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【摘要】随着我国铁路运输业的急速发展，铁路隧道施工的监控测量工作极其的重要，本文从监控量测的意义、监控量测方案的设计原则、监控量测的内容，以及监控量测方法这四个方面对客运专线铁路隧道施工监控量测综合技术进行阐述。
【关键词】客运；铁路隧道；施工；技术
中图分类号：U45文献标识码： A
一、前言
随着社会经济的发展，铁路隧道的发展也是极其迅速的，隧道施工安全是施工企业面临的重大问题。在进行施工时应当加强隧道施工监控测量工作，以便提高隧道施工的安全性。
二、监控量测的意义
在施工过程中运用监控量测技术是实现我国客运专线隧道信息化工程建设的基础。在实际施工过程中，由于受到掌子面勘探技术的限制，或者存在复杂岩层的情况，对于围岩结构的分析结果与实际情况存在偏差，而通过监控测量技术能够很好解决这个问题。
1.通过监控量测可以准确判断围岩状况
在施工过程中进行监控测量，可以充分了解施工过程中各个阶段的围岩状况，避免开挖时发生超挖和欠挖的现象。同时，通过分析施工对于围岩的影响程度，结合岩层的勘探数据，能够及时发现施工过程中岩体的薄弱部分，针对其中容易产生失稳情况的施工环节，设计并运用支护结构稳定围岩表面，改善威严的受力情况。可以说在客运专线隧道的施工中，监控量测是作为检验设计参数、地面稳定性，评价施工方法的主要依据，广泛编入工程预算和施工组织设计中。
2.通过监控量测可以实现安全施工
监控量测得到数据可以很好的弥补岩层勘探数据和理论分析中的不足，并且及时发现设计中存在的缺失和错误。通过采用相应的施工工艺、改变施工方法以及修正支护结构等方式，能够很好的控制围岩的变形改善围岩的受力状况。预防并且排除施工过程中的各种事故，实现工程项目的安全建设。
3.通过监控量测可以积累建设经验
施工过程中监控量测得到数据，能够全面的表明施工过程中各个阶段的质量和岩体状况。通过积累监控量测的数据和采取的修改措施，并且与设计理论相对比，可以不断提高隧道工程的设计水品和施工工艺。将监控量测得到的数据进行分析和总结，掌握客运专线隧道建设的施工规律和特点，为以后的隧道建设提供的借鉴经验。
三、监控量测方案的设计原则
在客运专线的铁路隧道施工进行过程中，进行监控测量工作，不仅仅是为了获取相关地质信息，同时还是为了及时的进行数据的分析，以便更好地进行施工管理。为此，监控测量工作应当满足以下要求：
（1）监控测量数据应当及时的将围岩的破坏状态进行测量，同时对测量方案设计以及施工流程是否合理进行监控，以便施工单位及时得到采取解决措施。
（2）在进行设计方案修改时，应当及时的将重要的信息进行采集，并及时的提供给设计部门。监控测量工作的效果将会直接影响到设计方案的进行，因此我们需要对对测量工作进行严格的控制。根据以往的经验，我们可以总结出以下几个原则：
第一，多层次监控测量原则。进行多层次监控测量包含四个方面：一是进行监控测量对象应当以位移为主；二是监控测量应当以仪器的测量数据为主；三是监控测量仪器应当以机械仪器为主，电子控制仪器为辅；四是监控测量布置范围应当全面、立体化，确保监测范围广，对于易发生事故地段应当进行重点监控。
第二，可靠性原则。对监控测量系统进行设计时，设计者应当考虑监控测量系统的可靠性。为了提高可靠性，可以从提高检测仪器可靠性以及加强检测仪器的保护这两个方面加强监控测量的可靠性的提高，从而确保数据的准确性。
第三，经济合理的原则。在进行监控测量点布置时应当加强对重点位置的监控测量，减少不必要的测点布控，提高效率，减少不必要的经济消耗。
四、监控量测的内容
对于复合式衬砌的隧道，《铁路隧道监控量测技术规程》要求必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，并规定了相关的量测内容及方法。
1.量测工作的选择
隧道监控量测内容选择根据施工和研究的需要来确定。《铁路隧道监控量测技术规程》中规定了4项必测项目和12项选测项目，并说明了量测方法和量测频率。在下阿阳隧道监控量测工作中，量测内容的重点放在了4項必测内容，另外根据研究的需要，同时结合工程施工的实际，进行了围岩内部位移、围岩压力及钢架内力和二次衬砌内力的量测工作。
