必测项目监测分析-施工监测信息化

在主界面点击“必测项目监测及分析模块”菜单见图11-27，该模块包括地质及支护状态观察信息、拱顶下沉监测及分析、周边收敛监测及分析、地表沉降监测及分析、拱顶围岩稳定性分析、周边围岩稳定性分析六个功能模块。

1.地质及支护状态观察信息

点击“地质及支护状态观察信息”弹出界面见图11-28，界面中显示前面选中项目所属的隧道及断面下分日期观察信息。界面右侧是以树状的分层目录结构显示项目—隧道—断面—观察日期。在这里用鼠标点击选中“鱼梁坝”桩号k116+700的隧道断面观察日期为2010年2月11日。

在“地质及支护状态观察信息”界面首先是日期、隧道名称、掌子面里程等信息；然后是岩性指标、岩体完整指标、地下水、围岩级别，其中岩性指标包括岩石强度、掌子面状态，岩体完整指标包括间距、粗糙度、张开性、风化程度、岩体完整状态评定；最后是掌子面综述和支护状态观察记录。

图11-28　地质及支护状态观察信息界面

2.拱顶下沉监测及分析

拱顶下沉监测是对地下工程拱顶围岩沉降绝对值的测量。它是控制围岩稳定状态和保证安全施工的重要指标，在浅埋隧道和水平或近水平岩层巷道中显得尤为重要。一般采用在隧道顶部悬吊钢尺，用精密水准仪以水平测量的方式进行测量，也可用收敛计量测方法近似测量。

“拱顶下沉量测及分析”界面见图11-29。界面右侧是以树状的分层目录结构显示项目—隧道—断面里程。当新打开拱顶下沉界面的时候，界面会自动载入在其他界面选定的断面桩号及数据。这里载入的是怀通高速公路“鱼粱坝”桩号k200+500断面量测数据。

图11-29　拱顶下沉量测及分析界面

在界面右侧“监测断面基本信息”区域包括当前断面拱顶下沉测点数目、围岩等级、量测仪器等信息。桩号k200+500为全断面开挖，使用水准仪进行沉降量量测、详细测点布置情况和量测工具在界面右侧上部显示。

在界面中部的“拱顶下沉监测数据”区域。这里显示了量测的基本数据，因为当前断面测点布置为拱顶一个点，并使用水准仪与铟钢尺进行量测，所以这里基本信息为三列，分别是量测日期、测点的前视读数和后视读数。下部为量测数据输入部分，相对应的列输入量测数据后，点击“添加”按钮，数据会自动添加到数据库并在“拱顶下沉监测数据”区域显示。

在界面右侧点击“计算值”，“拱顶下沉监测数据”区域会根据量测基本数据计算出测点高程、对应日期本次下沉、累计下沉、间隔天数和沉降速率等数据（图11-30）。点击“位移时间曲线”和“速度时间曲线”，根据计算后的“拱顶下沉监测数据”生成曲线图（图11-31、图11-32）。

图11-30　计算后拱顶下沉监测数据

图11-31　位移-时间曲线图

图11-32　速度-时间曲线图

在界面右侧点击“回归分析”，弹出窗口见图11-33，在“回归分析”窗口中载入的是当前选定断面计算后“拱顶下沉量测数据”。在窗口右侧“数据曲线选择”中有各测点的累计下沉和下沉速率。在“回归模型选择”中有双曲线模型、对数模型、指数模型三种类型。在这里选择D2累计下沉和双曲线模型，点击“回归分析”，在“回归参数”区域显示拟合后的系数，并在下部量测数据后面添加根据拟合后的数据。点击“绘制曲线”，在窗口左侧绘制实测数据散点图和拟合曲线。

图11-33　拱顶下沉量测数据回归分析窗口

在实际应用中，一般量测数据中有粗大误差的情况发生，所以在选择拟合数据时可以把明显误差的数据排除在拟合数据以外。在这里选中第一行单击右键弹出“删除”选定行的按钮，就可以排除此行数据进行拟合。

