发布时间:2023-10-07 08:50:02
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中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:
引言
随着经济社会的发展,我国的高速公路建设得到了突飞猛进的发展,与之配套的高速公路的监控、收费与通信技术也得到了迅速发展,尤其是道路监控系统发展速度更快。在一些具有重大隐患的地段,通过道路监控系统,可以有效地向指挥管理部门提供准确的监控信息,能够有效的减少事故的发生,快速的采取相对应的救援措施,保障运行的通畅与安全,在高速公路路况的监控过程中具有重要的意义。
1.高速公路道路监控系统设计
1.1 系统整体结构设计
高速公路监控系统采用监控通信中心与外场设备两方面组成,监控通信中心是对公路进行控制的机构,外部设备是对运行过程中数据进行采集与控制的执行单元。监控中心由通信计算机,图形处理,数据服务器等方面组成,外场设备由情报板、可变速标识、摄像机、车辆检测其与气象检测器等构成。系统的整体结构构成如图1-1所示:
图1-1 监控系统整体结构图
此控制系统主要进行气象数据、设备运行数据,统计结果、历史数据以及交通流数据等,实现CCTV图像以及视频控制的功能。系统服务器主要对网络运行过程中数据性能进行监视与管理,接收存储通信控制单元传递过来的数据信息、计算结果以及运行状态数据。监控计算机系统可以实时的进行外场设备的各种数据的处理工作,相关的可变情报信息,系统维护,数据的归档查询以及完成对大屏幕投影的管理工作等。串口联网服务器可以为设别运行提供10-100M 的网络接口,提供专业的数据通讯以及外场监控设备的访问。
1.2系统模块设计
高速公路监控系统,主要负责对路况信息的数据采集与分析监控工作,主要由通信系统模块、监控模块、图形处理模块、视频模块,系统管理与控制模块等,具体系统模块组成如图1-2所示:
图1.2 系统模块
本系统主要采用的工作模式是C/S,客户端与服务器构成一个局域网络,通过相关的计算机与外部设备进行道路监控。其中通信模块是整个系统各个模块连接的桥梁,负责收集信息与反馈信息,在系统中起到很重要的作用。可以为监控中心的数据与外场的数据交互提供通信通道,设备运行过程中的信息通过调制解调器的作用发送到通信中心。视频监控模块通过利用车辆的检测装置将现场的视频数据信息传递到监控中心,可以实时的掌握了解当前位置的路况信息。系统管理模块主要进行系统初始化的设计,将数据进行分析后以报表或者图形的方式打印,便于实现数据的有效的管理与维护。交通控制模块是整个模块的中心,此模块通过与数据库进行通信,将一些设备的状态信息进行读取,分析处理当前路况的天气,交通状况,将其信息下达给外场控制设备。此模块实现了对一些交通突发事件的控制,为香港馆的管理者决策提供了依据,可以实现交通异常检测与处理与门限值设计等功能。
2.系统软件实现
2.1系统采集软件的实现
系统采集软件串口服务器(类似虚拟多串口)来实现一台计算机对多个外场设备的数据交换,完成对气象监测器的信息采集,外场车辆检测器、可变情报板远程信息图形管理软件、参数控制指令和摄像机控制操作指令的下发功能。首先检查数据的连接状态,根据BOOL型变量F_ISDBOK 来表示数据库连接状况。当开始采集的时候,通过ActionStartExecute()下运作,,开始数据的采集各个设备的状态通过调用DataStart(),对于设备状态的显示可以通过LabDStatus 的 Caption 属性进行,根据DateTimeToStr(now)得到了数据的采集时间,从而实现对采集过程的开始、进行与结束的状态的控制。
主要采用ADO的数据库访问技术,实现采集设备的状态信息,通过将设备的型别进行inttostr(tdrvtype)的描述,从而获取得到了车辆检测器,气象监测器以及情报板的信息,根据这些传回的数据信息,通过可视界面的方式,将其增加到TListItem 型列表中,以供相关人员查看。
2.2通信软件的实现
通信软件负责图形管理软件、采集软件、与系统数据库之间的通讯。本系统采用的通信方式是TCP/IP,主要派生的类别为CAsyncSocket 类,通过创建一个SOCKET与一个CSocketwnd窗口对象,将窗口对象进行关联采用的是WSAAsyncSelect(),从而可以进行事件信息的处理。本系统的通信软件为了实现对多个用户的同时的访问,必须进行多个Socket的处理,从而满足通信的多任务的要求,主要的数据结构如下,其中CmySock在本系统中是一个非常重要的类,实现系统良好通信的功能。
typedef struct D_Sock
{
CMySock *pSock;
struct D_Sock *pD_Sock; //指向后一个 DSock
struct D_Sock *pPrevDSock; //指向前一个 DSock
} DSOCK;
2.3图形管理软件实现
图形管理软件可以提供可视化的界面,对情报板的信息进行查询与管理,通过一些外部设备进行实时的监控。可以有效地对气象监测信息,设备管理信息、报警信息等进行设置。本文对图形管理软件的实现方式可以采用基于技术访问SQL2008数据库的方式来实现。
2.3.1 摄像机显示实现
在高速公路监控中可以采用摄像机显示控件的技术进行当前路段的监控,可以通过设置TFrmCamApride窗体类用来显示视频信息,是TPanel组件的一个核心部分,通过在TPanel的实例videoPanel 上显示视频流信息。对于进行摄像机的抓拍、控制以及图形的调整等,通过TSpeedButton与TPopMenu两个组件来完成。
视频流的控制方法首先进行doAprodeLogin()方法中完成视频显示的初始化工作,包括定义视频流的播放控制类 TSIVXControl,其次调用doShowStream()方法来完成视频流的播放,实现摄像头的监控功能。最后采用doAprodeLoginOut()来实现视频流的关闭。
2.3.2可变情报板实现
对于情报板的显示主要通过UnitCMSNewPre,UnitCMSPlayList以及UnitCMSNewEdit三个单元来实现的。在可变情报板的内容中,主要有文字信息、图片信息等,在实际的运行中,为了保证其具有很好的可编辑性,本系统主要是通过在UnitCMSNewEdit中加入TFrmCMSNewEdt类来实现其可编辑性。当用户需要对信息进行查看时候,在UnitCMSPlayList单元中进行,通过设置TFrmCMSPlayList类来完成查看的功能,显示出高速公路版的内容。
