对地铁隧道施工综合监测技术的研究_开题报告

（一）国外研究现状

施工现场量测表明，对于设计所作的这种调整和修改是十分必要和有效的。这种方法不排斥以往的各种计算、模型实验及经验类比等方法，而是把它们最大限度地包容在自己的决策支持系统中，发挥各种方法特有的长处。近年来，由于量测技术、计算机技术的发展和渗透，地下工程结构体系的信息化设计和施工方法有了很大的发展。二十世纪九十年代，“信息化方法”获得了广泛地应用，其原理也大大地被扩展。“信息化方法”作为一种设计、施工方法己经被许多规范认同，如欧洲规范(Eurocode)。诸多学者也更加重视甚至大力倡导信息化方法。1999年Terzaghi教授的亲密同事Ralph Peck博士和Alan Powderham博士在《施工反思》(Rethinking Construction)书中写到，“信息化方法具有天生的解决复杂问题的能力，虽然事实上己经取得了很多成功的范例，人们在项目开始仍极少考虑信息化途径。”他们呼吁将信息化方法提到项目各方(业主、承包商及咨询工程师)的议事日程表。国际土力学及岩土工程学会(ISSMGE)副主席Brandl博士也大力倡导信息化方法，称之为“解决目前理论与实际日益脱节”的有效办法。国际隧道协会执行主席Eisenstein教授在《城市隧道的挑战与进展》书中认为，“信息化方法特别适用于隧道工程”。

日本从20世纪90年代开始，就采用地质图像处理技术对掌子面的地质条件进行图像处理，提炼出与围岩分级有关的参数，对围岩分级进行修正，并开发了隧道掌子面图像系统。日本京都大学提出的用数码相机进行隧道净空位移量测的研究成果，其精度可达到1mm。日本佐藤工业(株)开发了“SIT系统”，它是一个把洞内的量测数据、机械和运输车辆的运行数据、通信数据等情报信号，用单一的通信线路进行传输，实现洞内施工的一元化管理。日本底层科学研究所开发“隧道量测和掌子面情报快速管理系统”，操作简单、判断迅速，并能够显示出掘进情况、掌子面情况、量测结果。

目前，国际上通用的隧道监控量测的主要内容有4项必测项目和11项选测项目。必测项目具体分为:地质和支护状况观察、拱顶沉降、周边位移和地表下沉;选测项目具体分为:钢架内力及外力、围岩体内位移(洞内设点)、围岩体内位移(地表设点)、围岩压力、两层支护间压力、锚杆轴力、支护及衬砌内应力、围岩弹性波速度、爆破震动、渗水压力及水流量、地表下沉。

针对上述监控量测项目所选用的仪器有:地质罗盘，水平仪、水准尺、钢尺或测杆，类型收敛计，支柱压力计或其它测力计，钢丝式位移计，支柱压力计或其它测力计，各类型位移计，岩土压力盒，钢筋计、锚杆测力计，各种波仪及配套探头、测振及配套传感器，渗压计、流量计。

（二）国外研究现状

在隧道工程监测和信息化设计方面，中国在发展以位移测试为主体的隧道施工监测系统以及监测信息反馈理论方面都有很大的进展。以石家庄铁道学院刘志刚教授、中铁十四局为首研究了“断层参数预测法超前预报隧道断层技术”和“隧道施工地质技术与TSP-202探测解译技术”通过了专家评审，已达国际先进水平。以全站仪作为主要量测仪器，研制出了具有良好性能的全站仪观测点靶标和相应的配套软件，能及时获得各断面观测点累积位移、位移速率、断面位移趋势图等信息分析资料。已在北京地铁复一八线东建区间南区施工现场试用，测量精度达1 mm.。吕康成利用激光基准测量原理，开发了激光隧道围岩位移实时监测系统，在浙江杭(州)—金(华)一衙(州)高速公路上的樊村二号隧道试用。监测系统精度为0. 5mm。以王玉生教授为主的课题组在川藏公路二郎山隧道工程中设计简单、易行、便于现场埋设、量测的围岩变形跟踪监测系统(TMS系统)。将树屏提出将原属优控理论的卡尔曼滤波器(Kalmam filter)应用于地下工程，开展具有可操作性的非确定性反分析程序(DEKFE)，并将其用于分析某公路隧道的围岩稳定，对围岩最大剪应力分布塑性区估计作了计算分析，取得了良好的效果。

刘招伟、何满潮等详细介绍了京珠高速公路某隧道采用三导洞超前法施工过程中变形的现场监测结果;李德宏对云南元江一磨高高速公路岔河隧道的施工监测结果进行了分析，并与理论计算结果比较，认为大跨度、埋深浅是隧道施工中监测的关键，只有充分依据实测数据及时修正设计参数和施工工序，才能确保施工安全。秦之富介绍了云南元磨高速公路某偏压隧道的施工方法和监测量测，并与有限元法计算结果进行比较分析，优化施工工序。同济大学王军、夏才初和朱合华等对福建罗(源)长(乐)高速公路马宅顶非对称连拱隧道的新奥法施工现场监控量钡(和有限元分析进行了研究。

监测技术的发展和应用，使信息化控制成为可能，但监控技术和方法还处于发展阶段，一般遵循安设断面、数据采集、数据处理、信息反馈，然后指导施工等程序，总体来看效率比较低。特别是安设断面环节很重要，它直接关系到量测方法和采集数据的多少。采集数据过多给信息处理带来很多不必要的麻烦且不利于信息的及时反馈和指导施工。

二、^范文提纲

引言：对地铁隧道施工综合监测技术的研究

一、施工综合监测的概念和内容

（一）施工综合监测的概念

（二）施工综合监测的内容

二、地铁隧道施工综合监测技术的应用

（一）地铁隧道施工综合监测的目的和任务

（二）地铁隧道施工综合监测的项目及方法

1.隧道周边收敛

2.隧道拱顶下沉监测

3.锚杆轴力监测

4.围岩压力及层间支护压力监测

5.格棚钢筋应力监测

6.洞口段及冲沟浅埋段地面沉降监测

（三）监测数据的采集整理

三、案例分析——以某市地铁双线连拱隧道施工监测为例

（一）工程概况

（二）监控量测

（三）监控量测分析

1.地表沉降监测分析

2.拱顶沉降监测分析

3.隧道净空收敛监测分析

（四）施工控制措施及效果

三、参考文献

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