2.量测断面的选择安装
在进行隧道施工时，最危险的施工部位为隧道的洞口处，因此，在隧道洞口施工时，应当加强对净空气变化量以及隧道拱顶的下沉量的测量。如果测量的位置周围围岩稳定性比较差，我们需要每隔5m就安装一个测量断面，如果围岩条件较好，则可以每隔10m安装一个测量断面。在隧道开挖过程中，如果隧周围的围岩的地质状况比较稳定，则可以适当增大测量面间的间距。对于其他选测项目断面的安装应根据隧道围岩的实际状况确定安装位置。在靠近开挖断面时应当及时的进行测量点的安全，在进行安装时由于避免减少对施工的干扰以及减少测点的破坏，此时在对测量数据进行分析时，应当考虑围岩初期的变形释放量。
3.量测频率
能够直接反应隧道围岩应力变化状态的指标就是净空气变化量，对净空气变化量进行准确的测量可以提供准确的信息对隧道空间的状态进行判断。以便根据隧道的变化状态安排二次支护，提高围岩稳定性。在用收敛计量仪测净空收敛，两次测量之差即为该周壁两点在该时间间隔内收敛值。隧道周边任意点的实测相对收敛值或用回归分析推算的总相对收敛值均应小于下表所列数值。如果收敛速率没有明显的变化，这时收敛值比较接近表格中的数值；如果混凝土喷层表面出现较为明显的裂缝时，应当积极采取补救措施。
4.监控量测中存在的问题
监控量测工作在隧道中的实施会遇到许多问题，这些问题会直接或间接的影响到采集数据的准确性。
(1)在进行隧道监控测量工作时需要及时的对掌子面的围岩状态进行了解，因此，需要在掌子面附近埋设一定数量的测点，但是测点会受到施工机械的破坏，为了减少被破坏的测点数量，测点的埋设离开挖面应保持一定的间距，在不影响测量准确度的基础上，尽可能的减少测点的损失，提高测量结果。
(2)量测方法和量测仪器的选择，对量测的结果也有较大的影响。监控量测技术的运用在实际工程中，是通过测试原件和测试仪器来实现的。在进行监控量测的测试工作的时候，针对测试对象的自身特性以及测试范围数据精度等要求，常常涉及到物理学、微电子学、热力学、流体力学、固体力学、光学、声学、电磁学、射线技术、无损检测技术、工程数学等诸多技术问题。所以测试仪器的选用们对于监控量测的结果有着直接影响。
选在用监控量测仪器的时候，要首先考虑到测试工作的周期和连续性。监控量测使用的测试元件常常需要进行掩埋操作，所以在选择测试元件的时候，要保证元件具备快速掩埋的特点，监控量测的工作是紧跟施工进度的，为了保证测试的及时和准确，测试元件在施工做成中要做到快速掩埋和处理，避免元件之间的相互干扰。同时，由于隧道施工环境的恶劣，测试选用的仪器要具备较好的防潮、防震、防磁干扰能力，同时预留设备故障时的后备仪器，并做好设备检修和维护工作的安排。
(3)在进行隧道施工时，由于开挖机械的工作量大，造成隧道洞内内粉尘较多、湿度较大，造成观测者视线模糊，对读数的准确性会产生一定的干扰。
五、监控量测方法
1.洞内、外观察
(1)在施工过程中应当进行洞内、洞外观察。洞内观察可以分开挖工作面观察和已施工地段观察两个部分。
(2)洞口段和洞身浅埋段是洞外观察的重点，除了主要记录地表变形、地表开裂、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应观察地面建(构)筑物。
(3)每次开挖后应当进行开挖工作面观察并且及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。已施工地段观察，并且对混凝土、钢架变形等工作状态进行详细的记录。
2.变形监控量测
(1)目前隧道净空气量的测量方法主要由接触测量法和非接触测量法这两种方法，其中接触量测主要用收敛计进行量测，非接触测量法主要是由全站仪进行测量。
(2)用收敛计进行隧道净空气变化量的测量方式相对比较简单，即通过布设于洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长 L，求出两次量测的增量(或减量)△L，即为此处净空变化值。读数时应该读三次，然后取其平均值。
