(甘肅順達(dá)路橋建設(shè)有限公司,甘肅蘭州73000)
在公路工程體系中,隧道工程屬于重要組成部分,受地質(zhì)因素、人為因素、環(huán)境因素影響,會(huì)出現(xiàn)一些安全事故,威脅施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。在公路隧道工程作業(yè)期間,會(huì)使用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)對(duì)作業(yè)區(qū)域基礎(chǔ)情況進(jìn)行監(jiān)督,及時(shí)擬定合理的支護(hù)、排水措施,提高作業(yè)環(huán)境的安全性,降低安全事故的發(fā)生概率。
隧道工程具有復(fù)雜性、隱秘性、不可測(cè)量性等多種特征,隧道開(kāi)發(fā)存在不可預(yù)見(jiàn)性等諸多問(wèn)題。不良地質(zhì)環(huán)境會(huì)增加技術(shù)人員施工難度,會(huì)造成隧道坍方、突水等情況,威脅施工人員造成生命安全,影響施工正常運(yùn)行,延誤工期。
隨著監(jiān)控量測(cè)的熟練應(yīng)用,預(yù)測(cè)隧道工程中存在的問(wèn)題,確定設(shè)計(jì)方案。監(jiān)控量測(cè)在我國(guó)公路隧道中的應(yīng)用較為重要,需要在技術(shù)應(yīng)用前期做好技術(shù)梳理工作,嚴(yán)格按照方案中標(biāo)注內(nèi)容展開(kāi)工作,提升量測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果。
在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用期間,應(yīng)做好監(jiān)測(cè)斷面的選擇工作,以確保技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值。
(1)確保監(jiān)測(cè)斷面的代表性,基于以往的技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),選擇監(jiān)測(cè)斷面主要以典型斷面為主,此類斷面地質(zhì)穩(wěn)定性較差、圍巖形變量較大、圍巖存在較為明顯變化、易威脅隧道工程作業(yè),需要在此處布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。
(2)所選斷面層結(jié)構(gòu)應(yīng)不干擾正常作業(yè),且監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)具備順利監(jiān)測(cè)的便利條件,可方便監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè),為后續(xù)監(jiān)測(cè)工作的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。
(2)控制監(jiān)測(cè)位置和監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距,隧道工程設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)包括拱頂、拱腰、起拱線等位置,其中拱腰和起拱線上設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)較多,間距控制在2.0~3.0 m,同時(shí)做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)記和保護(hù)工作。如果施工毀壞了已有監(jiān)測(cè)點(diǎn),可通過(guò)引測(cè)重新設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),以確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。
2.3.1 地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)
在公路隧道工程監(jiān)測(cè)的過(guò)程中,應(yīng)先監(jiān)測(cè)地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)情況,可為后續(xù)作業(yè)工程的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。在隧道開(kāi)挖過(guò)程中,每間隔相應(yīng)的開(kāi)挖深度便需要對(duì)圍巖變化情況進(jìn)行一次統(tǒng)籌檢查。明確掌子面周圍圍巖的基礎(chǔ)性質(zhì)、節(jié)理發(fā)育狀態(tài),采集相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。若掌子面圍巖參數(shù)和設(shè)計(jì)圖紙中參數(shù)相差較大時(shí),應(yīng)暫停開(kāi)挖,并將情況匯報(bào)到上級(jí)單位,待綜合評(píng)價(jià)后選擇繼續(xù)作業(yè)或調(diào)整施工參數(shù),確保施工過(guò)程的安全性。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)做好支護(hù)結(jié)構(gòu)使用情況的監(jiān)測(cè)工作,若發(fā)現(xiàn)形變量較大的支護(hù)結(jié)構(gòu),需要分析結(jié)果形變?cè)?,如頂層擠壓、機(jī)械碰撞等,并采用相對(duì)應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行處理,提高隧道工程作業(yè)環(huán)境的安全性。
2.3.2 地表下沉情況
在隧道工程施工過(guò)程中,會(huì)卸載土層應(yīng)力,在應(yīng)力重新恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生擠壓力,導(dǎo)致地表出現(xiàn)下沉的趨勢(shì),是監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用期間需要重點(diǎn)關(guān)注的監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