3.结语
在高速公路运行过程中,高速公路监控系统在整个公路运行过程中,具体主要的作用,其是涉及到学科比较多,系统也比较复杂,为能够有效地对高速公路进行监控,本文进行关于道路监控系统总体设计、模块设计以及系统的实现,为以后的监控系统的发展提供了依据。
参考文献
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【关键词】市政道路建设项目;施工过程;质量控制
一、前言
随着社会经济的发展,近些年来,我国政府投资建设的基础设施越来越多,发展越来越快,建设规模也越来越大,质量要求也越来越高。为了使政府投资项目的质量得到保证,各级政府都非常重视对市政工程项目的质量控制。为了加强项目建设过程中对的质量控制,根据结合施工项目的特点,建立质量保证体系。
二、市政道路建设项目施工过程质量控制
(一)市政道路建设项目施工过程质量控制的重要性
市政道路建设项目施工阶段的质量控制,是一个由投入物质量控制——施工过程质量控制——产出物质量控制的整个过程。施工工期、施工技术、施工气候、施工的地理环境以及人文环境等因素对市政道路质量都有很大的影响,无论哪一个因素没有控制好都会出现质量问题,这就是典型的木桶效应,因此对该项目的质量控制就显得极其重要。
(二)市政道路建设项目施工质量控制的依据
合同文件、设计文件(图纸)、工程质量评定标准与方法,是施工阶段质量控制的共同依据。在施工过程中,工序及原材料的质量控制还以一些专门的法规作依据,主要包括:
1.有关工程施工规程及验收规范。如钢筋混凝土工程施工及验收规范(GBJ204-82)、地基与基础施工及验收规范(GBJ202-83)。
2.有关质量检验、取样的技术标准。
3.使用的相关材料的验收、包装、标志是否符合国家标准。
(三)市政道路建设项目施工阶段对质量进行控制
根据工程质量形成的过程和时间段来划分,可以将工程质量控制分为三个阶段:施工准备阶段(前期)质量控制、施工过程(中期)质量控制、竣工验收阶段(后期)质量控制。
1. 施工准备阶段(前期)质量控制
(1)对各项工程参与者进行审查。首先,监理工程师应该持证上岗,并且是懂经济、管理、技术、法律,并且还有丰富的实践经验的全面技术人才;其次,施工队伍的素质(包括思想、技术、身体)将直接影响到工程质量。因此,在审查时发现有不合格者,取消上岗资格。
(2)对施工方法进行审查。施工单位在开工前提交施工方案上报监督部门,经审核通过后即作为施工依据。
(3)对工程设备进行审查。对于重要的施工机械设备要定期进行检测,经质量管理人员认可后方可使用。
(4)对工程所需的材料进行抽查。所有用于工程中的材料必须有抽验报告、产品合格证。
(5)在施工前进行环境调查,熟悉施工环境。
(6)组织设计交底和图纸会审,并明确各部位的质量标准。
(7)建立施工阶段的质量控制系统
①一个过程:即施工阶段的事前准备、事中各工序施工、事后工程总体验收、资料归档的全过程的质量控制。
②四个阶段:施工阶段的事前准备、事中各工序施工、事后工程总体验收、发现并处理问题的阶段。
③把好开工关:完成上述准备工作后,才能下开工指令。
2. 施工过程质量控制
(1)施工过程质量控制的依据:合同文件、设计文件(设计说明及施工图)等;技术标准、实验及取样的技术标准、材料验收的技术标准以及相关建筑安装作业的操作规范。
(2)工序质量控制的过程
施工工序的质量控制是保证质量的关键环节,工序质量控制的目的是在没有形成产品前,也就是这条市政道路没有结束工程建设时,对项目的质量进行监控,跟踪质量变化,分析引起质量变化的原因,采取措施纠偏。
工序质量控制的原则是通过对工序的一部分进行检验,统计、分析、判断整个工序的质量。如果工序质量与预期标准出现偏差,则进行深入分析,找出影响质量的主要因素,对其进行控制和修正。其控制内容包括:工序活动开始前对条件的控制,要求人、技术方法、材料、机械和环境能满足施工要求,为保障工序活动的质量,严格控制这五大影响因素是基础;采用必要的检测手段或工具,对工序活动结果进行质量检验;对检验所得的数据进行分析,从中找出这些数据所遵循的规律。根据工序数据分析和质量标准,对整个工序的质量进行判断,当工序质量正常,则进入下一个流程,当工序质量发生波动时,就进行工序分析,以寻找影响工序质量的因素特别是主要因素;找到主要影响因素后,要及时采取措施进行调整和修正,以达到规定要求;为了检查调整和修正的效果,需要对调整后的工序再次进行检测、分析、判断,直到质量达标为止。
三、工程竣工验收阶段质量控制工作
当道路修建工程完工后,对该道路的路基、外观按规定进行质量核查,看是否符合国家标准和文件要求。工程质量验收分为过程验收和竣工验收。
(一)工程质量验收程序
对于工程质量的验收,应遵循一定程序:
1. 各个小项的工程完工后,由施工方的检验人员自行检验,并汇总;
2. 当各环节质检符合标准时,由施工方提出验收申请,建设单位应联合监理部门对该工程进行质检,并写书面报告。
(二)工程质量验收的基本内容及依据
工程质量验收的基本内容是:保证资料检查、对分项工程的内容进行抽样检查;其中以原材料、施工检测、试验资料为重点。
建筑工程的施工质量验收主要依据:国家有关道路工程建设项目的法律法规、经审批部门核准的项目相关材料、以及工程承包合同等。
(三)过程验收的要求
施工过程是形成质量的关键,因此,对影响施工质量的各因素进行监管对保障工程总质量起着重要的作用。
1. 市政道路建设的质量验收应该在施工单位自行验收评定后进行。
关键词:工程管理;公路隧道;成本控制;造价控制
【中图分类号】 TU723 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-1297(2013)01-0032-01
工程造价的有效控制是以合理确定为基础,有效控制为核心,它是贯穿干建设工程垒过程的控制。在投资决策阶段、设计阶段、建设工程发包阶段和建设实施阶段,把建设工程造价控制在批准的造价限额以内,随时纠正发生的偏差,以保证管理目标的实现,以求合理使用人力、物力、财力,取得较好的投资效益和社会效益。要有效地控制工程造价,应从组织、技术、经济、合同与信息管理等多方面采取措施,其中,技术与经济相结合是控制工程造价最为有效的手段。要通过技术比较、经济分析和效果评价,正确处理技术先进与经济合理两者之间的对立统一关系,力求在技术先进条件下的经济合理,在经济合理基础上的技术先进,把控制工程造价观念渗透到设计和施工措施中去。
