[商业计划]郴汝高速隧道监控JY2实施计划书终稿.doc

湖南省汝城（湘赣界）至郴州高速公路隧道施工监控量测及超前地质预报计划书隧道监控量测及超前地质预报实施计划书1 项目概述1.1 概述本合同段5座隧道,其基本情况如下表1：表1 本合同段隧道超前地质预报与监控量测基本情况 土建合同段隧道名称隧道型式隧道长度（m）左线右线第五合同段破石界号隧道分离式25402498第六合同段破石界号隧道小间距505503杨家山隧道分离式605622.5第七合同段盐石沙(过水)隧道单拱隧道185盐石沙隧道分离式21852205破石界号隧道所处地貌属于构造剥蚀作用形成的中低山地貌，隧道沿线地形起伏较大，山高坡陡，沿线植被极发育，斜坡上局部基岩裸露。根据区域地质资料和勘察结果，隧道区位于新华夏系的田庄延寿向构造东翼，因受大的向斜构造应力影响，隧道区内发育次一级的小型向斜一个，背斜一个，断层一条，其存在对隧道围岩的稳定性有一定的影响，导致围岩级别低。围岩主要为震旦系中统弱风化变质砂岩土下带，局部随机夹有弱风化板岩下带，岩质坚硬，岩体较为破碎，呈镶嵌碎裂结构，部分微张，填充物较少，裂隙水较为贫乏，围岩稳定性较差或一般。隧道左洞进口轴线与地形关系属坡面斜交型，存在轻微偏压，其他洞口均无偏压。破石界号隧道所处地貌属于构造剥蚀作用形成的中低山地貌，隧道沿线地形起伏较大，地面高程高差最大达135.0m。山高坡陡，沿线植被极发育，斜坡上局部基岩裸露。根据区域地质资料和勘察结果，隧道区位于新华夏系的田庄延寿向构造，走向北37东，长约60km。隧道区内无大的断层发育，但在隧道进出口外侧各发一条小断层，受其影响，隧道进出口段可见压碎岩，岩芯多呈块状碎石状，岩层产状为30762。洞身围岩主要为震旦系微风化中风化泥质灰岩，节理裂隙较发育，呈块（石）碎（石）镶嵌结构，岩体较完整，裂隙水较少，围岩稳定性一般。杨家山隧道处于构造剥蚀作用形成的低山地貌，隧道沿线起伏较大，山坡较陡，山体覆盖层坡积粉质粘土和碎石土，坡脚部分基岩裸露，沿线植被发育。隧道处于谭家山下祝复式向斜：走向近南北，轴面直立，轴部位于K25920附近，根据区域构造走势推测，隧道内发育SN及EW两组主要节理。围岩以中风化炭质页岩、硅化炭质页岩及泥质砂岩为主，少量为中风化灰岩，岩质软，岩石破碎，岩体呈镶嵌碎裂结构，裂隙水较少，围岩稳定性差，易出现崩塌甚至大面积塌顶。因此，施工时应注意用小爆破开挖，并及时做好初期衬砌。盐石沙隧道所处地貌属于构造剥蚀作用形成的中低山地貌，隧道沿线起伏较大，山高坡陡，山体覆盖层坡积粉质粘土和碎石土，坡脚部分基岩裸露，沿线植被发育。根据工程地质调绘和钻孔揭露，本隧道岩层整体以北东向和北北东向构造形迹为主，其次为北西向构造，隧道内无大的断层通过，岩层产状较为单一，其产状为2253073551。隧道地层岩性单一，基岩以钙泥质粉砂岩为主，中夹硅质页岩、硅质岩和砂岩。岩体节理发育性一般，因此地下水量较为贫乏，多为基岩裂隙水。隧道进口与等高线呈大角度斜交，出口与等高线接近正交，进出口左右洞口均无偏压，且隧道区区域地质稳定性较好。1.2 公路技术标准本工程全线采用交通部颁发的公路工程技术标准规定的双向四车道高速公路标准，隧道设计速度为80km/h。1.3 沿线自然地理条件1.3.1、地形、地貌隧道处于构造剥蚀作用形成的低山地貌，隧道沿线起伏较大，山坡较陡，山体覆盖层披积粉质粘土和碎石土，坡脚部分基岩裸露，沿线植被发育。地面高程最大高差在90461之间。隧道洞口与等高线大部分是大角度相交，部分洞口存在局部偏压。1.3.2、地震及区域稳定性根据收集资料、地质调查、隧道区岩层主要为奥陶系钙泥质粉砂岩为主，岩层出露稳定，场地区内末见新构造活动痕迹，根据区域地质构造资料和湖南省区域地壳稳定性分布图，拟建隧道区区域地质构造稳定。1.3.3、水文地质条件隧道区的地表水不发育，地下水为天然降水补给，受季节影响明显，以大气降水补给为主，向溪沟径流，径流条件好。 其地下水主要赋存于基岩裂隙中，为基岩裂隙水，地下水较少。但局部断层处可能裂隙较大，雨季时水量更大，隧道开挖时易产生透水、涌泥和冒顶现象，因此，施工前必须先对其进行疏、排、防治处理后才能开挖。 