(3)用全站仪进行隧道净空变化量测方法包括自由设站和固定设站两种。与传统的接触量测的主要区别在于，非接触量测的测点采用一种膜片式回复反射器作为测点靶标，以取代价格昂贵的圆棱镜反射器。通过对比不同时刻测点的三维坐标［x(t)，y(t)，z(t)］，可获得该测点在该时段的三维位移变化量(相对于某一初始状态)。与传统接触式监控量测方法相比，该方法能够获取测点更全面的三维位移数据，有利于结合现行的数值计算方法进行监控量测信息的反馈，同时具有快速、省力、数据处理自动化程度高等特点。
(4)拱顶下沉量测和位移变化量测都是隧道监控量测的必测项目，都能够反映围岩和初期支护的工作状态。测点的大小一定要适中，测点过小的话测量时就不容易找到，而测点过大的话爆破时测点容易受到破坏。为了保证数据不中断，在施工支护结构时一定要主要保护测点，一旦发现测点被埋就要重新设置测点。拱顶下沉量的确定比较简单，即通过测点不同时刻相对标高 h，求出两次量测的差值△h，即为该点的下沉值。读数时应该读三次，然后取其平均值。
(5)一般采用水准仪和铟钢尺测量地表下沉量测，其量测的精度一般为±1mm，量测的结果能够反映浅埋隧道开挖过程中地表变形的全过程。地表下沉量测方法和拱顶下沉量测方法相似，即通过测点不同时刻标高 h，求出两次量测的差值△h，即为该点的下沉值。
一般采用精密水准仪和铟钢尺进行地表下沉量的测量，其测量的精度一般为±1mm，其测量的结果能够反映浅埋隧道开挖过程中地表变形的全过程。
六、结语
随着各类工程的不断发展，作为重要的施工控制手段，监控测量工作也不断得到发展，在未来的施工过程中将会发挥更加重要的作用。尤其是在对监控测量工作比较依赖的隧道以及井工开采工作，在进行监控测量工作时应当根据施工现场的具体情况进行工作的安排，以便提高施工的安全性，确保保质、保量的完成施工任务。
参考文献
[1]白雪燕 铁路隧道施工过程中的监控量测 [J] 《甘肃科技》 -2011年20期-
[2]孙立艳 客运专线铁路隧道施工监控量测综合技术 [J] 《科技情报开发与经济》 -2009年10期-
[3]韓灵瑞 谈铁路隧道施工安全 [J] 《山西建筑》 -2012年17期-
[4]宋延波 围岩量测在隧道施工中的应用 [J] 《西部探矿工程》 -2011年10期-
【关键词】客运；铁路隧道；施工；技术
中图分类号：U45文献标识码： A
一、前言
随着社会经济的发展，铁路隧道的发展也是极其迅速的，隧道施工安全是施工企业面临的重大问题。在进行施工时应当加强隧道施工监控测量工作，以便提高隧道施工的安全性。
二、监控量测的意义
在施工过程中运用监控量测技术是实现我国客运专线隧道信息化工程建设的基础。在实际施工过程中，由于受到掌子面勘探技术的限制，或者存在复杂岩层的情况，对于围岩结构的分析结果与实际情况存在偏差，而通过监控测量技术能够很好解决这个问题。
1.通过监控量测可以准确判断围岩状况
在施工过程中进行监控测量，可以充分了解施工过程中各个阶段的围岩状况，避免开挖时发生超挖和欠挖的现象。同时，通过分析施工对于围岩的影响程度，结合岩层的勘探数据，能够及时发现施工过程中岩体的薄弱部分，针对其中容易产生失稳情况的施工环节，设计并运用支护结构稳定围岩表面，改善威严的受力情况。可以说在客运专线隧道的施工中，监控量测是作为检验设计参数、地面稳定性，评价施工方法的主要依据，广泛编入工程预算和施工组织设计中。
2.通过监控量测可以实现安全施工
监控量测得到数据可以很好的弥补岩层勘探数据和理论分析中的不足，并且及时发现设计中存在的缺失和错误。通过采用相应的施工工艺、改变施工方法以及修正支护结构等方式，能够很好的控制围岩的变形改善围岩的受力状况。预防并且排除施工过程中的各种事故，实现工程项目的安全建设。
3.通过监控量测可以积累建设经验
施工过程中监控量测得到数据，能够全面的表明施工过程中各个阶段的质量和岩体状况。通过积累监控量测的数据和采取的修改措施，并且与设计理论相对比，可以不断提高隧道工程的设计水品和施工工艺。将监控量测得到的数据进行分析和总结，掌握客运专线隧道建设的施工规律和特点，为以后的隧道建设提供的借鉴经验。