公路隧道施工管理作为一项日常管理的重要工作,施工过程中对施工材料、机械设备、混凝土使用等成本的控制,是实现隧道施工的质量和社会效益的保障之一。因此,要从施工方法到施工的各项内容,进行科学的控制,提高材料的利用率,减少因成本造成的误工现象。
一 公路隧道工程项目管理中的造价控制一般方法
1.精确测量。在进行隧道的施工时候,要按照科学的设计进行完善的施工监督,对开挖控制的距离要尽量的减少误差超挖的误差。这就需要施工部门配备较高级的测量仪器,在此基础上实现精确的策略,加强测绘人员的责任心教育,对测量的结果进行及时的反馈等。
2.及时反馈。爆破后的隧道断面和施工前设计的放样断面有一定的差距,工区按照前期的设计数据进行预算超挖的距离,多以在实际的断面放样程序上,因此要根据设计的断面的预定值进行施工控制,全部的超欠都要经过测量组给以准确的数据之后,和施工队长、施工人员等商定,做好第一手资料之后,上报给工程技术主管和工区主任,便于及时的决策和管理。
3.进度管理。在提高工程的进度方面,施工区结合前期的施工经验、本工程的实际施工条件,可以制定科学严格的施工人员考核奖惩制度,对隧道施工的各个班组实施现场签到时间规定,加入出现衔接脱链或者耽误施工的现象,由当事人进行签认并负所在的责任。严格考核施工现场人员的循环交班情况。不准早退、离岗现象的出现。隧道施工的全部时间以及施工的进度要合理的计划,提高广大施工人员的积极性。提高隧道施工的交通运输管理 工区要根据施工策划的方案和隧道施工的整体规划情况,在每个大的避车洞的地方预留好两组避车位,并且要把避车洞开挖到适当的高度和宽度等,保证施工车辆的顺利调头,从而更好的解决隧道内施工车辆的错车以及调头问题。
4.管理人员每日巡检。为了能够有效的解决施工现场的存在问题,工区要成立以工区主任作为组长的考核小组,此小组的成员主要包括:施工技术主管、施工队长、相关部门的主要责任人、班组长等等。考核小组的成员要做到按时到考查地点进行集中,对自己负责的考核内容要进行严格的学习,发现问题后,及时的提出解决意见或处理方法,减少因施工问题造成的损失。
5.成本控制会议。一般分为施工周例会和施工过程成本会议。施工周例会是指:工区要根据施工的进度、施工的状况等进行有组织的生产会议研究,会议有工区的施工技术主管主持,各部门主要负责人、班组长等管理人员参会讨论,针对前期和下一步的施工工作中的问题、难题等进行讨论,以更好的促进施工的进行。施工过程中成本会议是指: 为了能够让工区的管理人员及时的了解施工成本的控制,工区可以安排较为固定的时间召开成本分析主题会议,成本分析会由工区的施工技术主管主持,各部门主要负责人、班组长等管理人员参会讨论,会议的内容主要是分析前期的超欠挖情况、水电使用情况、施工进度、机械设备的使用、油耗、混凝土使用量以及各种施工材料的消耗情况等等,通过对这些数据的讨论和,提高施工管理人员的节约意识,从而降低施工的成本。
二 一般建设工程造价控制存在的问题分析
1.缺乏全过程的动态管理。目前对于造价管理的理解往往只停留在预结算上,致使工程造价管理缺乏全面而系统的定位,缺乏全过程、垒方位、动态的管理,全面成本管理的观念尚未形成。对工程造价的控制,主要侧重于事后核算,即对竣工结算进行审核。对其他阶段的控制显得薄弱。
2.设计管理制度不够完善。经过统计、分析得出的结论是:设计阶段影响工程造价的可能性为30%至75%,施工阶段影响工程造价的可能性为5%至25%。在现行的管理体制下,设计工作没有得到应有的重视和监督,建设单位没有采取应有的措施促使设计单位去精心设计和限额设计,大量的工程项目没有推行设计招标,没有去优选设计方案。不少设计单位管理体制不完善,片面追求设计的工作量和经济效益,缺乏精品意识。于是有的结构设计过于保守,以至出现肥粱,胖柱,厚板,有的平面布置不合理,结构系数过大;有的漏项、错位等问题大量存在。
3.对更改的必要性和合理性没有监督。工程项目应该经过严格的可行性研究和投资额度的审批程序,其工程造价的控制该按批准的投资额度,把工程建设实施中各阶段的工程造价实际发生额度控制在限额以内,强调精心准备、科学合理地组织实施,严格地监控。但很多建设单位急于项目的开工,又没有做好必要的准备,对投资额度的要求,建筑标准的把握,设计深度的审查,招标文件和承包合同的合理与完善程度没有严格把关,造成边施工边变更,对施工中的工程想改就改,有的项目一改再改,对更改的必要性和合理性没有监督,施工阶段设计变更随意性大,对更改造成的损失没有相应的责任制约。
4.施工现场的乱签证,扰乱了建筑市场正常秩序。监理人员对造价管理、预结算知识和有关规定掌握不够,对不应该签证的项目盲目签证。有的签证由施工单位填写,不认真核实就签字盖章;施工单位在签证上巧立名目,弄虚作假,以少报多,蒙哄欺骗,遇到问题不及时办理签证,结算时搞突击,互相扯皮-有的施工单位为了中标,自动压价。为了保住自己的利润对包干工程偷工减料,对非包干工程进行大量的施工现场签证,施工现场的乱签证,扰乱了建筑市场正常秩序。
5.结算中高估冒算,虚报工程造价。这种行为一般分为如下几点:①加大工程量。主要对单位造价高,计算复杂的项目;②巧立名目,高套定额;③提高计费标准,扩大取费范围。
高速公路隧道机电系统的监控数据通过中间件和级联协议,由低到高从隧道管理站、路段中心、片区中心向省中心逐级上报,该系统具有规范的传输协议文本,有效保障了各级监控中心对所管辖路段隧道路况的及时了解,保证了应急指挥的及时性和准确性,是确保高速公路行车安全强有力的一环。
关键词:
高速公路,机电设备,数据级联,监控数据
0引言
目前,全国高速公路路网可谓是四通八达,极大地拉近了城市之间的距离,方便人民群众的出行。与国省道相比,高速公路具有行车速度快、单一方向通行、没有急弯陡坡、封闭性强等众多利于快速行车的优势,而高速公路隧道便在其中发挥着重要的作用。与普通国省道盘山公路相比,隧道的开通极大地缩短了两地间的距离,也避免了弯曲山路车速缓慢、安全性差的缺点,加快了行车速度。虽然隧道为方便出行提供了各方面的好处,但与之共存的则是隧道环境相对密闭,一旦发生突况,不利于及时发现处理,容易引发大的事故。因此,高速公路在隧道监控上也配备了较多的物力和人力。隧道内随处可见各类相关的监控设备,包括视频监控、环境监控、行车引导监控等;在隧道管理站,监控人员24h不间断地掌握隧道路况信息,发现问题及时通知、上报、处理解决。然而,为了掌握整个区域,如太原市,甚至整个山西省高速公路隧道的运行情况,一方面便于在有突况时,有效地在路网级层面进行控制指挥,另一方面,多处监控管理,便于隐患的及时发现,山西省高速公路管理局提出一套高速公路隧道监控数据上传的级联协议。根据该协议,隧道监控数据通过隧道管理站、路段中心、片区中心、省中心逐级上报,在任意一处综合监控平台,均能看到隧道监控设备的工作状态,有效地保障了隧道内环境的安全和路况的稳定。
