【摘要】在当下城市建设飞速发展的背景下，建筑工程对施工测量成果的准确度也提出了越来越高的要求，施工测量成果的准确度直接关系整个建筑工程的施工质量。隧道工程是我国建筑项目中的一个重要组成部分，隧道工程的施工质量在很大程度上取决于围岩量测技术的信息化水平。论文对围岩量测信息化在隧道施工中的应用进行了探讨，以期为提升我国隧道工程的施工质量提供一些参考依据。
【关键词】围岩量测；隧道施工；应用
1引言
围岩量测是指在对隧道进行施工期间，通过对围岩和支护系统的改变状况和性能进行严密的监控，对施工方案进行深入优化，调整相关支护参数，从而达到提升隧道施工质量的目的。由此可见，围岩量测技术的信息化程度与隧道的施工质量密切相关。但是，由于以往的工程测量技术的精准性有待提高，信息反馈不及时，对施工进度造成了严重的影响，而围岩测量信息化可以使这一问题得到有效的解决。因此，对围岩量测信息化在隧道施工中的应用进行研究具有重要的现实意义。
2工程概况
某隧道地处三门峡市灵宝县境内，隧道地质构造和水文条件复杂，属控制性重难点工程。该隧道起点里程为DK694+053，终点里程为DK716+804，总长度22.751km，此隧道为单线单洞隧道，图纸设计5条斜井，起初施工工作面为7个，斜井完工后施工工作面为12个。隧道线路近东南走向约117°~153°，平面入口DK694+053~DK694+553为右转曲线，半径达1300m。隧道内纵坡设计为单坡道，隧道除出口约2km段为下坡，其余均为上坡，此隧道全长的17%分布着II级围岩；60%分布的是III级围岩；17%分布的是IV级围岩；6%分布的是V级围岩；由于隧道IV、V级围岩分布比例大，且地形条件复杂，隧道横穿21条断层，主要参建单位均将围岩量测作为安全施工生产的重要控制手段。
3围岩量测
3.1围岩量测的目的
在隧道施工期间，加大对围岩的量测有助于更好地掌握初支收敛状况，并且可以为改进施工方案、完善施工支护参数、保障施工的安全性提供可靠的依据[1]。在对该隧道进行施工期间，通过采集、分析以及整理量测数据可以达到如下3个目标：（1）为评估支护系统和围岩的稳固性提供依据，为设计二砌施工时间奠定基础；（2）可以全面掌握支护和围岩的变形状况，为纠正和优化支护参数提供可靠的依据，进而确保围岩的稳定性和施工的安全性；（3）在分析围岩量测信息的基础上，制定具有针对性的策略，不断地调整施工方案，不仅可以确保施工的安全性，还可以最大限度地缩短施工时间。这是传统工程测量所无法比拟的。
3.2测点设计和要求
应将拱顶下沉量测项目与隧道净空改变设计在相同的断面上，同时再根据围岩的种类设计量测断面之间的距离和测点数量。III、IV、V级围岩分别对应布设断面间距为30~50m、10~30m，5~10m，为保证数据的可靠性，均取最小值进行断面布设。隧道开挖完成后，应及时跟进布设量测点，量测点应距隧道开挖面10m以内。量测点布设采用专用预埋件埋设至预先设置好的断面上，并在预埋件上贴全站仪反射片，布设好各测点之后，首次量测数据的读取必须在下一循环爆破之前进行。
3.3监控量测信息化数据采集及处理过程
监控量测信息化数据采集采用高精度全站仪进行，并保证全站仪有蓝牙或蓝牙接口，全站仪通过蓝牙与手机端连接，数据采集完成后保存至手机客户端，通过手机端将数据传输至监控量测信息化平台进行数据分析处理，详细流程如图1所示。
3.4现场量测要求
