1、EXCEL在隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用（一）郭 軍 起 （中鐵十六局五公司 河北唐山）【摘要】 本文通過(guò)例題講述了利用電子表格（Excel）處理隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的詳細(xì)步驟，以及回歸成果在圍巖收斂基本穩(wěn)定判定中的應(yīng)用，不需第三方軟件的情況下，在Excel內(nèi)完成所有數(shù)據(jù)的回歸分析工作，可使監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析更準(zhǔn)確、更快捷、更及時(shí)、更方便觀測(cè)數(shù)據(jù)的管理，為隧道施工及時(shí)提供反饋及預(yù)測(cè)信息，使施工更科學(xué)、更安全。【關(guān)鍵詞】 隧道 圍巖變形 監(jiān)控量測(cè) 回歸分析 回歸函數(shù) Excel我國(guó)公路隧道的設(shè)計(jì)越來(lái)越多地采用了復(fù)合式襯砌形式，復(fù)合式襯砌一般由錨噴支護(hù)和模筑混凝土襯砌兩部分組成，為了掌握施工中圍巖穩(wěn)定程

2、度與支護(hù)受力、變形的力學(xué)動(dòng)態(tài)或信息，以判斷設(shè)計(jì)、施工的安全與經(jīng)濟(jì)，必須將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目列入施工組織設(shè)計(jì)，并在施工中認(rèn)真實(shí)施。公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004第10.1.2條規(guī)定：采用鉆爆法施工、設(shè)計(jì)為復(fù)合式襯砌的隧道，承包商必須按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求的頻率和量測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，用量測(cè)信息指導(dǎo)施工并提交系統(tǒng)、完整、真實(shí)的量測(cè)數(shù)據(jù)和圖表。由此可見(jiàn)，監(jiān)控量測(cè)工作是復(fù)合式襯砌隧道施工中的一項(xiàng)非常重要的工序。本文主要介紹利用Excel對(duì)收斂量測(cè)數(shù)據(jù)的分析整理及應(yīng)用。收斂量測(cè)數(shù)據(jù)的分析整理主要包括：繪制收斂時(shí)間曲線、回歸分析、量測(cè)成果的分析應(yīng)用，而以上部分的數(shù)據(jù)分析整理均可通過(guò)Ex

3、cel來(lái)實(shí)現(xiàn)，可避免繁瑣的手工計(jì)算。一、 利用Excel繪制收斂時(shí)間曲線例1： （某隧道一個(gè)斷面）收斂觀測(cè)數(shù)據(jù)表 表1時(shí)間（d）1234567891011水平收斂L（）1.893.424.555.305.826.126.306.426.51拱頂下沉h（）1.472.533.143.403.533.723.783.813.821、將表1中的數(shù)據(jù)輸入Excel工作表中：如圖1所示圖1： 表1的Excel工作表2、選擇區(qū)域A1：C12，如圖1所示，在工具欄中點(diǎn)擊Excel圖表向?qū)В凇皥D表類型”中選擇“折線圖”：如圖2所示，在“子圖表類型”中選擇第4種折線圖，并點(diǎn)擊“下一步”，即可得到圖3和圖4。

4、圖2：折線圖的繪制 圖3：折線圖的繪制 圖4：折線圖的繪制3、點(diǎn)擊“完成”，并對(duì)圖形進(jìn)行修飾編輯，得到如圖5所示的收斂時(shí)間曲線圖圖5： 收斂時(shí)間曲線二、 利用Excel對(duì)收斂觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析1、公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ04294中要求采用回歸分析時(shí)，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)散點(diǎn)分布規(guī)律，可選用下列之一的函數(shù)式關(guān)系：ü 對(duì)數(shù)函數(shù)：ü 指數(shù)函數(shù)：ü 雙曲函數(shù)：式中：a、b回歸常數(shù)； t初讀數(shù)后的時(shí)間（d）； u位移值（）。2、非線性回歸方程的線性化仍以例1為例：根據(jù)例1的收斂-時(shí)間曲線走向（圖5）選用指數(shù)函數(shù)公式作為回歸函數(shù)可能合理些（如果不能做出較明確的判斷，可以分別按以