1.4 隧道超前预报与施工监控内容根据施工中的隧道岩土工程地质和水文地质条件，通过对典型断面测点埋设、洞内外观察和必要位移、变形、应力量测及监测，结合掘进中地质条件的变化，记录掌子面地质情况，分析隧道工程现场的地质情况和支护结构型式，支护参数和二次衬砌施作时间，及时校核土建工程施工承包人的隧道施工进度并提出地质预报，以便有准备地做好各种预防和施工措施，保证隧道工程的顺利进行。为隧道的安全和优化施工及地下水的自然状态的保护提供技术支撑。1.5 计划工期隧道地质超前预报与施工监控计划的监控工期将与施工工期接近同步，约为24个工作月。2 隧道监控量测与超前地质预报的方法2.1监控量测方法1） 监控量测工作流程 （见流程图）2） 监控量测的内容 根据我国公路隧道施工技术规范、相关行业标准及黄衢南高速公路全线各隧道的特殊要求所拟定，监测的频率、采集的次数等有关规定。本项目监测内容分为必测项目和选测项目两种：（1）必测项目a、洞内外观测；b、周边位移监测；c、拱顶下沉监测；d、锚杆拉拨检测；e、锚杆轴力监测；f、浅埋隧道地表下沉监测。监控量测程序框图报业主、监理、施工单位有 异 常地质超前探测预报无异常安装观测预埋件开挖面岩性的观察初 读 数初期支护状况观察按设计频率量测数据处理围岩变形出现反常变形曲线趋于稳定报送业主、监理，并通知施工单位施作二次衬砌（2） 选测项目：a、钢支撑内力及外力监测；b、二次衬砌内力监测；c、初期支护内力监测；d、围岩压力监测。2.1.1洞内外观察1、洞内外观察观测内容 对开挖后没有支护的围岩a、岩质种类和分布状态，近界面位置的状态；b、岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造；c、地层时代归属及产状；d、节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等；e、断层的性质、产状、破碎带宽度、特征；f、溶洞的情况；g、地下水类型、涌水量大小，涌水压力、水的化学成分，湿度等；h、开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。 开挖后已支护段：a、初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录；b、有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的形象；c、喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；d、钢拱架有无被压曲现象；e、是否有底鼓现象。2、洞内外观察量测目的a、预测开挖面前方的地质条件；b、为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；c、根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。3、洞内外观察量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录，观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。4、洞内外观察测试仪器地质罗盘地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄象机。5、洞内外观察测试频率目测应在隧道开控工作面每次爆破后，通过人工观察、地质罗盘和锤击检查各隧道掌子面，描述和记录围岩地质情况、岩层产状、裂隙、地表水，以及支护效果，每个监测断面应绘制隧道开挖工作面及两帮素描剖面图。2.1.2周边位移监测1、周边位移监测量测内容隧道周边收敛量测，是量测隧道内壁两点连接方向的相对位移。2、周边位移监测量测目的a、 周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直观反映，量测周边位移可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；b、 根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；c、判断初期支护设计与施工方法选取的合理性，用以指导设计和施工。