1监控数据入库
高速公路隧道监控系统包含多种机电设备,如情报板CMS、车检器VD、车道指示器LS、交通信号灯TS等,每类设备在保障道路安全或顺畅中发挥其自身的作用。情报板通过文字显示,直观地为出行者说明前方路况或提供高速公路基本服务和应急救援信息。车检器利用线圈或微波原理测量道路车流量、车速等数据,为高速公路管理部门进行路况预测或今后的规划提供基础数据。车道指示器引导司机快速进行车道选择,判断隧道内前方车道通行情况,减少甚至避免拥堵和事故的发生。各类监控设备在正常工作期间,存在其唯一的状态参数。隧道管理站的隧道监控软件时时刻刻更新当前所有设备的工作运行状态,对设备是否正常运行、当前运行参数、操作指令下发等均有记录。隧道监控软件会根据每一个设备的状态对设备当前工况进行数据库存储。对于可控设备,保存设备当前的状态数据,如果有操作员干预,在数据库中记录操作日志,并将新的设备状态记录入库。对于不可控设备,如环境监测设备,将定时或按照数据实时变化,将实时新数据入库记录。所有监控数据按照特定格式记录保存在高速公路数据存储服务器中,以备后续数据级联或查询使用。
2监控数据级联
山西省高速公路监控系统数据级联总共分为四级,由高到低分别为省中心、片区中心、路段中心和隧道管理站。级与级之间确保网络通畅后,通过数据传输中间件进行数据交互,传输xml格式文本信息,实现监控数据级联的目的。数据交互只在上下级之间进行,不存在直接的跨级传输,跨级发送信息均需逐级上报或逐级下发转送。机电设备数据级联系统传输的数据包括高速公路基础信息及附属机构,如桥梁、隧道等信息、机电设备基础信息及实时的状态和采集到的数据信息、上下级发送指令和回复响应信息等。其中,基础信息及附属机构等数据通过中间件配置文件进行同步传送;机电设备的基础数据等通过上级发送请求,下级进行响应回复的方式获取。机电设备的实时状态数据由下级主机主动上报,上级接收处理信息即可。隧道机电设备监控数据级联协议使用xml格式文本进行通信,每条信息存放在一条xml字符串中,通过中间件一次性发送完成。该字符串使用GBK编码,根节点为MsgPackage。内容中包含4个子节点,分别为identity,head,subPackage和returnState。其中identity存放上下级双方的标识符,如上级目标地址代码和下级源地址代码,用来识别发送对象和接收对象的基本属性;head中存放本次数据的基本类型信息,如业务编码、创建时间、消息类型等;subPackage中存放具体传输数据;returnState中存放目标主机的响应反馈,如接收成功、消息解析失败、未知错误等,若不存在反馈,即为空。在进行设备列表请求时,数据subPackage包中的信息包含识别该信息属于REQUEST的类型字段,请求发生的时间以及对应请求设备列表的名称。在进行设备列表响应时,数据subPackage包中的信息包含识别该信息属于RESPONSE的类型字段以及具体设备ID、类型和创建时间。在进行设备属性请求时,数据包中包含希望得到回复属性的设备ID,根据该设备ID,下级主机回复对应的设备属性。隧道机电设备的属性包括设备通用属性和特有属性两部分。设备通用属性包括设备编号ID、设备描述description、设备类型type、设备状态status、设备状态描述statusMessage、设备的生产厂家mfrs、设备型号model、设备的经度位置longitude、设备的纬度位置latitude、设备的桩号位置position、设备的方向direction、车道号channel、设备所属路段编号road、设备所属的隧道编号tunnel。设备的特有属性针对不同的设备具有各自的属性。例如情报板的特有属性包括情报板的宽度width、高度height、正在显示的内容content以及正在显示的内容的base64编码格式内容playlist。车检器的特有属性包括数据的采集时间time、上行车流量upFlux、上行平均车速upSpeed、上行占有率upOcc、下行车流量downFlux、下行平均车速downSpeed、下行占有率downOcc。针对不同的设备,特有属性表征其关键状态参数或测量参数,利用数字、代码或英文单词说明其参数的含义。机电设备监控数据级联系统通过提取保存在监控数据库中的设备状态参数,结合级联协议,将设备状态字段及相关信息整理为标准格式,发送上报,完成监控数据的上传。
3结语
高速公路隧道机电设备监控数据级联系统能够充分保障监控信息的实时级联,各类设备所监测到的状态参数能够快速准确地传递至相关监控或管理部门,是高速公路安全运营重要的一环。
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隧道工程是一种特殊的工程结构体系。在隧道工程施工中对围岩实行监控量测,其目的在于掌握围岩动态,对围岩稳定性作出评价;为确定支护结构形式、支护参数和支护时间提供依据;了解支护结构的受力大小和应力分布;评价支护结构的合理性及其安全性,为施工提供指导,以确保施工和运营的安全并防止地表下沉。
2 公路隧道监测任务
2.1 通过对围岩变化情况及支护结构的观察和动态量测,对监测数据进行归纳整理,综合评价隧道在施工过程中的安全性,并提出注意事项和建议,以达到合理安排施工工序、进行日常施工管理、确保施工安全、修改设计参数和积累资料的目的。
2.2 通过对围岩和支护的变位、应力量测,对测量数据进行分析处理与必要的计算和判断后,及时进行预测和反馈,掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈给监理单位、承包人、设计单位、建设单位,以便指导施工作业和业主、设计作出决策等。
2.3 经监测数据的分析处理与必要的计算和判断后,进行预测和反馈,以保证施工安全和隧道围岩及支护衬砌结构的稳定。
3 公路隧道监测项目
3.1 隧道净空变化量测可采用收敛仪或全站仪进行。采用收敛仪量测时,测点采用焊接或钻孔预埋。采用全站仪量测时,测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标,靶标黏附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。
3.2 拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时,测点及量测方法同上。