三、监控量测方案的设计原则
在客运专线的铁路隧道施工进行过程中，进行监控测量工作，不仅仅是为了获取相关地质信息，同时还是为了及时的进行数据的分析，以便更好地进行施工管理。为此，监控测量工作应当满足以下要求：
（1）监控测量数据应当及时的将围岩的破坏状态进行测量，同时对测量方案设计以及施工流程是否合理进行监控，以便施工单位及时得到采取解决措施。
（2）在进行设计方案修改时，应当及时的将重要的信息进行采集，并及时的提供给设计部门。监控测量工作的效果将会直接影响到设计方案的进行，因此我们需要对对测量工作进行严格的控制。根据以往的经验，我们可以总结出以下几个原则：
第一，多层次监控测量原则。进行多层次监控测量包含四个方面：一是进行监控测量对象应当以位移为主；二是监控测量应当以仪器的测量数据为主；三是监控测量仪器应当以机械仪器为主，电子控制仪器为辅；四是监控测量布置范围应当全面、立体化，确保监测范围广，对于易发生事故地段应当进行重点监控。
第二，可靠性原则。对监控测量系统进行设计时，设计者应当考虑监控测量系统的可靠性。为了提高可靠性，可以从提高检测仪器可靠性以及加强检测仪器的保护这两个方面加强监控测量的可靠性的提高，从而确保数据的准确性。
第三，经济合理的原则。在进行监控测量点布置时应当加强对重点位置的监控测量，减少不必要的测点布控，提高效率，减少不必要的经济消耗。
四、监控量测的内容
对于复合式衬砌的隧道，《铁路隧道监控量测技术规程》要求必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，并规定了相关的量测内容及方法。
1.量测工作的选择
隧道监控量测内容选择根据施工和研究的需要来确定。《铁路隧道监控量测技术规程》中规定了4项必测项目和12项选测项目，并说明了量测方法和量测频率。在下阿阳隧道监控量测工作中，量测内容的重点放在了4項必测内容，另外根据研究的需要，同时结合工程施工的实际，进行了围岩内部位移、围岩压力及钢架内力和二次衬砌内力的量测工作。
2.量测断面的选择安装
在进行隧道施工时，最危险的施工部位为隧道的洞口处，因此，在隧道洞口施工时，应当加强对净空气变化量以及隧道拱顶的下沉量的测量。如果测量的位置周围围岩稳定性比较差，我们需要每隔5m就安装一个测量断面，如果围岩条件较好，则可以每隔10m安装一个测量断面。在隧道开挖过程中，如果隧周围的围岩的地质状况比较稳定，则可以适当增大测量面间的间距。对于其他选测项目断面的安装应根据隧道围岩的实际状况确定安装位置。在靠近开挖断面时应当及时的进行测量点的安全，在进行安装时由于避免减少对施工的干扰以及减少测点的破坏，此时在对测量数据进行分析时，应当考虑围岩初期的变形释放量。
3.量测频率
能够直接反应隧道围岩应力变化状态的指标就是净空气变化量，对净空气变化量进行准确的测量可以提供准确的信息对隧道空间的状态进行判断。以便根据隧道的变化状态安排二次支护，提高围岩稳定性。在用收敛计量仪测净空收敛，两次测量之差即为该周壁两点在该时间间隔内收敛值。隧道周边任意点的实测相对收敛值或用回归分析推算的总相对收敛值均应小于下表所列数值。如果收敛速率没有明显的变化，这时收敛值比较接近表格中的数值；如果混凝土喷层表面出现较为明显的裂缝时，应当积极采取补救措施。
4.监控量测中存在的问题
监控量测工作在隧道中的实施会遇到许多问题，这些问题会直接或间接的影响到采集数据的准确性。
(1)在进行隧道监控测量工作时需要及时的对掌子面的围岩状态进行了解，因此，需要在掌子面附近埋设一定数量的测点，但是测点会受到施工机械的破坏，为了减少被破坏的测点数量，测点的埋设离开挖面应保持一定的间距，在不影响测量准确度的基础上，尽可能的减少测点的损失，提高测量结果。
(2)量测方法和量测仪器的选择，对量测的结果也有较大的影响。监控量测技术的运用在实际工程中，是通过测试原件和测试仪器来实现的。在进行监控量测的测试工作的时候，针对测试对象的自身特性以及测试范围数据精度等要求，常常涉及到物理学、微电子学、热力学、流体力学、固体力学、光学、声学、电磁学、射线技术、无损检测技术、工程数学等诸多技术问题。所以测试仪器的选用们对于监控量测的结果有着直接影响。
