复杂造型建筑落地式超高超跨支模架的设计与施工

监控量测是在隧道施工中，对围岩及支护系统稳定性进行实时监测，为后续喷锚、支护、二衬的施工参数调整提供数据支持，经整理、分析检测数据得出结果后及时提供给设计、施工单位，为进一步优化方案提供依据，以达到质量合格、安全可控、投资节约的目的。监控量测是隧道施工过程中的关键环节，是作业安全、质量的有力支撑。

监控量测信息化就是利用信息化系统，由全站仪非接触量测获取数据，然后通过蓝牙，利用手机上传数据，信息化系统自动进行分析处理得到结果并通过手机、电脑使所有施工相关人员全面了解围岩变形信息，全员监控。本文通过中铁西南科学研究院有限公司的《隧道及地下工程施工监测信息系统》，结合中铁XX局承建的丽香铁路X标隧道施工，对隧道量测信息化实施的优点、作用进行研究。

1   工程概况

目前随着国家对基础设施的大力投入，大量的隧道工程建造在山区。山区地形地质复杂，隧道经常穿越不良地质地段，往往要受到滑坡等不良灾害影响，这给工程安全建设造成了严重威胁。

中铁XX局承建的丽香铁路X标，起讫里程DK21+520～DK51+294，位于玉龙纳西族自治县境内，全长29.774km；主要工程为3座隧道总长28.598km（蒙古哨隧道5120m、七达里隧道8733m、中义隧道14745m），占线路总长的96%。沿线地质复杂多变，施工难度大、风险高，不良地质和特殊地质多，隧道地质复杂，中义隧道受大规模地质构造强烈挤压作用，构造应力大、变质作用强烈、片理、劈理化发育、岩体松散破碎等不利因素叠加等影响，因此必须实施监控量测信息化，确保施工安全。

2   信息化实施的准备工作

2.1   信息系统

信息系统包括网络平台、客户端、手机客户端三部分。网络平台，程序部署于昆局滇西铁路建设指挥部服务器，即浏览器与服务器之间的通讯。注册用户可以在任何打开浏览器的地方打开网页即可查看监控量测数据、图线、预警、测点统计等信息。

首先由中铁西南科学研究院有限公司在服务器上建好工程树、隧道布设图、断面布设图后，然后由施工单位在客户端来设置断面、设置测点、设置测点布设图、断面摆放到相应的位置上，然后点击“上传数据”，以上信息便上传到服务器，待测量数据上传到服务器后即可进行数据分析、报表输出打印等操作。

网络平台、客户端、手机客户端都是与昆局滇西铁路建设指挥部的服务器进行通信，部分计算、分析、打印、统计等功能放到客户端中实现。   

手机版软件的应用使施工监控量测信息化程度更高，随时随地都可以看到手机里面的监控量测信息。  

2.2   观测点要求

因为监控量测信息化系统采用的是非接触法量测，并且为保证测量精度区别点位，因此需要特别要求。

（1）监控量测观测标制作要求：观测标必须用Φ22 钢筋头斜面上贴反光片制作，长度根据喷射砼厚度+基岩上打眼深度（0.5m）确定；观测标用风枪在垂直于基岩岩面上打眼后设置在基岩上，；初期支护有拱架时，观测标不得和拱架焊接；加工好的观测标锚固后钢筋头外露不大于3cm，反光片45o角面向洞口方向；喷射混凝土施工时保护好观测标外露部分，防止污染和破坏。

（2）测点编号原则：拱顶沉降点—GD，周边收敛线—ZB（如：ZB-1、ZB-2），地表沉降点—DB（如：BD-1、BD-2）等。制定切实可行的测点埋设保护措施并注意保护，严禁损坏。测点处设置反光片，挂标示牌，以防止测点被碰撞损坏，禁止悬挂物体，对已经损坏的要立即补上，归零后上传数据，以防止数据不准确。

（3）点位布置原则：根据围岩等级、隧道断面尺寸及埋置深度等确定量测断面间距，Ⅴ级围岩地段为5m，Ⅳ级围岩地段为10m，Ⅲ级围岩地段为30m，Ⅱ级围地段为50m。

3   设备要求

需要设备及功能如下所示，根据实际情况按需配置。

全站仪：具备自动存储、记录、传输功能，精度为1〃，并附带蓝牙或者能外置蓝牙，可以无棱镜测量，用于监控量测原始数据采集。

电脑：分别安装中铁西南科学研究院有限公司的《隧道及地下工程施工监测信息系统》终端和客户端，要求专机专用，专人管理，网络通畅用于设置相关量测点位数据，终端服务器由中铁西南科学研究院有限公司负责，设置于昆局滇西铁路建设指挥部，客户端由施工单位负责，并能查看相关监控量测数据及打印报表等。