3.3 地表沉降监控量测采用精密水准仪、铟钢尺进行。当用常规水准量测出现困难时,采用全站仪量测。
3.4 围岩内变形量测采用多点位移计。多点位移计钻孔埋设,通过专用设备读数。
3.5 钢架应力量测可采用振炫式传感器、光纤光栅传感器。振炫式传感器通过频率接收仪获得频率读数,依据频率一量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。传感器应成对埋设在钢架内、外侧。
采用振炫式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时,应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。
采用振炫式钢筋计进行格栅钢架应力量测时,应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。
采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时,应把光纤光栅传感器焊接或黏贴在相应测点位置。
3.6 混凝土、喷射混凝土应变量测可采用振炫式传感器、光纤光栅传感器,传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。
3.7 接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。接触压力量测可采用振炫式传感器。传感器与接触面要求紧密接触,传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。
3.8 爆破振动速度和加速度可采用振动速度和加速度传感器,以及相应的数据采集设备。
传感器应固定在预埋件上,通过爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度,分析振动波形和振动衰减规律。
3.9 空隙水压监控量测可采用空隙水压进行。
水压计监控量测刻槽的测点位置,采取措施确保水压计直接与其接触。通过数据采集获得各测点读数,并会算出相应空隙水压值。
3.10 水量监控量测可用三角堰、流量计进行。
4 公路隧道监控量测的实施分析
隧道工程监测的实施阶段就是进行仪器安装和测读的阶段,因此需要编制相应的监测工程施工组织设计,需要收集并分析监测工程设计文件、技术规范、仪器布置图等资料,进行现场考察,研究工程特点和施工条件,确定施工方案,编制进度计划。
4.1 围岩周边位移量测。周边位移量测为必测项目,周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映,量测周边位移可以为判断隧道空间的稳定性提供可靠信息,周边位移量测以收敛观测为主要手段,对围岩位移实施相对位移量测。获得隧道净空收敛变形观测数据,得到表面位移随时间的变化规律,分析围岩的应力状态,确定二次衬砌及仰拱施作时间。
收敛断面测点数量及布置形式有几种不同的形式,对于分离式和小净距隧道采取5测点断面,布置图见图1,应根据隧道形式和设计要求确定。
收敛监测断面埋设时尽可能靠近开挖掌子面,按设计要求放出测点位置,清除测点埋设处周围的松动岩石,先在测点处用人工挖孔或凿岩机开挖孔径为40~80mm,孔深约为25cm。在孔中填满水泥砂浆后插入收敛预埋件,尽量使两预埋件轴线在基线方向上,并使预埋件销孔轴线处于铅垂位置,上好保护帽,待砂浆凝固后即可量测。测桩有涨壳式和预埋式两种,涨壳式用搬手拧紧测桩上的螺母,使外壳张开,将测桩固定在钻孔内;预埋式采用水泥砂浆将测桩埋设在钻孔内。测桩埋设稳固后,在其出露端装上挂钩圆环等连接件,并在测点处安装上保护罩保护测点。
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4.2 拱顶下沉量测。拱顶下沉量测也属于位移量测,通过测量观测点与基准点的相对高差变化量得出拱顶下沉量和下沉速度,其量测数据是判断支护效果,指导施工工序,保证施工质量和安全的最基本资料;拱顶下沉值主要用于确认围岩的稳定性,事先预报拱顶崩塌。
拱顶下沉量的大小,可通过净空收敛观测值利用计算的方法而得到,根据测线A,B,C的实测值并利用三角形面积换算求得。
4.3 围岩内部位移量测。围岩内部位移量测的目的是为了了解围岩内部的松动范围和不同深度的变形情况,确定监测断面围岩位移随深度、时间的变化关系,为优化支护参数提供依据。
围岩表面收敛位移,拱顶下沉,多点位移计应布置在同一断面上。量测断面尽可能靠近掌子面,及时安装,测取读数。分离式或小净距隧道围岩内部位移测孔布置见图2。围岩内部位移测孔沿隧道围岩周边分别在拱顶、拱腰和边墙共设5个测孔。常用深度4~12m,最深点作为不动点,必须在松弛区范围之外,本次量测初步将深度定为5m,根据实际围岩松弛区厚度进行调整。多点位移计采用振旋式多点位移计,采用5点多点位移量测,一个断面共25个测点。位移计结构示意图见图3。
5 监测过程的组织管理
5.1 高度重视监测工作,组织有丰富监控量测经验的人员成立专门机构并由专人负责,成立专门监控量测小组,有条不紊地按照要求开展工作。施工人员应全力配合监测人员安设各类监测仪器。
5.2 建立完整的监控量测工作档案,按要求定期通报监理和业主单位。现场监控量测应按量测计划认真组织实施,并与其它施工环节紧密配合,不得中断。
5.3 量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和
仪器保养维修工作,并及时将量测信息反馈于施工和设计。
5.4 各预埋测点应牢固可靠,易于识别并妥善保护。
5.5 所有用于工程监测的仪器、传感器和设备必须符合规范要求,有质量检验和出厂合格证书,并在运抵工地用于工程前进行检定,按要求严格把关,严禁使用不符合要求的产品。
5.6 所有埋设于隧道内的监测仪器均应有严格的统计记录。
6 监控量测管理系统
根据以往的经验,由承包商委托的监测往往存在着不少弊端,主要问题是:被承包商控制的监测单位专业资质不够的情况较多,在监测时实施规范不严格,甚至出现弄虚作假现象,难以真正起到对安全的预警作用和对施工的指导反馈作用。现多采取第三方监测管理系统进行监测管理与控制。公路隧道第三方监测是业主根据《中华人民共和国安全生产法》委托独立与隧道设计、施工和监理方,具有相应资质的第三方监测单位,对隧道施工进行监控量测,预防和避免不良地质条件下隧道施工危险发生,保证施工交全和顺利进行的一项监测工作。
参考文献:
[1]穆清海,徐文凯.公路隧道监测数据异常的思考[J].北京测绘.2007(04).