5、上幾種函數(shù)進(jìn)行回歸，取擬合的最優(yōu)者），由于指數(shù)函數(shù)為非線性函數(shù)，但可將其線性化，方法如下：.式（1）對(duì)其兩邊取自然對(duì)數(shù)，得：令則式（2）式（2）則是式（1）線性化的直線方程，其參數(shù)的確定可按線性回歸的方法確定。3、Excel的數(shù)據(jù)分析工具利用Excel對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，要使用Excel的數(shù)據(jù)分析工具，使用數(shù)據(jù)分析工具之前，要確認(rèn)“分析工具庫(kù)”處于加載狀態(tài)：圖6：加載分析工具庫(kù)如果在“工具”“加載宏”中找不到“分析工具庫(kù)”，則必須通過(guò)添加Office附件的方法來(lái)添加“分析工具庫(kù)”。4、利用Excel分析例1的觀測(cè)數(shù)據(jù)以例1中的水平收斂觀測(cè)數(shù)據(jù)為例：首先在圖1所示的Excel工作表中計(jì)算出線

6、性化方程式（2）中的和，點(diǎn)擊Excel菜單中的“工具”“數(shù)據(jù)分析”，出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析窗口：圖7，選擇“回歸”，確定后出現(xiàn)回歸分析窗口：圖8，在Y值輸入?yún)^(qū)域選擇：$E$2:$E$10；在X值輸入?yún)^(qū)域選擇：$D$2:$D$10；選擇“確定”，得到回歸分析結(jié)果：圖9。圖7：數(shù)據(jù)分析窗口圖8：回歸分析窗口圖9：回歸分析結(jié)果從圖9的回歸分結(jié)果可得：截距，則；，代入式（1）則得到水平收斂觀測(cè)數(shù)據(jù)的回歸方程：.式（3）；判定系數(shù)：；由回歸方程式（3），取，可得到水平收斂位移值的終值；按照以上相同的步驟，可得到拱頂下沉觀測(cè)數(shù)據(jù)的回歸方程：. 式（4）； 判定系數(shù)：；由回歸方程式（4），取，可得到拱頂下沉位移值的終

7、值；三、 量測(cè)成果的分析和應(yīng)用1、 周邊位移相對(duì)值分析周邊位移相對(duì)值是指兩測(cè)點(diǎn)間實(shí)測(cè)位移累計(jì)值（或用回歸分析推算的最終位移值）與兩測(cè)點(diǎn)間距離之比，或拱頂實(shí)測(cè)位移值與隧道寬度之比。如例1中水平收斂?jī)蓽y(cè)點(diǎn)間間距L=6637.74，水平收斂位移終值u=7.592，則周邊位移相對(duì)值為：u/L=7.592/6637.74=0.11%，此值應(yīng)小于隧道周邊允許位移相對(duì)值，如果測(cè)得的周邊位移相對(duì)值超過(guò)允許位移相對(duì)值，說(shuō)明初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)偏小，應(yīng)增加噴層厚度，或增加錨桿數(shù)量和長(zhǎng)度加強(qiáng)支護(hù)。如果測(cè)得的周邊位移相對(duì)值遠(yuǎn)小于允許位移相對(duì)值時(shí)，可降低其他地段初期支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)。修改設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)注意：（1）、根據(jù)一個(gè)斷面的量

8、測(cè)信息結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)修正，只適用于該斷面前后不大于5m的同類圍巖地段。（2）、隧道較長(zhǎng)地段同類圍巖設(shè)計(jì)參數(shù)的修正，特別是降低設(shè)計(jì)參數(shù)，必須以不少于三個(gè)斷面的量測(cè)信息為依據(jù)。按修正后的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行開(kāi)挖的地段，其設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性和合理性仍應(yīng)根據(jù)量測(cè)信息分析予以驗(yàn)證。2、圍巖收斂基本穩(wěn)定的判斷錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB 500862001規(guī)定，圍巖達(dá)到基本穩(wěn)定的條件是：1、隧洞周邊水平收斂速度小于0.2/d；拱頂或底板垂直位移速度小于0.1/d；2、隧洞周邊水平收斂速度，以及拱頂及底板垂直位移速度明顯下降；3、隧洞位移相對(duì)值以達(dá)到總相對(duì)位移量的90%以上。第一條中位移速度是指至少7天觀測(cè)的平均