在具體實(shí)踐操作中,主要監(jiān)測(cè)范圍位于隧道開(kāi)挖的掌子面附近,開(kāi)挖前采集初始地表數(shù)據(jù),便于后續(xù)開(kāi)展分析工作。在初期開(kāi)挖過(guò)程中,數(shù)據(jù)采集頻率相對(duì)較高,待其支護(hù)措施完成后,采集頻率可以適當(dāng)降低,對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯總整理,得到可靠的分析結(jié)果。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果可對(duì)區(qū)域地表沉降量、沉降速度等內(nèi)容進(jìn)行了解,同時(shí)可以討論沉降情況和工作推進(jìn)間的相關(guān)性,以評(píng)估隧道開(kāi)挖范圍內(nèi)覆蓋層的穩(wěn)定性,以便于相應(yīng)處理措施的順利擬定。
2.3.3 周邊位移及拱頂下沉情況
又一聲簫音,比剛才稍稍清晰一些。聽(tīng)得出,這是在調(diào)簫。簫不是琴瑟之類的弦樂(lè),本不需要仔細(xì)測(cè)試弦的松緊,反復(fù)調(diào)試音之高低。但簫是讓人靜心的樂(lè)器,調(diào)音的過(guò)程,其實(shí)是讓演奏者心神凝聚的過(guò)程,馬虎不得。一個(gè)長(zhǎng)音,又一個(gè)長(zhǎng)音,含蓄,委婉,讓吹簫人內(nèi)心安定下來(lái),像一泓秋水,同時(shí)定好基調(diào),然后才能如行云流水,自如演奏。
在隧道工程作業(yè)過(guò)程中,應(yīng)重視周邊位移和拱頂下沉情況的監(jiān)測(cè)工作,采集的數(shù)據(jù)信息可輔助工作人員完成隧道工程支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整,明確二次襯砌的具體作業(yè)時(shí)間,使作業(yè)工程可按照既定工序順利進(jìn)行施工。
在前期監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置的過(guò)程中,周邊位移和拱頂下沉量測(cè)應(yīng)布置在同一斷面,間距應(yīng)根據(jù)周邊圍巖的具體等級(jí)和穩(wěn)定性進(jìn)行確定。某公路隧道工程圍巖等級(jí)為Ⅴ級(jí),在布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí),各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距應(yīng)控制在20 m。采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)如果出現(xiàn)圍巖形變量較大的情況,需要將間距縮短至10~15 m,以確保采集數(shù)據(jù)的完整性、有效性。
在測(cè)量過(guò)程中,其內(nèi)容可以細(xì)分為3個(gè)時(shí)間段,可采用分段控制的方法完成數(shù)據(jù)采集。劃分的三個(gè)時(shí)間段分別為上臺(tái)階支護(hù)系統(tǒng)王成后→下臺(tái)階支護(hù)系統(tǒng)完成、下臺(tái)階支護(hù)系統(tǒng)完成后→仰拱結(jié)構(gòu)封閉施工、仰拱結(jié)構(gòu)封閉施工完成后→防水板施工前。
在監(jiān)測(cè)過(guò)程中,會(huì)對(duì)各節(jié)點(diǎn)位置的絕對(duì)高程數(shù)值進(jìn)行測(cè)量,測(cè)定施工前后監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移情況,明確作業(yè)對(duì)工程施工帶來(lái)的影響。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)隨著開(kāi)挖情況進(jìn)行調(diào)整,洞內(nèi)干擾性相對(duì)較小時(shí),監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)保持1 次/d,洞內(nèi)干擾性相對(duì)較大時(shí),監(jiān)測(cè)頻率需要調(diào)整到2~3 次/d,直到洞內(nèi)作業(yè)情況恢復(fù)到安全狀態(tài)后,可以恢復(fù)到最初的監(jiān)測(cè)頻率,提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)用性。
完成數(shù)據(jù)采集后,工作流程進(jìn)入數(shù)據(jù)整理階段,在具體工作過(guò)程中,需要對(duì)多項(xiàng)參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算,如位移速率、總位移量等。在對(duì)位移速率進(jìn)行計(jì)算時(shí),可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息羅列回歸方程,得到位移參數(shù)和時(shí)間參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系。可借助繪制的函數(shù)曲線,代表各類數(shù)據(jù)信息的分布規(guī)律,推算出變量的變化速率和極限數(shù)值,提升數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性。除此之外,還可以利用指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、和雙曲線函數(shù)輔助完成數(shù)據(jù)分析工作,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的直觀性。
得到需要的分析數(shù)據(jù)后,需要挖掘潛在價(jià)值數(shù)據(jù),對(duì)分析后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ),標(biāo)記相應(yīng)關(guān)鍵詞信息,以便后續(xù)數(shù)據(jù)順利提取。