1）在完成喷锚支护施工后的2h内必须进行测点布设工作，并读取首次量测数据。2）在开展量测工作前，必须对相关的仪器进行仔细检测，以保证其完好，倘若发现故障，必须立即替换或进行维修。同时，还应对测点进行全面的检测，唯有保证测点处于良好状态，才能开展相关的量测工作[2]。3）在量测过程中，必须按照相关量测顺序事先安装好有关设备，每个测点均应量测3次。倘若3次读数存在较大的误差，则必须全面检测量测设备，保证其安装正确，在不改变测点的情况下再进行二次量测；倘若3次量测读数比较接近，可将3次量测读数的平均值作为量测结果。同时，必须对所有测点的支护情况、环境温度及掘进里程等信息进行仔细地记录。在隧道施工现场，可先大略地测算测量所得数据，倘若存在较大的偏差，则必须立即向施工现场的负责人报告，并加大问题断面监测频率，以便及时地采取相关的处理措施，防止发生不必要的问题。4）在完成围岩量测后，必须认真检测相关的仪器设备，同时根据相关的规定来养护、存放仪器设备，另外，还必须对相关的围岩量测资料等施工材料进行仔细地整理。
4分析和应用量测数据
结合所有测点的变形曲线和累计位移，对量测数据实施回归分析。事实上，回归分析就是处理并测算一系列存在一定规律的量测数据，同时将此作为判定2个变量之间函数关联的依据。可利用函数式绘制的曲线表示量测数据的散点分布，并计算变量的极限值。在此，可利用指数来回归分析拱顶下沉和四周收敛的量测数据。在对量测数据进行分析时，应对具体的量测数据及有关情况加以全面分析，再根据隧道施工的整体安排实施二次衬砌，或对围岩支护实施加固。本文根据该隧道四周的收敛状况与时间之间的关联以及时间与拱顶下沉之间的关系绘制曲线，并分别对其实施了回归分析。平台会根据上传的量测数据的日变形量和累计变形量对照设计规范要求判断累计形变量与单日形变量是否超限，如有测点超限，可及时进行处理。围岩量测回归分析图是判断围岩是否趋于稳定的重要依据，通过数据平台和客户端可以直接查看围岩是否趋于稳定，并对观测频率进行相应调整，回归曲线公式为：根据图形可以看出，围岩变化率已基本趋于稳定，可减小观测频率，并在恰当时候停止此断面的观测。
5对围岩量测信息化中问题的认识
目前，大多数隧道工程均是采取围岩监测信息化来对围岩的稳定性进行分析，这样可以有效地防止塌方事件的发生，并提升支护的稳固性，为隧道的安全施工奠定坚实的基础。在实施开挖支护后，施工人员可利用围岩量测信息化对围岩的稳固性、支护的强度和变形改变周期实施评估。经过现场量测后得知，Ⅲ级及以下围岩在经过开挖之后仍具有较好的稳固性，且长时间不会出现大的变形，可根据数据稳定性分析减少对Ⅲ级及以下围岩的观测频率，在适当时间可以考虑停测。由于Ⅳ级和Ⅴ级围岩的围堰稳定性较差，必要时，应加大观测频率。由于这两类围岩的地质情况较差，且存在诸多不确定因素，很容易出现塌方等意外事故，在围岩量测期间极易出现变形病害现象。所以，针对Ⅳ级和Ⅴ级围岩必须始终秉承早衬砌的原则，这样方能保证安全地开展施工，避免塌方事件的出现。在开展隧道施工期间，除了必须保证施工的规范性，还必须确保隧道施工达到实用性和经济性的要求。因此，针对量测数据不稳定地段，应每隔5m设置一个断面来监测拱顶的下沉状况，每隔5m实施1次3点收敛量测[3]。然而，从技术层面来说，此种支护体系也并非绝对安全，在做完初期支护后，仍有可能出现变形问题。如果已有的支护体系无法有效地把控围岩的变形程度，导致变形病害持续发展，则必须立即采用对应的补救策略。
6结语
总而言之，围岩量测是隧道施工过程中一个极其重要的环节，通过量测围岩，可以实时了解围岩的改变情况，对围岩的变形量进行准确的评估，为评估围岩的稳固性提供可靠的依据，从而保证隧道施工方案的准确性。同时，通过量测围岩，可以得到较可靠的地质信息，为合理地调整施工设计奠定坚实的基础，这样不仅可以有效地缩短隧道施工的工期，保证施工的安全性，而且可以达到低耗、优质的效果。
【参考文献】
【1】白俊.监控量测在隧道施工中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(4):286-288.
【2】黄金山,黄隆基,陈赞梁,等.监控量测技术在高速公路隧道施工中的应用[J].科技与企业,2013(14):223.
【3】任永强.浅谈围岩判释和监控量测在隧道施工中的作用[J].甘肃科技,2014(11):112-114.
作者:赵云 单位:中铁十六局集团第四工程有限公司