9、值，其值可由量測(cè)記錄表中直接得到；第二條位移速度明顯下降，可由時(shí)間位移曲線直觀看出，或由回歸方程的二階導(dǎo)數(shù) 說(shuō)明變形速率不斷下降，位移趨于穩(wěn)定； 說(shuō)明變形速率保持不變，發(fā)出警告，及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)； 說(shuō)明變形速率加快，已進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，需立即停工，采取有效措施進(jìn)行加固。通過(guò)以上步驟地工作，可以完成對(duì)監(jiān)控觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，分析步驟程序化，操作簡(jiǎn)單，不須利用第三方軟件，可較好的完成監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的分析工作，有利于監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的信息化管理，更好的為指導(dǎo)隧道施工發(fā)揮作用。參考文獻(xiàn)：1、公路工程施工監(jiān)理質(zhì)量控制技術(shù)手冊(cè) 文德云 主編 人民交通出版社出版（北京市朝陽(yáng)區(qū)安定門(mén)外外館斜街3號(hào)） 郵編：100011 200

10、6年1月第1版2、錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB 500862001 原國(guó)家冶金工業(yè)局 主編 中國(guó)計(jì)劃出版社（北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號(hào)國(guó)宏大廈C座4層） 郵編：100038 2006年1月第7版3、公路隧道施工技術(shù)規(guī)范JTJ04294 交通部重慶公路科學(xué)研究所 主編 人民交通出版社出版（北京市朝陽(yáng)區(qū)安定門(mén)外外館斜街3號(hào)） 郵編：100011 2006年4月第8版作者簡(jiǎn)介：郭軍起，男，1971年10月13日生人，工程師，1992年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院橋梁工程系，學(xué)歷大專，從事鐵路、公路橋梁、隧道施工。聯(lián)系方式：廣東省陽(yáng)江市陽(yáng)東縣東平鎮(zhèn)中鐵隧道集團(tuán)公司轉(zhuǎn)監(jiān)理部，郵編：529941，座機(jī)：06

11、62-6680030，手機(jī)郵箱：gjqgm二六年八月二十二日隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用（二）摘 要：在隧道施工中，監(jiān)控量測(cè)是隧道新奧法施工三大要素之一，通過(guò)量測(cè)及時(shí)掌握施工中圍巖變形與支護(hù)受力數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)整理分析及時(shí)反饋信息指導(dǎo)施工。隧道施工監(jiān)控量測(cè)因用途的不同有各種選項(xiàng)， 拱頂沉降和周邊位移是最常用的二項(xiàng)，本文以某隧道量測(cè)結(jié)果為例，主要講述拱頂沉降和周邊位移量測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)回歸分析建立數(shù)學(xué)模型,從而評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)圍巖的穩(wěn)定情況。關(guān)鍵詞：監(jiān)控量測(cè) 沉降 周邊位移 收斂 回歸分析 函數(shù)1 概述1.1我國(guó)公路隧道設(shè)計(jì)越來(lái)越多的采用了復(fù)合式襯砌形式，即由初期支護(hù)和模筑砼兩部分組成。

12、設(shè)計(jì)的初期支護(hù)形式是否可以滿足圍巖的變形壓力，模筑砼最佳澆注時(shí)間都是要通過(guò)監(jiān)控量測(cè)來(lái)確定。拱頂沉降和周邊位移是最常用的二項(xiàng)量測(cè)方法。1.2 隧道開(kāi)挖后，對(duì)已開(kāi)挖裸露的圍巖及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，對(duì)初期支護(hù)的受力進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。通過(guò)觀測(cè)拱頂沉降與周邊位移變化情況，掌握圍巖和支護(hù)的變化信息并對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算進(jìn)行分析評(píng)估，并預(yù)測(cè)出圍巖以后的發(fā)展趨勢(shì)，以達(dá)到以下目的：1.2.1了解隧道圍巖、支護(hù)變形情況，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式，保證開(kāi)挖坑道的穩(wěn)定。1.2.2依據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析資料采取相應(yīng)的支護(hù)措施和應(yīng)急措施，保證施工安全 。1.2.3為二次襯砌施工提供依據(jù) 。2 監(jiān)控量測(cè)方

13、法2.1 人員及設(shè)備組織2.1.1成立監(jiān)控量測(cè)小組，小組成員為35名，設(shè)一名組長(zhǎng)，編制量測(cè)方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，和施工工序，合理安排，盡量減小現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)與隧道施工的相互干擾。2.1.2周邊位移采用收斂?jī)x，根據(jù)開(kāi)挖斷面合理選擇收斂?jī)x型號(hào)。拱頂沉降多采用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行量測(cè)。一般應(yīng)選用簡(jiǎn)單可靠、耐久、成本低、穩(wěn)定性好，且被測(cè)的物理概念明確，有足夠大的量程，便于攜帶量測(cè)儀器。2.2 監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置圖1監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置拱頂沉降與周邊位移觀測(cè)布點(diǎn)如圖1，拱頂沉降每個(gè)斷面根據(jù)開(kāi)挖跨度布設(shè)13個(gè)測(cè)點(diǎn)，周邊位移觀測(cè)每個(gè)斷面根據(jù)開(kāi)挖方法布設(shè)13條水平測(cè)線。一般全斷面開(kāi)挖布設(shè)1條水平測(cè)線，臺(tái)階法開(kāi)挖時(shí)每臺(tái)階設(shè)