关键词:市政;道路 沥青 路面 建设 质量 控制
近年来,我国市政路面的建设量逐渐增大,相应的在建设中出现了由于技术、管理及材料选择等原因导致的问题,这严重影响了市政道路沥青路面的使用年限。为了有效的对沥青路面进行质量控制,就要做好前期的准备工作,例如:路面的设计工作、材料的选择、施工人员的分配等等,前期工作准备就绪,后期工作进行的就会很顺利,这样才能有效的提高沥青路面建设质量水平。
1、在市政道路沥青路面建设中发现的问题
1道路基础设计不够规范
在市政道路沥青路面建设中,路面设计的工作人员没有按照道路设计的标准进行设计,出现设计不规范的现象,在路面结构的连接设计上没有明确的针对性,随意的连接,导致连接的孔隙过大,严重影响了路面的强度。如果路面的强度受到影响,再出现车辆超载或车流量过大的情况,很容易导致路面因承载力不够而出现开裂和下陷的现象,这严重影响了路面的整体性[1]。在对道路路面设计时,要注意数据的完整与准确,如果缺乏数据的收集,会造成路面施工时没有明确的技术指导。
2忽视道路施工过程
在数据不完整和不准确的情况下,就会严重影响路面施工的质量。在施工过程中,经常会出现施工采用的材料不达标,施工技术不符合规范,施工人员的专业素质不高等现象,总体来说,施工的整体性不强,各方面的协调能力不够,这一类现象的发生,导致沥青路面表层的施工工艺比较粗糙,造成沥青路面不平整,断裂等问题。
2、沥青路面质量控制的有效措施
1强化路面的设计工作
在沥青路面旧的建设中,要注重路面设计的标准化与规范化,收集相关的资料,科学合理的确定道路设计参数,根据每个城市的交通车流量大小和实际道路情况,来设计道路的承载力和强度,以此来保证路面的质量和使用年限。在我国市政道路大多都是以轻型车辆为主,因此在路面设计中要充分的考虑这一点因素,要设计以轴重为荷载标准的沥青路面。在市政道路沥青路面的设计中,是根据各个阶段的交通车流量与通过路面的车辆型号决定的,城市的工业区和建筑施工区经常会有大型车辆进出,这对这一现象,路面施工管理部门要考虑超载情况的发生,同时还要强化有重型车辆经过的路面。
2充分考虑路面防水与排水的设施建设在市政道路的建设中,除了要保证建设的质量,还要做好后期的养护与维护工作。由于受自然条件的影响,下雨天城市路面会积留很多水,下雪天城市路面会结冰。如果不做好养护工作,就会影响路面的使用年限,为了更好的协助道路管理部门的工作,在道路路面建设时,就要充分考虑路面防水和排水的设施建设,做好路面防水与排水工作。城市中路面较宽的十字路口和人行横道,很容易出现路面积水停留时间较长的现象,这会造成路面的渗透更为严重,所以在修建道路时要考虑扩大路面的排水沟,增大路面积水的排水量,同时路面要做好防水工作,建设的沥青结构层要达到规定的标准,还可以在沥青层表面喷洒一些粘油来增强路面结构的稳定性,进一步有效的防止水渗入道路中。
3加强路面建设的监管力度
市政道路建设作为城市的基础设施建设,应该受到国家、政府的高度重视,同时也属于所有公民的共同福利,所以市政道路的管理部门要加强管理工作,对其进行严格的监管,国家赋予公民的权力就要充分发挥,要求人民群众也要做好监督的工作。对于在道路建设中出现,施工人员施工技术不规范、施工过程投机取巧、采用劣质材料的情况,道路管理部门要及时的对施工单位进行检查,防止不良的现象发生。
4增强保养措施的意识
在路面建设施工后,道路管理部门要对路面施工质量进行检测,保证路面建设质量达到标准,对于检测不合格的施工路面,应及时进行返修。道路管理部门应当定期派技术人员到路面现场对道路进行检查,发现破坏的路面要紧急修复,不要等到破坏非常严重的时候,在进行修复,这样既费时、费力,还会浪费大量的资金,造成没有必要的经济损失。在车流量过往较大的路面,会出现路面下沉的现象,这时需要把细度更高的冷补料铺到下沉的路面,并且要规范的压平、压实。
3、沥青路面施工常见问题的改进措施
1沥青路面施工过程中离析现象的处理措施
在一些大型的公路建设过程中也常常出现在摊铺时沥青混合料离析,这种现象时有发生,给施工带来了一定影响。沥青混合料在摊铺时离析主要是因为混合料中各种材料与沥青的使用比例不对。如果各种材料过多,而沥青使用得较少,那么材料之间的缝隙就没有足够的沥青去填充,这样的混合料铺出来的路面就会出现进水、坑坑洼洼、路面疏松的情况;如果材料过少,沥青过多,那么路面的缝隙就会过小,铺出来的路面则会出现局部隆起、易留下车辙的情况。(1)对搅拌机进行定期的检查维修,因为搅拌机中的筛选零件出现问题时,就无法将一些超过规定大小的材料筛选出来,混进混合料中后会导致离析现象的发生。(2)选择拌和混合料地点时,最好是选择离施工现场近的地方,且尽量选择路途平坦的公路进行混合料运输,在驾驶运料车时也要注意车速,不要过快,以减少途中对混合料的影响。
2沥青路面施工中平整度的处理措施
摊铺的沥青混合料一定要是符合标准的,混合料中的材料的粒径以及各种材料之间的比例都要正确合理。
(1)在铺筑边线外20cm左右打入稳固的支撑杆,支撑杆间距为10m,根据桩位处中、下面层顶设计高程加上一个常数为钢丝标高。(2)基准钢丝敷设的长度每段为300m左右,一般钢丝长度为200~250m时其张紧力应为100-130KN;钢丝长度在250~300m时其张紧力应为150~200KN;使“基准钢丝”在10m内产生的挠度最大不超过2mm,必要时应加密支撑杆。(3)在弯道半径较小段及边坡点附近或加宽段前后应加密支撑杆。(4)支撑杆和基准钢丝架设标高经核对无误后,才能开始摊铺,在铺筑过程中现场应设专人来回检查,防止车辆、施工人员及机械碰撞支撑杆或钢丝。
3沥青路面施工中接缝的处理措施
沥青路面的接缝有纵向接缝和横向接缝两种,接缝处必须处理得紧密平顺以保证路面的平整度。纵向接缝摊铺时,应采用热接缝。最后通过跨缝碾压进行消除。半幅施工不能采用热接缝时,可在边上加设挡板,也可以采用切刀切齐的冷接槎方式。先压实新铺层,再搭接已压路面,将接缝充分压实至紧密。
结束语
总而言之,城市化进程脚步的逐渐加快,并且得以快速发展,与市政道路沥青路面的建设有直接的关系。城市道路建设的不断发展,一定程度上缓解了城市交通问题,但是其中还存在着诸多原因,面对这些问题,相关的管理部门要加强监管的力度,寻求有效办法,加以解决。
参考文献
关键词:国省道公路;施工质量控制;管理
中图分类号:X734文献标识码: A
引言
在现代公路网络建设中,国省道公路的建设担负着周边市县交通运输的重要任务,是我国公路建设的重要组成部分。针对我国公路建设施工中粗放型管理带来的质量管理难题及对施工企业发展的影响,公路建设施工企业必须加强质量控制与管理的研究与应用。利用现代施工质量管理理论及方法提高施工质量控制效率,保障国省道公路建设施工质量。
一、国省道干线公路养护管理中针对标准化的应对措施
1、统一养护管理的系统综合标准