点击“拱顶下沉量测数据管理”按钮，弹出界面见图11-34。在界面左侧树状目录中选择相应的断面，右侧数据窗口将会载入已经输入的量测数据，选中一行点击右键弹出菜单选择“删除”，可以对已有数据进行删除；点击单元格可以对已有数据进行修改。当输入数据不正确的时候，会弹出报错窗口见图11-35。

图11-34　拱顶下沉量测数据管理界面

图11-35　错误提示窗口

载入最下方为数据添加列，在这里进行添加操作。对数据操作完毕点击界面下方的“保存”按钮，对数据的操作都将保存到数据库。

3.周边收敛监测及分析

“周边收敛监测及分析”界面见图11-36。界面功能布局与“拱顶下沉量测及分析”类似。出现新界面时，界面会自动载入在其他界面选定的断面桩号及数据。这里载入的是怀通高速公路“鱼粱坝”桩号k200+500断面量测数据。此处隧道收敛使用钢尺收敛计进行量测，测线布置情况为上下台阶两条测线。

图11-36　周边收敛监测及分析

在界面中部的“周边收敛监测数据”区域显示对应的周边收敛的量测数据。在右侧点击“计算值”，“周边收敛监测数据”区域会根据量测基本数据，计算出测线总计值、本次收敛值、间隔天数和收敛速率等数据（图11-37）。

图11-37　计算后周边收敛监测数据

在界面右侧点击“位移时间曲线”和“速度时间曲线”，根据计算后的“周边收敛监测数据”生成曲线图（图11-38、图11-39）。

图11-38　位移-时间曲线图(www.xing528.com)

图11-39　速度-时间曲线图

在界面右侧点击“回归分析”，弹出界面见图11-40。在“回归分析”界面中载入的是当前选定断面计算后周边收敛监测数据，在右侧“数据曲线选择”中有各测线的累计收敛和收敛速率。在“回归模型选择”中有双曲线模型、对数模型、指数模型三种类型。在这里选择L1累计收敛和双曲线模型，点击“回归分析”，拟合出合适的公式并绘制出回归曲线和量测散点图。

图11-40　周边收敛量测数据回归分析界面

在实际操作中，拟合数据时一般会选择把明显误差的数据排除在拟合数据以外。在这里选中一行单击右键，弹出“删除”选定行的按钮，就可以排除此行数据进行拟合。

在界面右侧点击“周边收敛数据管理”按钮，弹出界面见图11-41。周边收敛量测数据操作与拱顶下沉量测数据管理功能基本相同。

图11-41　周边收敛量测数据管理界面

4.地表沉降监测及分析

地表沉降位移监测是为了监控在开挖隧道轴线一定范围内产生的沉降，或为掌握隧道周边围岩的松弛范围而在地表进行的施工管理测量。一般用精密水准仪与钢尺配合进行。沉降是地下工程围岩位移波及地面因素造成的破坏现象，对其量测可为判定地下工程对地面建筑的影响程度及范围提供重要依据，也是保证浅埋隧道施工安全的重要手段，其重要性随隧道埋深变浅而增大。

“地表沉降位移监测及分析”界面见图11-42。界面右侧是以树状的分层目录结构显示项目—隧道—断面里程。当新打开界面时，界面会自动载入在其他界面选定的断面桩号及数据。这里载入的是怀通高速公路“鱼粱坝”桩号k200+500断面量测数据。当前断面围岩等级、测点数目、断面桩号等信息可使用精密水准仪配合钢尺进行沉降观测。详细测点布置情况和量测工具在界面右侧上部显示。

图11-42　地表沉降位移监测及分析界面

在界面中部的“地表沉降监测数据”区域。显示了量测的基本观测数据，因为当前断面测点布置为5个测点，并使用精密水准仪与钢尺进行量测，所以这里分别为5个测点的前视和后视数据。下部为量测数据输入部分，对应相应的列输入量测数据后，点击“添加”按钮，数据会自动添加到数据库，并在“地表沉降监测数据”区域显示。