3、周边位移监测量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控测断面，每个断面分别在侧墙和拱顶设置测点，利用收敛计，采用一根在重锤作用下被拉紧的普通钢尺作为传道位移的媒介，通过百分表测读隧道周边某两点相应位置的变化。测点应距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测定初次读数。埋设测点时，先在测点处用电钻钻孔，深为120mm的孔。在孔中填满锚固剂后插入收敛预埋件，尽量使两预埋件轴线在基线方向上，并使预埋件挂孔轴线处于铅垂位置，待锚固剂凝固后即可量测。4、周边位移监测测试仪器用数显收敛计。5、周边位移监测测点布置每量测断面设置2条测线，测桩分别布置在拱顶及拱脚、墙脚上方左右位置，收敛量测测点与拱顶下沉测点布置在同一断面，如下图2所示6、周边位移监测量测频度宜根据位移速度和距工作面距离选取，见隧道监控量测频率控制表2。2.1.3拱顶下沉监测 1、量测内容拱顶下沉量量测，是指对隧道拱顶的实际位移值进行量测，是相对于不动点的绝对位移。2、量测目的a、通过拱顶位移量测，了解支护结构的可靠性，判断隧道拱顶围岩的稳定性；b、根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；c、指导现场设计与施工。3、量测方法在拱顶布设固定测点，将钢尺挂在拱顶测点上，读钢尺读数，后视点可设在稳定衬砌上，读铟钢尺读数，用精密水准仪进行观测。4、监测频率同隧道周边收敛量测，见隧道监控量测频率控制表2。5、监测仪器精密水准仪、钢尺、铟钢尺等仪器。2.1.4浅埋隧道地表下沉监测1、量测内容在隧道浅埋地段的地表测试范围内埋设沉降观测点，用精密水准仪监测观测点的绝对下沉，并计算出当天的沉降量。2、 量测目的a、通过地表下沉监测，了解地面的变化状态，判断隧道拱顶的稳定性；b、根据下沉速度判断隧道围岩的稳定程度；c、指导现场设计与施工。3、量测方法在施工过程中可能产生的地表塌之处设置观测点，并在预计下沉断面以外4倍洞径处设水准基点，作为各观测点高程测量的基准，从而计算出各观测点的下沉量。洞外地表沉降监测测点布置如图3所示。图3隧道洞口段地表沉降监测布置图4、监测频率见隧道监控量测频率控制表2。5、监测仪器精密水准仪、钢尺、标杆等仪器。2.1.5锚杆抗拨力量测1、 量测目的（1） 测定锚杆的锚固力是否达到设计要求。（2） 判断所使用的锚杆长度是否适宜。（3） 检查锚杆安装质量。2、 量测方法主要有直接量测法、电阻量测法以及快速量测法等，本次采用快速检测法。（1）将待测锚杆加长，用砂浆将锚杆口部抹平，在锚杆尾部安装承压垫板，套上中空千斤顶，将锚杆外端与千斤顶内缸固定在一起，并装设位移量测设备与仪器（百分表）。（2）分级加载并读取相应荷载下百分表读数，每级荷载为10kN,加载时间间隔不小2min，待本级荷载下百分表读数稳定后再加下一级荷载，最大试验荷载为设计拉力的1.2倍。（3）绘制荷载与位移关系曲线。3、 要求（1） 平均3根/10m，可根据地质情况变化调整检测间距。（2） 同组锚杆拉拔力的平均值，应大于或等于设计值，同组单根锚杆的拉拔力，不得低于设计值的90%。（3） 千斤顶应牢固可靠，并有必要的安全保护措施。特别应注意的是，试验操作人员要避开锚杆的轴线延长线方向，在锚杆的侧向并远离锚杆尾部的位置上加压读数；测位移时停止加压。4、测量仪器 锚杆拉拨仪。2.1.6 锚杆内力监测1、量测内容量测锚杆内力的大小。2、量测目的a、了解锚杆受力状态及锚向力的大小，为确定合理的锚杆参数提供依据；b、判断围岩变形的发展趋势，概略判断围岩内强度下降区的界限；C、评价锚杆的支护效果；d、掌握岩体内应力重分布的过程。3、量测方法沿隧道周边钻孔，布置与锚杆材质相同的量测锚杆，沿锚杆不同长度上布置元件，量测沿锚杆长度各点的轴力。