14、1條水平測(cè)線，特殊地段按規(guī)范要求布設(shè)水平測(cè)線。拱頂沉降及周邊位移觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布于同一斷面上，為保證初次讀數(shù)的及時(shí)性，測(cè)點(diǎn)應(yīng)距開(kāi)挖面2m范圍內(nèi)，根據(jù)圍巖情況550米一個(gè)斷面。2.3 數(shù)據(jù)采集2.3.1量測(cè)點(diǎn)的初讀數(shù)最為重要,一般應(yīng)在開(kāi)挖12h內(nèi)或下次爆破前，噴錨支護(hù)施作2h后即埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，并進(jìn)行第一次量測(cè)數(shù)據(jù)采集。每次測(cè)試前檢查儀表設(shè)備是否完好，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)修理或更換；確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)或人為損壞，只有測(cè)點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行量測(cè)工作。按各項(xiàng)量測(cè)操作規(guī)程安裝好儀器儀表，并按相應(yīng)儀器使用方法讀取數(shù)據(jù)。2.3.2嚴(yán)格按照隧道施工規(guī)范，按時(shí)進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，并用專用表格記錄量測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況，115天內(nèi)

15、12次/天，16天1個(gè)月內(nèi)1次/天，13個(gè)月內(nèi)12次/周，大于三個(gè)月13次/月。3 數(shù)據(jù)分析處理3.1 根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制位移與時(shí)間的關(guān)系曲線，可以較直觀的看出圍巖位移變化的情況，并初步判定圍巖是否趨于穩(wěn)定或出現(xiàn)異常情況。建議采用在Excel表格中及時(shí)輸入量測(cè)結(jié)果，并利用其圖表功能自動(dòng)生成曲線圖，能保證量測(cè)數(shù)據(jù)與曲線圖同步，更能及時(shí)、直觀的得到圍巖變化情況。3.2 由于量測(cè)的偶然誤差所造成的離散性，因此對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行分析，并以相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，采用回歸分析對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，得到、兩個(gè)變量之間的函數(shù)關(guān)系，用這個(gè)函數(shù)曲線能代表測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)的散點(diǎn)分布，并能推算出因變量的變化速

16、率和極限值，主要采用以下指數(shù)、對(duì)數(shù)和雙曲三種曲線函數(shù)進(jìn)行線性回歸計(jì)算，三種曲線函數(shù)的原形公式與換算公式如下：3.2.1指數(shù)函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 3.2.2對(duì)數(shù)函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 3.2.3雙曲函數(shù)： 求導(dǎo)：將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)： 極限公式： 其中：A、B 回歸常數(shù) ； 位移值（mm）； 初讀數(shù)后的時(shí)間（天）3.3 線性回歸分析需要分別將三種函數(shù)獨(dú)立進(jìn)行回歸計(jì)算，將其轉(zhuǎn)化為直線函數(shù)的形式求出a、b，并通過(guò)a、b換算出曲線函數(shù)常數(shù)A、B值，以指數(shù)函數(shù)為例，視為Y，為X，按直線方程進(jìn)行回歸計(jì)算，得到直線方程常數(shù)a、b，并計(jì)算其相關(guān)系數(shù)r，指數(shù)函數(shù)常

17、數(shù)、，由此可得到指數(shù)函數(shù)方程。對(duì)三種曲線函數(shù)進(jìn)行回歸分析后，根據(jù)三種曲線方程的相關(guān)系數(shù)r，取r最趨近于1的曲線方程代表所分析測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的變化情況，一般情況下所選擇曲線函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值應(yīng)大于0.9。其a、b、r的計(jì)算公式如下： 3.4 線性回歸分析數(shù)據(jù)處理量大，計(jì)算復(fù)雜，一般采用工程計(jì)算器進(jìn)行回歸計(jì)算，常用的工程計(jì)算器（如：CASIO4500、4800、4850）都具有回歸分析的功能，可在較短時(shí)間能完成量測(cè)數(shù)據(jù)的回歸計(jì)算。3.5 根據(jù)回歸分析結(jié)果選定代表測(cè)點(diǎn)的曲線方程,并可根據(jù)求導(dǎo)公式計(jì)算某一天的位移速率,也可根據(jù)極限公式計(jì)算其總位移量,通過(guò)代表測(cè)點(diǎn)的曲線函數(shù)方程可消除偶然誤差并推斷出圍巖

