隧道监控量测基于施工管理中的意义探讨--尼泊尔KTFT--02项目
摘要
关键词
隧道监控量测;施工管理;尼泊尔KTFT-02项目;工程安全
正文
1引言
随着交通基础设施建设的不断推进,隧道工程在山地、丘陵等复杂地形区域的应用日益广泛。隧道工程具有施工环境复杂、地质条件多变、施工风险高等特点,施工过程中容易出现围岩失稳、坍塌、涌水等安全事故,不仅会造成人员伤亡和财产损失,还会影响工程进度,增加工程成本。因此,加强隧道施工管理,保障施工安全、提高施工效率、控制施工成本、确保工程质量成为隧道工程建设的重要目标。隧道监控量测是利用先进的仪器设备和技术手段,对隧道施工过程中的围岩变形、支护结构受力、周边环境变化等参数进行实时监测和数据采集,并对监测数据进行分析处理,及时发现施工中的潜在风险,为施工管理提供决策支持的重要手段。在隧道施工管理中,科学、准确、及时的监控量测能够有效指导施工方案的优化调整,防范安全事故的发生,保障工程顺利进行。
2项目概况
2.1隧道工程地质条件
尼泊尔KTFT-02项目区域地层主要有加德满都复合体、纳瓦科特复合体和西瓦里克组,被喜马拉雅山的两个主要逆冲系统Mahabharat逆冲断层(MT)和Main Boundary逆冲断层(MBT)隔开。加德满都杂岩由石英岩、片岩、大理岩等组成。而石灰岩、白云岩、变砂岩、板岩、千枚岩、石英岩等构成了纳瓦科特杂岩。
2.2隧道施工方案
根据KTFT-02项目隧道工程的地质条件和施工要求,本项目隧道施工主要采用新奥法(NATM),施工流程包括隧道开挖、初期支护、二次衬砌等环节。在隧道开挖过程中,根据不同的地质条件采用不同的开挖方法,如全断面开挖法、台阶法等。初期支护采用喷射混凝土、锚杆、钢支撑等组合支护形式,二次衬砌采用模筑混凝土施工。为确保隧道施工安全和工程质量,在隧道施工过程中实施了全面的监控量测方案。
3隧道监控量测内容与方法
结合KTFT-02项目隧道工程的地质条件、施工方法、工程特点及相关规范要求,隧道监控量测内容分为必测和选测项目。必测项目是核心,能直接反映施工安全状态与围岩稳定性,需每天观察隧道掌子面及已开挖段落的围岩地质情况和支护结构外观状况,还需通过布设监测点,用收敛计、高精度水准仪或全站仪等设备,定期测量周边位移和拱顶下沉并计算相关数值以判断围岩稳定性。
3.3监控量测数据获取与处理
KTFT-02项目隧道监控量测的数据获取主要采用人工与自动结合方式,专职人员现场记录地质和支护状况,用收敛计、全站仪等人工测周边位移与拱顶下沉并记录,过程中严守规范,定期校准维护仪器。数据处理时先整理检查数据的完整合理性、剔除异常数据并补测或估算缺失数据,再计算相关数值,接着绘出各类曲线与分布图,最后深入分析以判断围岩和支护结构状态,评估风险并及时预警处理。
3.4监控量测数据示例
表1隧道某段必测项目监控量测数据(单位:mm,mm/d)
监测时间 | 周边位移累计值 | 周边位移速率 | 拱顶下沉累计值 | 拱顶下沉速率 |
第1天 | 5.2 | 2.6 | 3.1 | 1.55 |
第3天 | 9.8 | 2.3 | 5.8 | 1.35 |
第5天 | 13.5 | 1.85 | 8.2 | 1.2 |
第7天 | 16.3 | 1.4 | 10.1 | 0.95 |
第10天 | 18.5 | 0.73 | 11.5 | 0.47 |
第14天 | 19.8 | 0.33 | 12.3 | 0.2 |
第21天 | 20.5 | 0.1 | 12.8 | 0.07 |
从表1数据可以看出,在隧道开挖初期,周边位移、拱顶下沉、围岩内部位移、锚杆轴力和钢支撑内力的变化速率较大,随着时间的推移和支护结构的发挥作用,各项监测指标的变化速率逐渐减小,后期趋于稳定,表明隧道围岩在支护结构的作用下逐渐达到稳定状态,施工方案合理可行。
4隧道监控量测存在的问题与对策
4.1存在的问题
隧道监控量测工作对人员的专业素质要求较高,要具有扎实的测绘工程、地质工程、土木工程知识和丰富的实践经验。由于本项目位于尼泊尔境内,当地专业技术人员匮乏,,部分监控量测人员是从其他岗位临时调配过来的,使部分监控量测数据的准确性和可靠性受到影响,监控量测仪器设备操作不熟练,对监测数据分析能力不足,有时在发现监测数据异常时,已经错过了及时调整施工方案的最佳时机,增加了施工安全风险,无法为施工管理提供有效的决策支持。部分施工管理人员在项目施工管理过程中,对隧道监控量测的重要性认识不够,把监控量测工作看作一项单独的技术工作,没有把监控量测数据与施工管理紧密地结合起来。比如在制定施工方案,调整施工进度时,没有借鉴监控量测数据,仍以传统的经验为依据;在对施工中的安全、质量问题进行处理时,没有借助监控量测数据进行分析,施工管理决策缺乏科学依据,影响了施工管理效果。
4.2解决对策
项目要加大自动化监控量测技术的投入与应用,解决监控量测数据滞后的问题。引进无线传感网络、物联网等先进技术,采用自动全站仪、无线位移传感器、无线应力传感器等自动化监测设备,实现监控量测数据的实时采集、传输和处理。自动化监控量测系统可将监测数据实时上传至项目监控中心,管理人员可通过电脑、手机等终端设备随时看监测数据和图表,及时发现数据异常情况,减少数据反馈时间,为施工管理决策提供及时、准确的依据。
结论
隧道监控量测是隧道施工管理的重要内容,通过对隧道围岩变形、支护结构受力等参数的实时监测和数据处理,可为施工管理提供科学、准确的决策依据,对保障施工安全、优化施工进度、控制施工成本、提高工程质量具有重要意义。
在尼泊尔KTFT-02项目隧道施工中,通过实施全面的监控量测方案,及时发现了施工中的潜在安全风险,采取了有效的加固措施,避免了安全事故的发生;根据监控量测数据优化了施工方案和施工进度计划,提高了施工效率,缩短了施工工期;通过优化支护结构设计参数和减少返工浪费,降低了施工成本;利用监控量测数据评估了支护结构施工质量和隧道开挖轮廓尺寸,提升了工程质量水平。
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