4、量测仪器由GYJ-3型钢筋应力计连接而成的量测锚杆，采用JMYJ-28静态电阻应变仪量测应力应变值。5、测点布置根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个断面在侧壁和拱顶设置5个测孔（根据实情，每个测孔内布置3个测点），测孔、测点布置如图6、7所示。6、量测频度见隧道监控量测频率控制表2。图6 锚杆轴力监测布置图2.1.7初期支护内力监测1、量测内容量测喷射混凝土的受力状态。2、量测目的a、了解初期支护对围岩的支护效果；b、了解初期支护的实际承载情况及分担围岩压力情况；c、保证施工安全，优化支护参数。3、量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿遂道周边在围岩与初期支护之间埋设GPL-2喷层应力计进行量测。4、测量仪器采用GPC-2接受仪采集数据5、 测点布置，如图8所示图8 喷射混凝土应力量测测点布置图6、量测频度同锚杆轴力量测见隧道监控量测频率控制表2。2.1.8二次衬砌压力量测1、量测内容量测二衬与初期支护之间的压力。2、量测目的a、了解初期支护对围岩的支护效果；b、了解二次衬砌的实际承载情况及分担围岩压力状况。3、量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道周边在二次衬砌与初期支护之间埋设GYL-1型压力盒进行量测。4、测量仪器采用GPC-2接受仪采集数据。5、测点布置如图9所示6、量测频度同锚杆轴力量测见隧道监控量测频率控制表2。2.1.9钢拱架应力监测1、监测内容测试型钢钢架内、外侧的应变，从而计算其所受到的轴力和弯矩。2、监测目的a、了解钢拱架与喷射混凝土对围岩的组合支护效果；b、了解钢拱架的实际工作状态，视具体情况决定是否需要采取加固措施；c、判断初期支护承载能力，保证施工安全，优化支护参数。3、测试方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道周边在钢拱架内、外侧侧壁对称地设置5对钢筋应力计进行监测。4、测试仪器JMYJ-28静态电阻应变仪5、监测断面测点布置测点布置如图10所示图10 工字钢及格栅支撑应力量测测点布置示意图6、监测频度同锚杆轴力量测见隧道监控量测频率控制表2。2.1.10 围岩压力监测1）量测内容量测围岩与初期支护之间的压力。2）量测目的a、了解初期支护对围岩的支护效果；b、了解初期支护的实际承载情况及分担围岩压力情况；c、检验隧道偏压，保证施工安全，优化支护参数。3）量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道周边在围岩与初期支护之间埋设GYL-1型压力盒（如图10）进行量测。4）测量仪器采用GPC-2接受仪采集数据。5）测点布置如（图11）所示图11 围岩压力测点布置图6）量测频度同锚杆轴力量测见隧道监控量测频率控制表。2.1.11锚杆长度检测 1）量测内容对新锚固的锚杆进行测试，检测锚杆的锚固质量（长度及灌浆饱满度）2）量测目的对锚杆的施工质量进行检测。3）量测方法通过对锚杆质量检测仪信号进行处理和分析，可以确定锚杆长度以及灌浆的整体质量。4）测量仪器JLMG锚杆质量检测仪。表2 隧道监控量测频率控制表序号项目名称方法及工具量测频率必测项目1地质和支护状况观察岩层、岩性，结构面产状及支护裂缝观察或描述,数码相机、地质罗盘及规尺等每次爆破后进行观察2周边位移量测各种类型的收敛计爆破后2小时内开始0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月3拱顶下沉量测精密水平仪、水准尺、钢尺或测杆爆破后2小时内开始0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月4地表下沉量测精密水平仪、水准尺开挖面距量测断面前后2B,12次/天开挖面距量测断面前后5B,1次/周5锚杆拉拔及长度检测锚杆拉拔仪、质量检测仪每3根/ 