18、的穩(wěn)定情況，或估計(jì)二次襯砌施作的時(shí)機(jī)。4 數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用實(shí)例4.1 下表為某公路隧道級(jí)圍巖全斷面開(kāi)挖時(shí)一個(gè)斷面拱頂沉降和周邊位移的部分量測(cè)數(shù)據(jù)：時(shí)間t（天）0123456789周邊位移（mm）04.768.5410.8313.0614.5415.4816.4217.2417.83拱頂沉降（mm）07.8414.1318.2321.6323.8925.3326.5627.6128.36時(shí)間t（天）10111213141517192123周邊位移（mm）18.3118.7419.1219.3819.5919.7820.1420.4820.8121.13拱頂沉降（mm）29.0329.5429.96

19、30.3130.5430.6830.8931.0131.0831.14 根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制時(shí)間位移曲線，如圖2：（實(shí)線為周邊位移曲線，虛線為拱頂沉降曲線）圖2 時(shí)間位移曲線4.2 周邊位移回歸計(jì)算將上表周邊位移數(shù)據(jù)分別代如三種曲線函數(shù)方程中,并按的直線方程形式回歸分析,得到a、b、r值，由a、b得到曲線方程中的A、B常數(shù)。經(jīng)回歸計(jì)算得到以下三個(gè)方程：4.2.1指數(shù)函數(shù): 相關(guān)系數(shù)4.2.2對(duì)數(shù)函數(shù): 相關(guān)系數(shù)4.2.3雙曲函數(shù): 相關(guān)系數(shù)結(jié)論: 以上三種回歸方程中雙曲函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值最趨近1，其回歸精度較高，故選用該方程來(lái)代表此水平測(cè)線的收斂情況。4.3 拱頂沉降回歸計(jì)算將上表拱頂沉降數(shù)

20、據(jù)分別代如三種曲線函數(shù)方程中,并按的直線方程形式回歸分析,得到a、b、r值，由a、b得到曲線方程中的A、B常數(shù)。經(jīng)回歸計(jì)算得到以下三個(gè)方程：4.2.1指數(shù)函數(shù): 相關(guān)系數(shù)4.2.2對(duì)數(shù)函數(shù): 相關(guān)系數(shù)4.2.3雙曲函數(shù): 相關(guān)系數(shù)結(jié)論: 以上三種回歸方程中指數(shù)函數(shù)的相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值最趨近1，其回歸精度較高，故選用該方程來(lái)代表此水平測(cè)線的收斂情況。4.4 分析及應(yīng)用4.4.1周邊位移分析：根據(jù)選定的雙曲函數(shù)方程對(duì)此測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析，由極限公式可求得其最終總位移量為1÷B=1÷0.0379=26.39mm，小于JTJ042-04公路隧道施工技術(shù)規(guī)范中9.3.4條所允許的相對(duì)位移量

21、,當(dāng)開(kāi)挖后23天后，其位移量為21.13mm，為總位移量的80.1%，根據(jù)求導(dǎo)公式求得第23天的位移速率為0.16mm/天，由此可判定圍巖及初期支護(hù)周邊位移在開(kāi)挖23天后基本穩(wěn)定，證明支護(hù)參數(shù)合理，能保證施工安全。4.4.2拱頂沉降分析：根據(jù)選定的指數(shù)函數(shù)方程對(duì)此測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析，由極限公式可求得其最終總位移量為33.20mm，小于JTJ042-04公路隧道施工技術(shù)規(guī)范中9.3.4條所允許的相對(duì)位移量,當(dāng)開(kāi)挖后19天后，其位移量為31.01mm，為總位移量的93.4%，根據(jù)求導(dǎo)公式求得第19天的位移速率為0.13mm/天，由此可判定圍巖及初期支護(hù)拱頂沉降在開(kāi)挖19天后基本穩(wěn)定，證明支護(hù)參數(shù)合理，能

