铁路隧道现场监控量测回归分析.doc

浅谈铁路隧道现场监控量测回归分析 一、工程概况 太中银铁路吕梁山隧道位于山西省吕梁地区汾阳市与吴城镇交界处，隧道横向穿过吕梁山脉，为全线最长的隧道，设计为两座单线隧道。左线隧道起迄里程为 ZDK119+145～ZDK139+930，全长20785m；右线隧道起迄里程为YDK119+143～YDK139+915，全长20772m。 我队承担的左右线均位于直线上，斜井与隧道的右线交于K135+770处，从K135+770正洞与斜井的轴线的夹角为37°。与3#，4#斜井分界里程为134+600，长度为1170m，左右线均为11‰的下坡，左右线线间距为30m，均穿越了II、III级围岩，往出口方向的分界里程为137+930，长度2160m, 穿越了II、III、Ⅳ级围岩。DK134+600～DK137+930段左右线均为11‰的上坡。 隧道洞身大部为第四系沉积物及植被覆盖，新老黄土、变质花岗岩、石灰岩、白云岩交错分布，出口附近为吴城断裂带，局部岩体稳定性差，地下水发育，易发生坍塌冒顶与突水突泥。 本场地地震动峰值加速度为0.10g（地震基本烈度为Ⅶ级）。 二、现场监控量测 众所周知，山岭铁路隧道施工方法，一般有矿山法（又称钻爆法）和掘进法。矿山法又分为传统矿山法和新奥法。目前，新奥法作为在软弱、破碎围岩地段修建隧道的一项新技术，应用越来越广泛。 新奥法的原理是：隧道围岩自身有承载自稳能力，应对这种能力充分利用。初期支护和永久衬砌仅对围岩起约束作用，它既允许围岩产生有限变形，以发挥其承载能力，又阻止围岩变形过度而产生失稳。其核心是监控量测。 铁路规范规定：采用复合式衬砌（一般由锚喷支护和模筑混凝土衬砌两部分组成）的隧道，必须将监控量测项目列入施工组织设计，并在施工中认真实施。 1.现场监控量测项目及量测方法 根据设计文件要求并结合施工现场实际情况,采用测试项目如下。详见表1： 隧道现场监控量测项目及量测方法 表1 序号 项目名称 方法及工具 布 置 量测间隔时间 1~15天 16天~1月 1~3月 ＞3个月 1 地质和支护状况观察 岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述等 开挖后及初期支护后进行 每次爆破后进行 2 周边位移 各种类型收敛计 每10~50m一个断面，每断面2~3对测点 1~2次/天 1次/天 1~2次/周 1~3 次/月 3 拱顶下沉 水平仪、水准尺 每10~50m一个断面 1~2次/天 1次/天 1~2次/周 1~3 次/月 4 地表下沉 水平仪、水准尺 每5~50m一个断面，每个断面至少7个测点，每隧道至少2个断面。中线每5~10m一个测点 开挖面距量测断面前后＜2B时， 1~2次/天；开挖面距量测断面前后＜2B时， 1~2次/天；开挖面距量测断面前后＜2B时， 1~2次/天 注：B为隧道开挖宽度 三、数据处理 数据处理，即将现场量测所得数据，整理成原始记录表，见表2（以拱顶下沉原始记录表为例）。然后根据表2数据，及时绘制位移—时间散点图，见图3。当u——t关系趋于平缓时，进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。 1.整理数据原始记录表 原始数据记录必须每天及时进行,整理成如下的数据记录表形式(见表2), 并绘制出相应的测点布置示意图(见图1)和测点测设示意图(见图2)。 拱顶下沉量测原始记录表 隧道名称：吕梁山隧道 测点里程：DK135+500 测点号： 2# 测点埋设日期 ：200 观测日期年 月 日 初读数后的天数t（d） 累计下沉量u（mm） 备 注 2004-1-3 1 5.5 2004-1-4 2 8.9 2004-1-5 3 11.2 2004-1-6 4 12.7 2004-1-7 5 13.8 2004-1-8 6 14.3 2004-1-9 7 14.6 2004-1-10 8 14.6 2004-1-11 9 14.6 2004-1-12 10 14.6 2004-1-13 11 14.6 2004-1-14 12 14.6 2004-1-15 13 14.6 2004-1-16 14 14.6 隧道横断面测点布置示意图 2＃ 图1 1＃ 3＃ 拱顶下沉测点 四、回归分析 从图3看出，由于量测的偶然误差所造成的离散性，绘制的位移—时间散点图是上下波动和不规则的，因此，必须进行数据处理才能获得合理的典型曲线，并以相应数学公式进行描述。回归分析是处理测读数据，最终绘制典型曲线的一种较好方法。 回归分析是对一系列具有内在规律的测试数据进行处理，通过处理和计算得到两个变量之间的函数式关系。用这个函数式