10m6锚杆轴力洞内钻孔安设单点、多点杆式应力计爆破后24小时内开始0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/天12次/周13次月选测项目7初期支护内力量测喷层应力计二次衬砌施作前进行8钢支撑内力量测钢筋表面应变计钢筋应力计钢支撑施作后开始进行0-18m18-36m36-90m90m12次/天1次/2天12次/周13次月9围岩压力量测压力盒12次/天1次/2天12次/周13次月10二次衬砌内力量测混凝土应变计12次/天1次/2天12次/周13次月超前地质预报MALA地质雷达30-35m/次2.2超前地质预报的方法2.2.1超前地质预报的依据本次隧道超前地质预报将严格按照国家的相关技术标准和相关规定进行，严格遵守以下技术标准或规范：公路隧道设计规范 （JTD D70-2004）； 公路隧道施工技术规范 （JTJ 042-94）；公路隧道养护技术规范 （JTG H12-2003）；公路隧道勘测规程 （JTJ 063-85）；公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98）；岩土工程勘察规范 （GB50021-2001）；工程岩体分级标准 （GB50218-94）。2.2.2超前地质预报的方法及内容隧道超前地质预报主要是在隧道施工过程中根据设计、勘察地质资料和已经揭露的地质情况，采用仪器设备和地质学方法，对隧道围岩类别变化、不良地质做出预测，据此优化方案指导施工，有效的控制灾害。具体而言超前地质预报的主要内容为： 、预报隧道地质条件的变化情况及对施工的影响。、预报可能出现塌方、滑动的部位、型式、规模及发展趋势，并提出处理措施。、预报可能出现突然涌水点及对施工的影响。、预报隧道将要穿过的不稳定岩层、断层等不良地质现象。（2） 地质雷达地质超前预报投入本项目的地质雷达有1台套，采用瑞典MALA公司生产的RAMAC/GPR SIR系列雷达，开展地质雷达探测以前，必须依据以下条款检查探测适应性： 探测对象与周围介质之间应存在明显电性差异且电性稳定。 探测对象与探测距离相比应具有一定规模，探测距离不宜过大（40m以内）。 探测目的体在探测天线偶极子轴线方向上的厚度应大于所用电磁波在围岩中有效波长的1/4，在探测天线偶极子排列方向的长度应大于所用电磁波在围岩中第一菲涅尔带直径的1/4；当要区分两个水平相邻的探测对象时，其探测对象间的最小水平距离要大于第一菲涅尔带直径。 掌子面不能被极高电导屏蔽层如金属板等覆盖。探测工作区内不能有大范围的金属构件或无线电发射频源等较强的人工电磁波干扰；测网布置应符合下列规定： 要根据设计、监理等相关单位的技术文件或合同规定布置测线，应使检测成果具有代表性，并能真实地探测区域的工程地质情况。 测网布置应根据任务要求，探测对象的大小与探测距离等因素综合考虑。测网和工作比例尺的选择应以能发现有意义的最小异常，在平面图上能清楚地反映出探测对象的位置和形态为原则。仪器参数的选取应符合下列规定：通过现场试验确定天线和仪器参数，应得出试验结论。天线工作频率的选取应根据探测目的层的埋深、分辨率、介质特性以及天线尺寸是否符合场地需要等因素综合考虑。一般宜选取中心频率较低的天线；根据本次任务的地层条件以及探测任务， 采用50MHz天线。记录时窗的选择由最大探测距离、上覆地层的平均电磁波速以及雷达反射信号的质量来确定，要保证所有可用信号全部采集。每扫描记录时窗一般为200ns。采样率宜选择天线中心频率的610倍；每扫描采样点数可为480。现场工作应符合下列规定：详细查验测区内及附近电磁干扰情况和干扰源位置、特性，并搞好记录工作。现场测量时，应清除天线和天线电缆附近的金属物，支撑天线的器材应用绝缘材料，并与承载的车架和天线操作员保持一定距离，天线操作员应将沿线的情况进行记录或报主机操作员。同时，操作员应保持对雷达显示器的不间断监视，发现异常情况，应立即报现场技术负责并进行记录。3 量测测点布置原则1、快速埋设测点，在距离开挖工作面2m范围内，开挖后24h内，下次爆破 前。2、 地表沉降观测点，每个测点水平距离间隔为3m，并在预计下沉断面以外4倍洞径处设水准基点3、 每种围岩类别各选择若干个比较有代表性的断面布置选测项目量测测点。