沪昆客专姚家隧道施工监测中拱顶下沉量的时间序列分析及预测.pdfVIP

铁 道 建 筑 RailwayEngineering June，2013 文章编号：1003—1995(2013)06．0064—05 沪 昆客专姚家隧道施工监测中拱顶下沉量的 时间序列分析及预测 石 荔 ，吴 立，左清军，吴双兰 (中国地质大学(武汉)工程学院，湖北 武汉 430074) 摘要：沪昆客运专线姚 家隧道采用新奥法施工，施工位移监测对于评价 围岩稳定性和支护结构合理性起 着重要作用，但监测数据具有离散性，测量误差具有 随机性。将隧道拱顶下沉数据序列视为随机过程 ， 应用时间序列分析方法，建立 自回归模型，对姚家隧道拱顶下沉监测数据进行拟合分析 ，利用 Matlab软 件 中有关时间序列函数编制计算程序 ，运用有理函数判断围岩的稳定性。应用所建立的模型对拱顶下 沉量进行 10d的预报 ，预测数据与实测数据符合较好。通过对观测沉降数据序列动态建模 ，并依据预 测数据和 围岩支护变形管理规定动态指导隧道施工和防护，有利于提高隧道施工安全。 关键词：高铁隧道 监测数据 时间序列分析 中图分类号 ：U456．3 文献标识码 ：A DOI：10．3969／i．issn．1003．1995．2013．06．19 采用新奥法进行 山岭隧道施工 ，断面变形监测是 于里程 DK38I+320--DK38I+580通过核部 ，核部岩 关键 。由于现场测量数据一般具有随机性 ，且数据系 体较破碎。隧道区内地表水系不发育 ，主要地表水为 列随着时间推移动态变化 ，在利用监测数据进行 隧道 山间沟谷里的流水。隧道区发育的断裂破碎带在断裂 稳定性和围岩参数反分析时 ，需要对监测数据 的变化 平面上延伸较长 ，且切割错动地层 ，长期接受大气降水 趋势进行预测。监测数据的时间序列分析可以系统地 和地下水的下渗补给，含水量较丰富。其余地段地下 把握隧道变形的整体动态规律，定量地分析隧道 围岩 水含量少 。 的稳定性 ，以更好地控制隧道变形，降低隧道开挖对周 隧道区域主要断层为分水坳压扭性断裂，与隧道 围环境的影响，减少工程事故。 相交于 DK380+970--DK381+020，断层破碎带宽6～ 本文对沪昆客运专线长昆湖南段姚家隧道施工监 50In，呈现强烈挤压 、破碎和片理化 的特征 。该处经物 测数据应用时间序列分析方法和 Matlab软件 ，得到拟 探证实 ，低 阻异常。隧道 区 DK383+136--DK383+ 合函数 ，建立 自回归模型，通过检验和反复修正 ，对隧 910段为白云岩 ，岩溶发育，存在较大规模溶洞 ，溶洞 道施工变形进行预测 。 内充填粉质黏土，根据野外钻探成果，白云岩岩芯表面 溶蚀现象明显 ，但其离隧道洞身较远，对隧道无影响。 1 工程概况 施工采用新奥法．，采用电子水准仪对围岩的变形 姚家隧道位于湖南省芷江县土桥 乡，隧道进 口位 进行监测 ，对施工现场进行全方位动态监控。 于黄家垄村 ，里程 DK380+115--DK387+070，设计时 2 监测数据分析及预处理 速为350km／h，全长6955In，最大埋深247in。 隧道位于木叶溪复式背斜北端 ，木叶溪复式背斜 2．1 施工监测 位于新晃到芷江一带，轴线呈NNE50。～60。。隧道区 拱顶下沉量是隧道施工必测项 目，监测数据分析 出露地层核部及两翼均为板溪群马底驿组三段 ，隧道 一 般