通過(guò)擬定合理監(jiān)測(cè)計(jì)劃,有利于各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展,提升采集數(shù)據(jù)的合規(guī)性。
(1)在具體實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)參數(shù)信息的采集工作,如隧道地質(zhì)情況、地下水位置、外界環(huán)境情況、斷面所在位置等。對(duì)勘察的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理,匯總后篩選出有效數(shù)據(jù),并將其融入監(jiān)測(cè)計(jì)劃中,提升監(jiān)測(cè)計(jì)劃內(nèi)容的完整性。
(2)借助BIM技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)計(jì)劃中的內(nèi)容進(jìn)行模擬運(yùn)行,校驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、施工活動(dòng)間的沖突性,避開(kāi)施工活動(dòng)位置,減少后續(xù)引測(cè)時(shí)的工作量,降低數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的誤差性。
(3)監(jiān)測(cè)計(jì)劃內(nèi)容應(yīng)隨著隧道工程開(kāi)展進(jìn)度的深入及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,在調(diào)整監(jiān)測(cè)計(jì)劃時(shí),需要利用可靠的應(yīng)用模型,優(yōu)化調(diào)整后計(jì)劃內(nèi)容的可行性,使其可具備更良好的指導(dǎo)意義,提升量測(cè)技術(shù)的使用價(jià)值[1]。
通過(guò)加強(qiáng)人員隊(duì)伍組建,可提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的使用價(jià)值。雖然目前監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,但需要高水平監(jiān)測(cè)人員進(jìn)行輔助工作,以降低數(shù)據(jù)分析結(jié)果的容錯(cuò)率。
(1)需要提高組建隊(duì)伍門檻,篩選綜合能力強(qiáng)、責(zé)任心強(qiáng)、執(zhí)行力強(qiáng)的監(jiān)測(cè)人員,且監(jiān)測(cè)隊(duì)伍的年齡結(jié)構(gòu)應(yīng)傾向于青年化。在新技術(shù)更新后,年輕的工作人員具備更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力,可縮減新技能的學(xué)習(xí)周期。
(2)在日常工作中需要做好監(jiān)測(cè)人員培訓(xùn),以完善自身的學(xué)習(xí)體系,優(yōu)化能力考核制度。工作人員競(jìng)爭(zhēng)上崗,對(duì)不滿足要求的人員進(jìn)行調(diào)崗,借此提高監(jiān)測(cè)人員對(duì)工作的重視程度[2]。
(3)建立相應(yīng)的責(zé)任管理制度,明確監(jiān)測(cè)人員的具體工作內(nèi)容和承擔(dān)責(zé)任,待出現(xiàn)問(wèn)題后可根據(jù)責(zé)任管理制度進(jìn)行人員的追責(zé),督促監(jiān)測(cè)人員按要求完成工作,減少人為因素帶來(lái)的負(fù)面影響。
通過(guò)做好數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作,可為后續(xù)數(shù)據(jù)信息的提取提供便利,提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值?,F(xiàn)階段,信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不斷凸顯,可利用這些技術(shù)搭建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái),儲(chǔ)存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)可將監(jiān)測(cè)時(shí)間、監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)作為數(shù)據(jù)分類依據(jù),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)會(huì)挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值,挖掘出的數(shù)據(jù)信息會(huì)單獨(dú)存儲(chǔ)到某一數(shù)據(jù)庫(kù)中。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)前應(yīng)做好數(shù)據(jù)篩選工作,剔除重復(fù)或錯(cuò)誤數(shù)據(jù),以確保數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用價(jià)值。
綜上所述,擬定合理的監(jiān)測(cè)計(jì)劃,有利于各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展,加強(qiáng)人員隊(duì)伍組建,可提升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,做好數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作,可為后續(xù)數(shù)據(jù)信息的提取提供便利。通過(guò)采取措施提升現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)應(yīng)用水平,可營(yíng)造穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境,降低安全隱患發(fā)生概率。