手机：采用智能手机，用于设置量测点数据，并接受全站仪数据并上传，附带数据线，安装程序后将可直接查看监控量测情况。

通讯基站：要求每个隧道内都必须建立信号基站，保证通讯信号，确保量测数据及时上传。

4   数据的采集、处理及应用

在客户端中添加断面、测点信息，布设图后点击保存、上传。用手机下载断面、测点信息。洞内设置好通讯基站，保证有网络信号。

利用全站仪采用非接触法量测，取得初始监测值，下沉、收敛量测初读数宜在开挖后12h内取得初读数，最迟不得超过24h，确保在下次开挖前完成。

全站仪测量完成后，可在现场立即利用蓝牙将全站仪量测原始数据传至手机上并上传至信息化平台服务器。 

服务器接收原始数据后将自动进行差值计算、累计值计算、形成图表，并将量测结果反馈至相关责任人，用于指导现场施工。

客户端可以自动选择打印月、周、日报表。如果出现预警，手机或者电脑平台上将会根据预警类型出现警示闪烁，信息平台将会给相关用户短信提醒，用户也可以通过手机或者电脑查看得知发生预警的具体里程和位置。

5   数据处理的准确和方便性

采用隧道监控量测信息化系统将大幅提高监控量测处理的准确性和方便性，它不像以前的监控量测，需要先测量和记录数据，然后将数据导入电脑，根据数据生成图表和回归曲线，再根据曲线进行判断，速度慢，一般需要测量后好几个小时后才能出结果。而监控量测信息化系统通过全站仪直接采集数据，然后利用数据线，通过手机直接上传至信息平台，数据将在上传后自动检验，自动处理，生成回归曲线，方便使用者直接判定围岩是否稳定。操作简单，功能齐全，窗口界面通俗易懂，操作便捷；可以生成固定的word报表格式，杜绝表格格式、打印排版等错误。

6   施工中的全员性

推行信息化后，除了数据采集和上传仍然需要测量人员，其他的工作均由信息化系统自行处理，任何人如技术员、施工员、安全员、监理、业主或者设计院，哪怕你从未去过现场，只要经过授权均可以在第一时间、任何地点直接通过智能手机或者电脑平台查看，足不出户即可了解现场围岩变形情况，方便快捷准确。而直接数据上传也杜绝了数据造假现象，并且信息化系统后台可以查看数据测量和上传时间，可有效实行多重监管，保证了监控量测的频率和时间性满足规范要求。

7   处理问题的及时性

推行信息化后，通过手机上传数据后，信息平台自动处理，24h查看围岩变形情况，一旦出现异常，立即会出现预警，信息平台将会直接向相关授权人发送短信提醒，从上传成功到发送短信不过短短几分钟，授权人也可以迅速通过查看手机或者电脑，了解数据情况，手机和电脑上也会出现预警闪烁，可以直接点开发生预警的具体位置和里程，而测量人员将会在第一时间得到信息，现场配合技术员分析具体变形原因，从而及时解决，大幅提高了对风险隧道施工安全的实时监控能力。

8   现场施工的指导性

指导隧道现场施工，确保安全可控，这是监控量测的根本目的，监控量测信息化系统保证了其处理问题的及时性。因此实施隧道信息化动态施工监测具有以下重要作用：   既能安全、快速施工，又能节省造价，有效地避免掌子面塌方等事故,提供可靠信息确保隧道安全。   通过对量测数据分析、处理、计算、判断，进行施工预测和反馈； 通过对支护结构型式、参数合理性验证，对支护结构施工方法的合理性、安全性作出评估，为支护时间提供数据支撑；  通过对围岩、支护状态实时掌握，科学利用量测成果优化设计、指导作业。

9   结束语

监控量测信息化所拥有的方便性、全面性、及时性将使其在今后隧道施工中普遍采用，使所有参与施工人员均能及时了解围岩变形情况，指导施工生产，大幅增加了施工安全性，未来必将迎来全面推广，并且有利于推广隧道施工信息化的应用。

但监控量测信息化是基于信息化系统，因此具有一定缺陷性。 因采用的是非接触法量测，洞内空气质量不好会影响最后测量结果。 首先必须设置好预警值，而实际上围岩变形要根据岩石情况判定，不能准确确定变形量，其预警值设置具有局限性。 其数据只能反映围岩变形情况，不能反映其它安全问题，而隧道施工风险不仅仅是围岩，还包括有无有毒有害气体、涌水涌泥、溶洞等，因此还需要配合无线监控系统、超前地质预报等方可确保隧道施工安全可控。