22、保證施工安全。4.4.3 由上分析結(jié)果可看出拱頂沉降量約為周邊位移量的1.5倍，拱頂沉降變化速度穩(wěn)定較周邊位移快。根據(jù)有關(guān)資料及實(shí)際量測(cè)結(jié)果顯示，隧道拱頂沉降量一般為周邊位移量的12倍。綜上分析，可得出以下結(jié)論：此段圍巖在開(kāi)挖23天后圍巖周邊位移及拱頂沉降均已穩(wěn)定，可進(jìn)行二次襯砌施工。4.4.4 為保證二次襯砌模板臺(tái)車的安全使用，以及開(kāi)挖、鋪底和防水層作業(yè)等各項(xiàng)工序工作面的要求，綜合考慮開(kāi)挖掌子面距二次襯砌模板臺(tái)車最小距離為120m，此段開(kāi)挖速度為每天3m，需要40天，可根據(jù)回歸曲線方程計(jì)算開(kāi)挖后40天時(shí)周邊位移量為23.75mm，為總位移量的90%，位移速率為0.06mm/天，拱頂沉降量為3

23、1.96mm，為總沉降量的96.3%，沉降速率為0.03mm，可滿足JTJ042-04公路隧道施工技術(shù)規(guī)范中9.3.5條對(duì)二次襯砌施作的要求。4.4.5 根據(jù)以上結(jié)果，可得到圍巖在開(kāi)挖23天后圍巖周邊位移速率小于0.2mm/天，位移量占總位移量的80%，拱頂沉降速率小于0.10mm/天，沉降量占總沉降量的93.8%，滿足二次襯砌施作的要求。二次襯砌采用12m模板臺(tái)車施工，每?jī)商炜赏瓿梢荒＃骄惶焱瓿?米，由上計(jì)算開(kāi)挖允許最快速度為120÷23=5.2m，但實(shí)際每天開(kāi)挖3m，因此開(kāi)挖是控制施工進(jìn)度的主要因素，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提高開(kāi)挖速度，加快工程進(jìn)度。5 綜合應(yīng)用5.1在隧道施工

24、中，不同的圍巖采用不同的施工方法，如采用臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、核心土法等開(kāi)挖，量測(cè)的方法和結(jié)果也也不同，根據(jù)JTJ042-04公路隧道施工技術(shù)規(guī)范中，條文說(shuō)明9.2.4中規(guī)定了不同圍巖及施工方法的量測(cè)要求。因此，可根據(jù)施工的實(shí)際情況采取合理的布點(diǎn)和量測(cè)方法。5.2不同的施工方法及工序可能造成圍巖變形中位移與時(shí)間變化并非一條單一的曲線，如圖3所示，根據(jù)實(shí)際量測(cè)結(jié)果總結(jié)得到，臺(tái)階法開(kāi)挖時(shí)，下斷面開(kāi)挖可能會(huì)使已穩(wěn)定圍巖再次出現(xiàn)變形，如圖3左圖所示，已趨于穩(wěn)定的圍巖再次出現(xiàn)變形速度增大，然后逐漸穩(wěn)定。仰拱開(kāi)挖時(shí)也可能造成圍巖位移發(fā)生突變，但如及時(shí)澆筑仰拱砼和填充可有效控制圍巖變形，砼澆筑達(dá)到一定強(qiáng)度后（

25、一般2至3天），圍巖變形便會(huì)迅速穩(wěn)定，因此位移-時(shí)間曲線中間突變部分接近直線變化（如圖3右側(cè)）。因此僅靠單一的曲線方程對(duì)圍巖位移的描述是不能準(zhǔn)確反映圍巖的動(dòng)態(tài)變化的，因此需要以回歸分析方法為基礎(chǔ)，加強(qiáng)目測(cè)圍巖及初支的穩(wěn)定情況，對(duì)圍巖變形進(jìn)行更全面的分析。可根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的曲線圖將其分段進(jìn)行回歸分析，不同區(qū)間用不同曲線方程描述。當(dāng)突變處呈曲線變化時(shí)（如圖3左側(cè)），可將O-A段曲線作為第一區(qū)間，A-C段作為第二區(qū)間分別進(jìn)行回歸分析，并計(jì)算出兩段曲線回歸方程的極限進(jìn)行比較。當(dāng)突變近似呈直線變化時(shí)（如圖3右側(cè)），可將B-C段移至A點(diǎn)按一條曲線進(jìn)行回歸分析，忽略其直線變化段，回歸計(jì)算等到的曲線方程計(jì)算其極限時(shí)，應(yīng)將極限值加上。圖35.3分析出現(xiàn)每個(gè)區(qū)間變化的影響因素，將影響因素分為可控因素和不可控因素，