiān)控測(cè)量是隧道施工的重要內(nèi)容，南水北調(diào)東干渠輸水隧洞的施工說(shuō)明，監(jiān)控測(cè)量完全可以對(duì)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的力學(xué)狀態(tài)做出判斷，并可為初期支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)。確保各項(xiàng)指標(biāo)安全可控和輸水隧洞的順利完工。通過(guò)施工和環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)行信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項(xiàng)目的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn):

［1］傅新軍，楊春．大斷面隧道施工監(jiān)控量測(cè)［J］．鐵道建筑技術(shù)，2007( z1) : 108－110．

［2］邵傳恒．掛牌嶺隧道監(jiān)控量測(cè)［J］．遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010，12( 3) : 7－11．

［3］建設(shè)綜合勘察設(shè)計(jì)院．JGJ 8—2007建筑變形測(cè)量規(guī)范［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008．

［4］熊君，孟陽(yáng)君．監(jiān)控量測(cè)在洞沖里隧道施工中的應(yīng)用［J］．湖南交通科技，2011，37( 3) : 110－114．

［5］陳宇，陶成富，李亮，等．隧道不同施工方法監(jiān)控量測(cè)分析［J］．公路工程，2008，33( 2) : 143－145．

［6］胡曙光，杜宇飛．監(jiān)控量測(cè)在馬尾寨隧道施工中的應(yīng)用［J］．公路交通技術(shù)，2009( 4) : 132－134．

［7］楊建禮．隧道施工監(jiān)控量測(cè)淺析［J］．西部探礦工程，2012( 2) : 204－207．

［8］張英富．馬鞍山隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)研究［J］．土工基礎(chǔ)，2010，24( 2) : 20－23．

［9］劉青，陳寬德．城市隧道工程基坑施工監(jiān)測(cè)［J］．工程質(zhì)量，2002( 2) : 41－43．

［10］王建宇．對(duì)隧道工程中監(jiān)控量測(cè)問(wèn)題的討論［J］．現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008( z1) : 7－14．

［11］武科，馬明月，李術(shù)才．付家沖隧道監(jiān)控量測(cè)與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］．地下空間與工程學(xué)報(bào)，2012，8( 3) : 543－548．

［12］中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)．GB50026—2007工程測(cè)量規(guī)范［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2008．

［13］中國(guó)建筑科學(xué)研究院．JGJ120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012．

［14］山東省建設(shè)廳．GB50497—2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2009．

(責(zé)任編輯:郎偉鋒)

Monitoring Technology of East Main Canal Water Conveyance Tunnel of South-to-North Water Transfer

QI Hongjun
( Shaanxi Vocational College of Railway Engineering，Weinan 714000，China )

Abstract:Taking the monitoring measurement of shield construction of east main canal water conveyance tunnel

of the South-to-North water transfer as an example，this paper systematically designs the detecting units such as the monitoring content，layout mode，method and data processing，and completely controls all the indexes of monitoring measurements such as the wall displacement and deformation，supporting axial force and water level monitoring to ensure the completion of the water conveyance tunnel．Through the introduction of the tunnel monitoring measurement methods，the paper explains the significance of construction guidance of the monitoring measurement．

Key words:South-to-North water transfer project; water conveyance tunnel; monitoring measurement

作者簡(jiǎn)介:齊紅軍( 1975—)，男，陜西寶雞人，副教授，主要研究方向?yàn)橥两üこ淌┕ぜ夹g(shù)與教學(xué)．

收稿日期:2015－04－08

DOI:10．3969/j．issn．1672－0032．2015．02．009

文章編號(hào):1672－0032( 2015) 02－0047－06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

中圖分類號(hào):TU698．1