标准化的养护管理,指的就是全体人员参与、覆盖整个流程、系统综合、合理科学的养护管理。在新时期背景下,我国的国省道干线公路要开展标准化养护管理体系的建设,就应当重视日常的公路养护管理组织以及养护管理的体系建设。而所谓标准化的国省道干线公路养护管理,就应当从养护管理人员的上路养护着装、养护管理规范、养护管理内容、养护工作时间、养护巡查内容、养护机具要求以及公路的养护质量控制、养护操作标准、养护工艺流程、养护管理材料要求等来展开系统综合的标准统一。
2、对于保养小修等工作予以重视
对于国省道干线公路养护管理标准化的开展,尤其要对公路的保养小修予以重点关注。而实现国省道干线公路标准化养护管理的目标,对于工作在一线的养护管理人员具有非常重要的指导意义,不仅可以有效地避免养护管理人员因为没有细致的工艺指导并且养护技能又不熟练而造成工作失误,以按标准操作的要求来督促养护管理人员,而且也对养护管理人员的平时检查和审核工作提供了参考依据,从而可以避免过去由于主观的人为因素而造成管理混乱的现象发生。
二、国省道公路建设质量控制与管理
1、建立预防性质量预控体系
在现代工程建设施工质量管理中,预防性质量预控理论是提高质量管理效率、减少质量通病发生的重要方式。预控理论通过对影响公路工程施工质量各因素的控制避免质量问题的发生。这一理论在我国公路工程建设施工中的应用起步较晚,但是通过国内外经验的总结,这一理论的应用正在奋起直追。随着近年来国家公路工程建设施工监管力度的加强,质量管理工作收到了施工企业越来越多的重视。利用质量预控理论能够有效减少质量问题的发生,减少质量问题治理造成的成本增加。现代国省道公路工程施工企业应针对质量预控理论应用的重要意义,加快预防性质量预控体系的建立。根据企业项目部机构设置以及工程的实际情况确定基础质量预控管理体系。在此基础上,针对工程特殊要求、工程所在地气候条件、工程设计技术文件需求等对质量预控体系进行完善。将影响国省道公路施工质量的各项因素纳入到质量预控体系当中,以影响国省道公路施工质量的各因素为中心开展质量控制工作,预防国省道公路建设施工质量问题的发生。
2、强化质量岗位职责
在国省道公路施工质量预控理论应用中,施工企业还应针对质量预控目标进行质量职责管理方式的应用。根据影响国省道公路施工质量的各因素,将质量预控目标、内容等分解落实到施工过程中的各部门及各环节。在此基础上落实到施工过程中的各个岗位,并以此为基础对岗位工作内容、职责进行完善。以这样的方式指导各岗位人员的实际工作,确保质量预控理论的有效执行。为了其实保障岗位工作人员能够切实执行预控内容,施工企业还应在预控理论应用的同时建立绩效考核机制。根据质量预控岗位内容对各岗位工作进行绩效考核,确保预控内容及重点得到有效的执行。
3、强化材料控制
现代公路施工质量控制理论及实践明确指出,施工用材料是保障国省道公路施工质量的基础。使用符合设计要求的材料才能够有效保障国省道公路建设施工质量。根据这一理论及经验,现代公路工程建设施工企业应在工程中标后加强材料投标采购的控制与管理。从材料质量审核入手,以供应商资质审核为重点确保工程使用材料满足设计要求,为保障国省道公路建设施工质量奠定基础。在材料进场时应采用双人复核管理方式保障进场材料及数量,同时针对不同材料的存放要求加强存放过程及环境的管理。在材料使用前还应进行再次符合,以此确保工程施工用材料满足设计要求,预防材料因素引发的质量问题。
4、注重国省道公路施工工艺控制
在公路工程建设施工中,除施工管理体系及材料控制外施工工艺管理也是影响施工质量的重要因素。根据工程设计标准及实际情况确定施工工艺后,施工企业应将工艺参数控制要求、工艺控制要求落实到实际岗位。通过施工现场工艺控制、参数控制以及记录控制等确保工艺控制要求得以实现。在工艺控制与管理过程中还应加强工序审核及检查,不符合要求的应及时进行治理。避免上一工序施工质量不符合要求对下一工序的影响。通过严格工序控制、工艺控制保障国省道公路工程施工质量,减少后期治理对施工工期及成本的影响。
5、强化设备养护及操作管理
在现代机械化施工中,设备管理是影响工程施工质量重要因素。设备状态完好性、设备调试及操作等都对公路工程施工质量有着重要的影响。因此,在国省道公路建设施工中施工企业必须严格设备操作及养护管理。根据工程施工进度规划制定设备的养护计划,在设备使用闲置期进行设备的养护管理,避免设备故障对工程施工质量影响。在此基础上,施工企业还应强化设备的操作控制与监督。有现场技术员、质量检验员为中心保障设备操作过程中的工艺参数符合设计要求,避免非设备操作人员替岗影响施工质量。针对施工设备对施工质量的影响开展设备管理与控制,保障国省道公路施工质量。
6、重视养护管理安全文明培训
在国省道干线公路养护管理中,也应当开展对养护管理人员的安全文明培训和教育工作,以提高养护管理人员的安全文明技术素质和安全文明意识。其一便是要提高养护管理主要负责人员对于安全文明化的认识和意识,其二是要提高养护管理专职安全文明工作人员对于安全文明化的认识和意识,而其三则是提高全体养护管理人员对于安全文明化的认识和意识。
7、养护管理作业控制区域的设置
在国省道干线公路养护管理作业的过程中,对于在同一地点进行而且当日就可以完工的,以及对于白天作业而晚上撤出的养护管理作业工作,比如交通标志的更替或修理、护栏板的更替、边沟的修理、绿化的维护等等,要按照临时定点的养护管理作业要求来进行养护管理作业区域的布置;而对于养护管理作业过程中,其作业地点会发生改变的养护管理作业工作,则要按照移动的养护管理作业要求来进行养护管理作业区域的布置。而且在交通警示的摆放过程中,要顺着交通流量的方向来进行设置,而在交通警示的拆除过程中,则要逆着交通流量的方向来进行撤除。
结束语
综上所述,现代公路工程建设施工中,国省道公路施工关系到我国农业机械化的开展与推进、关系到旅游经济及县市经济的发展。针对现代国省道建设需求,国省道公路建设施工企业应加强施工过程中的质量控制及管理。运用质量预控理论及强化施工质量关键点的管理方式,保障国省道公路施工质量,促进我国国省道交通运输事业的发展。
参考文献
关键词:公路隧道;施工;监控;测量
1 公路隧道施工监控量测的必要性
隧道工程是一种特殊的工程结构体系。从岩体力学的角度看,它是处于与围岩相互作用的体系之中的结构物;从地质力学的角度看,它是处于千变万化的地质体之中的工程单元体。在这样的岩体或地质体中,隧道必将受到周围地质环境的强烈影响;从结构角度看,这种工程单元体是由周围地质休和各种支护结构构成,即:
隧道结构体系=周围地质体+支护结构
其形成过可作如下图1表述:
从隧道的这种复杂的力学发展过程,可以认识到以下两点:
第一,隧道工程如果作为一种工程结构物看待,它的受力特点与地面工程有很大的差别。由于隧道工程是处于千变万化的岩体之中,其所受外力是不明确的;