选在用监控量测仪器的时候，要首先考虑到测试工作的周期和连续性。监控量测使用的测试元件常常需要进行掩埋操作，所以在选择测试元件的时候，要保证元件具备快速掩埋的特点，监控量测的工作是紧跟施工进度的，为了保证测试的及时和准确，测试元件在施工做成中要做到快速掩埋和处理，避免元件之间的相互干扰。同时，由于隧道施工环境的恶劣，测试选用的仪器要具备较好的防潮、防震、防磁干扰能力，同时预留设备故障时的后备仪器，并做好设备检修和维护工作的安排。
(3)在进行隧道施工时，由于开挖机械的工作量大，造成隧道洞内内粉尘较多、湿度较大，造成观测者视线模糊，对读数的准确性会产生一定的干扰。
五、监控量测方法
1.洞内、外观察
(1)在施工过程中应当进行洞内、洞外观察。洞内观察可以分开挖工作面观察和已施工地段观察两个部分。
(2)洞口段和洞身浅埋段是洞外观察的重点，除了主要记录地表变形、地表开裂、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应观察地面建(构)筑物。
(3)每次开挖后应当进行开挖工作面观察并且及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。已施工地段观察，并且对混凝土、钢架变形等工作状态进行详细的记录。
2.变形监控量测
(1)目前隧道净空气量的测量方法主要由接触测量法和非接触测量法这两种方法，其中接触量测主要用收敛计进行量测，非接触测量法主要是由全站仪进行测量。
(2)用收敛计进行隧道净空气变化量的测量方式相对比较简单，即通过布设于洞室周边上两固定点，每次测出两点的净长 L，求出两次量测的增量(或减量)△L，即为此处净空变化值。读数时应该读三次，然后取其平均值。
(3)用全站仪进行隧道净空变化量测方法包括自由设站和固定设站两种。与传统的接触量测的主要区别在于，非接触量测的测点采用一种膜片式回复反射器作为测点靶标，以取代价格昂贵的圆棱镜反射器。通过对比不同时刻测点的三维坐标［x(t)，y(t)，z(t)］，可获得该测点在该时段的三维位移变化量(相对于某一初始状态)。与传统接触式监控量测方法相比，该方法能够获取测点更全面的三维位移数据，有利于结合现行的数值计算方法进行监控量测信息的反馈，同时具有快速、省力、数据处理自动化程度高等特点。
(4)拱顶下沉量测和位移变化量测都是隧道监控量测的必测项目，都能够反映围岩和初期支护的工作状态。测点的大小一定要适中，测点过小的话测量时就不容易找到，而测点过大的话爆破时测点容易受到破坏。为了保证数据不中断，在施工支护结构时一定要主要保护测点，一旦发现测点被埋就要重新设置测点。拱顶下沉量的确定比较简单，即通过测点不同时刻相对标高 h，求出两次量测的差值△h，即为该点的下沉值。读数时应该读三次，然后取其平均值。
(5)一般采用水准仪和铟钢尺测量地表下沉量测，其量测的精度一般为±1mm，量测的结果能够反映浅埋隧道开挖过程中地表变形的全过程。地表下沉量测方法和拱顶下沉量测方法相似，即通过测点不同时刻标高 h，求出两次量测的差值△h，即为该点的下沉值。
一般采用精密水准仪和铟钢尺进行地表下沉量的测量，其测量的精度一般为±1mm，其测量的结果能够反映浅埋隧道开挖过程中地表变形的全过程。
六、结语
随着各类工程的不断发展，作为重要的施工控制手段，监控测量工作也不断得到发展，在未来的施工过程中将会发挥更加重要的作用。尤其是在对监控测量工作比较依赖的隧道以及井工开采工作，在进行监控测量工作时应当根据施工现场的具体情况进行工作的安排，以便提高施工的安全性，确保保质、保量的完成施工任务。
参考文献
[1]白雪燕 铁路隧道施工过程中的监控量测 [J] 《甘肃科技》 -2011年20期-
[2]孙立艳 客运专线铁路隧道施工监控量测综合技术 [J] 《科技情报开发与经济》 -2009年10期-
[3]韓灵瑞 谈铁路隧道施工安全 [J] 《山西建筑》 -2012年17期-
[4]宋延波 围岩量测在隧道施工中的应用 [J] 《西部探矿工程》 -2011年10期-