在界面右侧点击“计算值”，“地表沉降监测数据”区域会根据量测基本数据计算出测点高程、对应日期本次下沉、累计下沉、间隔天数和沉降速率等数据（图11-43）。

在界面右侧点击“位移时间曲线”和“速度时间曲线”，根据计算后的监测数据生成曲线图（图11-44、图11-45）。

在界面右侧点击“地表沉降数据管理”按钮，弹出界面见图11-46。在界面左侧树状目录中选择相应的断面，右侧数据窗口载入已经输入的量测数据，选中一行点击右键弹出菜单选择“删除”，可以对已有数据进行删除。点击“单元格”可以对已有数据进行修改，当输入数据不正确时，会弹出报错窗口。

图11-43　计算后地表沉降监测数据

图11-44　位移-时间曲线图

在界面最下方为数据添加列，在这里进行添加操作。对数据操作完毕后，点击界面下方的“保存”按钮，对数据的操作都将保存到数据库。

图11-45　速度-时间曲线图

图11-46　地表沉降量测数据管理界面

5.拱顶围岩稳定性分析

拱顶围岩稳定性分析是根据隧道开挖后测量的沉降数据，根据规范要求给隧道施工提出合理的建议。

“拱顶围岩稳定性分析”和“周边收敛稳定性分析”界面见图11-47、图11-48。这两个界面的布局相似。

图11-47　拱顶围岩稳定性分析界面

图11-48　周边收敛稳定性分析界面

在界面右侧是以树状的分层目录结构显示项目—隧道。当新打开界面时，界面会载入当前已经选定的项目隧道。这里载入的是怀通高速公路“鱼粱坝”隧道。

界面中部为分析数据区域，右侧上部“隧道设计围岩最大位移允许值及预计值”中载入的是在“隧道围岩设计允许变化量”中对应当前围岩的允许变化量作为分析判断的依据。下面是稳定性分析的参数区域，对应的两个界面是拱顶和周边围岩，分别输入的是拱顶测点或周边围岩测线的“速率警戒值”和“周边收敛稳定速率”，这里可以根据实际要求调整数值大小作为判断依据。

选择好数据截至日期，默认选中的是当前日期。点击“围岩位移判定”按钮，在界面中部程序会遍历所选隧道已经量测的断面，对量测数据按照量测日期做出判断，分别给出“拱顶围岩累计下沉超过设计值66%以上，应采取特殊措施”“隧道拱顶围岩量测布点累计位移未超过设计极限位移66%”“边墙围岩累计下沉超过设计值66%以上，应采取特殊措施”“隧道边墙围岩量测布点累计位移未超过设计极限位移66%”或“前断面选择日期距今暂无量测数据”等信息。

在界面右侧点击“围岩速率判定”按钮，在界面中部程序会遍历所选隧道已经量测的断面，对量测数据按照量测日期做出判断，分别给出“拱顶围岩位移速率超出警戒范围，围岩可能失稳”“拱顶围岩位移速率较上次测量增大”“隧道拱顶围岩量测布点位移速率均未达到警戒值”“边墙围岩位移速率超出警戒范围，围岩可能失稳”或“边墙围岩位移速率增大，围岩可能失稳”“日边墙围岩位移速率增大，围岩可能失稳”等信息。

在界面右侧点击“二衬施作判定”按钮，程序会遍历所选隧道已经量测的断面，对量测数据按照量测日期做出判断，分别给出“拱顶围岩测点速率均小于拱顶围岩稳定速率且收敛已完成预计值80%以上，拱顶围岩稳定性可能达到进行二衬施作要求”“隧道拱顶围岩量测布点均未达到二衬施作要求”“边墙L2线围岩速率小于边墙下沉稳定速率且收敛已完成预计值80%以上，围岩稳定性可能达到进行二衬施作要求”等信息。