第二,隧道工程的成形过程,自始至终都存在着受力状态变化这一特性。即隧道从开挖起,一直到受力平衡和体系稳定,或者到结构受损,围岩内部结构一直是在变动,支护和衬砌的内力和外形也在变动之中。
2 公路隧道监测项目及量测要求
2.1公路隧道监测项目
施工监控量测的项目应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、开挖方法、支护类型等因素确定。
2.2公路隧道监控量测要求
(1)能快速埋设测点,隧道在开挖过程中,开挖土作面四周两倍洞径范围内受开挖影响最大。测点一般是开挖后埋设的,为尽早获得围岩开挖初始阶段的变形动态,测点应紧靠工作面快速埋设,尽早量测。
(2)每一次量测数据所需时间应尽可能短。
(3)测试元件应具有良好的防震、防冲击波能力。
(4)测试数据应准确可靠、直观,不必复杂计算即可直接应用。
(5)测试元件在埋设后能长期有效工作,应有足够的精度。
3 公路隧道监控量测的实施分析
隧道工程监测的实施阶段就是进行仪器安装和测读的阶段,因此需要编制相应的监测工程施工组织设计,需要收集并分析监测工程设计文件、技术规范、仪器布置图等资料,进行现场考察,研究工程特点和施工条件,确定施工方案,编制进度计划。
3.1量测基准值的确定
各种观测仪器的计算都是相对计算,所以每个仪器必须有个基准值。基准值就是仪器安装埋设后开始工作的观测值,基准值的确定是观测的主要环节之一。基准值确定的适当与否直接影响以后资料分析的正确性,由于确定不当会引起很大的误断。所以各量测项目应十分重视初读数的准确性,因为量测所得的初读数是判断施工安全的基准点。初读数的取得往往需要经过数次波动之后才能趋于稳定,测读时必须是连续三次测得的数值基本一致后才能将其定为初读数,否则应继续测读,直至满足要求为止。
3.2围岩周边位移量测
围岩周边各点趋向隧道中心的变形称为“收敛”,所谓围岩周边收敛位移量测主要是指对隧道内壁面两点间连线方向的位移的量测,此项量测称为“收敛”量测。收敛值为两次量测的距离之差。收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目,收敛值是最基本的量测数据,是判断围岩动态最主要的量测项目,必须量测准确,计一算无误。隧道工程施工比较强调围岩变形,因为岩体变形是应力性态变化的最直观反映,是隧道开挖时围岩动态、围岩条件、支护效果的综合体现,是在隧道全长进行的重要量测项目。此项目的量测结果可用以判断:周边围岩的稳定性;确定支护时间、推算位移速率、最终位移值、初期支护的妥当与否及衬砌、仰拱的灌注时间等。
初测观测断面应尽可能靠近开挖掌子面,距离不宜大于1.0m。应保证沿隧道轴线每类围岩至少有一个量测断面。一般情况下,洞口段和埋深小于两倍隧道宽度地段,间隔5~10m一个量测断面;其余地段可根据地质条件,按规范要求布设断面。对于地质条件好且收敛值稳定的隧道,可加大量测断面的间距;对于围岩较差,收敛值长期不稳定,开挖进度快或采用分部开挖法施工的隧道,可缩小量测断面的间距。
测点的布置要优先考虑拱顶、拱座和边墙,若围岩局部有稳定性差的岩体,也应该设置测点,遇软弱夹层时,应在其上下盘设测点。
围岩位移有绝对位移和相对位移之分。绝对位移是指隧道围岩或顶底板及侧端某一部位的实际移动值,其量测方法是在距测点较远的地方设置一基点(该基点坐标已知,且不再产生移动),然后定期用经纬仪自基点向实测点进行量测,根据前后两次观测所得的标高及方位变化,即可确定围岩的绝对位移量。
应当根据洞室跨度的不同和所要求的精度的不同来选择不同种类的收敛计。量测到的收敛值是指已知两测点间在某一时间段内距离的改变量,按下式计算:
u=R1-R2v=u/tt=t1-t2
式中:u,v,t--分别为收敛值、收敛速度、观测时间间隔;
R1,R2,t1,t2--时刻观测值。
须指出,按上式计算的数值,前后两次观测时的量测方法应相同,必要时还需进行钢带尺刻度和温度的修正。
3.3拱顶下沉量测
隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值,单位时间内拱顶下沉值称为拱顶下沉速度。拱顶下沉量测也属位移量测,对于埋深较浅、固结程度低的地层,水平成层的场合,这项量测比收敛值量测更为重要,其量测数据是判断支护效果,指导施工工序,保证施工质量和安全的最基本的资料。
拱顶下沉量的大小,可通过净空收敛观测值利用计算的方法而得到,根据测线A, B, C的实测值并利用三角形面积换算求得。
3.4 围岩内部位移量测
隧道围岩内部位移量测是通过钻孔位移计量测孔壁岩体不同深度的轴向位移。它不同于隧道围岩收敛观测,后者仅能测到洞室净空收敛变形,前者则能测到洞室围岩内不同深度上轴向变形。因此根据这些观测资料,可分析判断洞室围岩位移的变化范围和松弛范围,预测预报围岩稳定性,为修改锚杆支护参数提供重要依据。因此,隧道围岩内部位移量测的主要口的是为了解隧道围岩的径向位移分布和松弛范围,优化锚杆参数,指导施工。
实践证明,当隧道开挖后,岩体固有结构被破坏,块体间阻力削弱而变形松弛,坑道围岩应力重分布,坑道周边径向应力被释放,围岩内通常形成塑性区,一方面使应力不断地向围岩深部转移,另一方面又不断地向隧道方向变形并逐渐解除塑性区的应力。这种向隧道方向的变形,一般在开挖后24h内发展较快,而围岩开挖初始阶段的变形动态数据又在全部变形过程中占十分重要的地位,因此要求测点应尽快安装,并在下一循环开挖前获得初读数。
围岩内部变形量测的设备,主要是使用位移计。
当在钻孔内布置多个测点时,就能分别测出沿钻孔不同深度岩层的位移值。测点1的深度愈大,本身受开挖的影响愈小,所测出的位移值愈接近绝对值。
围岩内位移的量测多在软弱、破碎或具有较大地质结构面的围岩内进行。这类围岩本身力学性质复杂,受力变形规律不易预测,支护比较困难。进行围岩内位移量测,可以比周边位移量测获取更多的地层信息,特别是有关围岩内的信息,对分析围岩的位移规律,并据此调整支护参数,或设计新的支护结构大有助益。
实用中,一般根据量测结果,先绘出位移-深度关系曲线(如图2)和位移-时间关系曲线(如图3)。
如果在两相邻测点间位移突然变化,则表明在此两点间很可能有不连续位移发生,即松弛围岩的界面在此两点之间,调整支参数时,如有可能则应使锚杆长度超出此两点。如果相邻测点间位移变化比较均匀,且最深测点仍有较大变形,则表明围岩受到扰动范围较大,仅靠调整锚杆长度一般难以解决支护问题;这时应采取综合治理措施,采用特殊的钢支撑加锚喷(挂网)等方案进行初期支护,并在必要时加大二次衬砌的强度与刚度。通过位移一时间曲线,如果掌握了围岩内部随时间变形的规律,则可更好地用于指导施工,如确定复喷的时间和二次衬砌的施工时间。
其他实施项目,如地表下沉及边坡滑移量测、锚杆力、接触应力、衬砌力量测等笔者在此不再冗述。
参考文献