[发明专利]一种隧道施工监控量测与超欠挖测量控制方法

说明书

一种隧道施工监控量测与超欠挖测量控制技术，包括以下步骤：(1)进行隧道开挖施工，对隧道开挖断面进行扫描，获取三维点云数据，进行数据处理；(2)得到开挖隧道的实际三维模型；对理论设计的隧道模型与所述实际三维模型进行合成，表示隧道的超欠挖测量信息；(3)对隧道的超欠挖情况进行有效控制；(4)制定隧道施工监控量测方案，并对隧道进行初期支护；(5)数据处理分析，确定已开挖隧道的仰拱和二次衬砌的施工时间；确定隧道的变形等级情况；(6)建立已开挖隧道的施工控制标准，保证隧道施工完成。本发明能够满足超欠挖测量的精度要求，而且比传统检测方式的效率更高，可以应用于各种隧道工程的安全监测。

技术领域

本发明涉及隧道工程的测量技术领域，具体地，涉及一种隧道施工监控量测与超欠挖测量控制技术。

背景技术

在隧道施工和运营阶段，隧道变形监控量测都发挥重要作用。一方面，隧道变形监控量测是隧道信息化施工的重要组成部分，是反馈围岩和结构动态变化趋势、优化支护参数、保证施工安全的重要手段。另一方面，隧道变形监控量测也是隧道健康监测的重要组成部分，对于实时评估隧道结构的安全状况，及时实施安全预警，最大限度延长隧道的使用年限具有重要作用。现行监控量测主要缺点有监测仪器落后、数据精度不够、操作繁琐；监控量测点埋设不合理，施工破坏严重；测量方法不能与现场相结合，过于学术化；收敛只在监测两点之间距离变化即相对部位变化，不能准确分析单边围岩位移变化情况，单点分析；数据收集及分析不合理；水平收敛测线受开挖工法限制不能及时形成量测条件，且在隧道台阶转化以及初支成环后，较高部位的水平测线量测需机械配合，操作性不强。

此外，隧道施工过程中，常会遇到超欠挖现象。将实际开挖获得的轮廓线与设计开挖轮廓线比较，设计开挖轮廓线以外的部分为超挖，相反设计开挖轮廓线以内的部分为欠挖。超欠挖会给施工造成许多危害，如：掘进和支护成本的提高、防水材料无法与岩面吻合、围岩局部应力集中等。

隧道超欠挖控制是隧道施工监控量测的重要内容，如果超挖严重增大了开挖面积会使隧道掌子面稳定性下降，容易导致隧道失稳，而出现欠挖会使隧道衬砌厚度达不到设计要求，留下质量安全隐患。因此，隧道开挖情况控制也是保障隧道施工安全，确保隧道施工质量的重要举措；传统的隧道断面超欠挖测量存在以下缺点：1)操作繁复、耗时费力，人为因素对量测精度的影响较大；2)环境复杂，不良因素众多，测量的可靠度和灵敏度不高；3)测量点位有限，很难准确反映整个断面的变形状态。

因此，为了更好的控制超欠挖，需要制定合适的监控量测技术，以对超欠挖测量进行控制，用于指导现场施工。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种隧道施工监控量测与超欠挖测量控制技术。本发明能够满足超欠挖测量的精度要求，而且比传统检测方式的效率更高，可以应用于各种隧道工程的安全监测。

为实现上述目的，本发明提供了一种隧道施工监控量测与超欠挖测量控制技术，包括以下步骤：

(1)进行隧道开挖施工，在隧道开挖断面初步完成后，采用测量装置对隧道开挖断面进行扫描，获取已开挖隧道的三维点云数据，并通过数据处理装置对所述三维点云数据进行数据处理；

(2)测量装置根据实时扫描状态，将扫描得到的三维点云与实际的隧道开挖断面对应起来，得到开挖隧道的实际三维模型；对理论设计的隧道模型与所述实际三维模型进行合成，得到合成分析模型；所述合成分析模型用于表示隧道的超欠挖测量信息；

(3)根据超欠挖测量信息实时调整控制已开挖隧道的开挖量，使实际的隧道开挖量与理论设计的隧道模型相一致，从而实现对隧道的超欠挖情况进行有效控制；

(4)保证实际的隧道开挖量与理论设计的隧道模型相一致之后，制定隧道施工监控量测方案，并对隧道进行初期支护；初期支护过程中，采用测量装置对已开挖隧道的施工过程进行监控量测，得到监控量测数据；