4、 必测项目按围岩类别每隔一定距离布设测点，级围岩按510m间距布点，级围岩按1020m间距布点，级围岩按2050m间距布点。5、 选测项目和必测项目测点尽可能的布在同一断面，为分析这一断面的受力情况及稳定状况提供精确度。6、 测点与基线的布置将视具体施工方案的变化进行修改和调整，及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段设置监控量测断面加设测点。4 信息处理与反馈方案4.1 数据采集任何现场量测都不可避免地存在误差。为得到更为真实、可靠的量测数据，在监控量测、采集数据时，应尽量减少各种误差。1.首先做到量测、采集数据专人专项负责，以减少随机误差。2.在使用精密水准仪进行洞内周边收敛位移量测时，通过左右尺读数控制系统误差。3.专项量测需制定专项记录表。对于手工记录资料要保存好原始记录表，对于智能式记录器要及时将量测数据导入电脑，以防丢失。（图11为Jmzx-300振弦检测仪系统主界面）4.各项数据采集频度与相应量测频度(表2所列)同步。 4.2量测数据的处理现场量测数据应及时进行处理，绘制成位移、应力、内力和时间的关系曲线(或散点图)，曲线的时间横座标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离，以便更准确的进行数据的回归分析，并对隧道的受力状态作出判断。在进行数据处理过程中，对一些异常数据应根据测量误差的处理原则进行剔除，并及时进行复测校正。4.3量测数据的分析及预测预报在已有监测数据的基础上，必须对位移和应力的进一步发展进行分析，并作出较为准确的预测，才能及时对下一步的支护措施提出指导性意见。对监测信息的分析和预测预报主要通过两个途径来实现。（1）回归分析法是最常用的位移数据分析方法，根据实际监测信息，对位移可选用下列函数之一进行回归分析。 1）对数函数，例如： 2）指数函数，例如： 3）双曲函数，例如： 式中 、回归常数； 测点初读数后的时间(d)； 位移值(mm)。根据回归曲线(如图12)，可以掌握位移的变化规律，推算出某时刻的位移值及最终的位移值，当位移时间曲线趋于平缓时，隧道即趋于稳定。对于应力和内力量测信息，同样可以采用回归分析的方法，建立回归曲线，从而对应力和内力的进一步发展作出预测，其具体的回归函数可根据实测数据拟合得到。（2）灰色预测分析法图12 量测结果分析预测示意图灰色预测分析法同样是根据已有的量测数据对进一步的位移和内力的发展作出预测，并据此对隧道和围岩的受力状态和稳定性作出判断。在预测分析中，该方法通过不断的数据更新，只根据最新测得的数据对下一步的变化作出预测，从而使预测更为准确。在实际数据分析和预测中，以上两种方法将联合使用，以互相验证。4.4 信息反馈与监控在复杂多变的隧道施工条件如何进行准确的信息反馈与监控是监控量测的主要目的和内容之一。迄今为止，信息反馈与监控主要通过两个途径来实现。（1）力学计算法支护系统是确保隧道施工安全与进度的关键。可以通过力学计算来调整和确定支护系统。力学计算所需的输入数据则采用反分析技术根据现场量测数据推算得知，如塑性区半径、初始地应力、岩体变形模量、岩体流变参数、二次支护荷载分布等。这些数据是对支护系统进行计算所需要的。关于应力计算，已有专门计算机分析软件供使用。（2）经验法此法也是建立在现场量测的基础之上的，其核心是根据经验建立一些判断标准，而后根据前述的回归函数可以预测最终的位移值()：以及、来直接判断围岩的稳定性和支护系统的工作状态。在施工监测过程中，数据“异常”现象的出现可以作为调整支护参数和采取相应的施工技术措施的依据。何为“异常”，这就需针对不同的工程条件（围岩地层，埋深，隧道断面，支护，施工方法等）建立一些根据量测数据对围岩稳定性和支护系统的工作条件进行判断的准则。1）根据极限位移值判断隧道周边任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的最终位移值均应小于表5所列数值。该表所列数值是在统计和分析了国内许多隧道的量测数据后得到的，可作为应用中的依据，同时在使用过程中应根据对现场实测数据的分析及相应的数值计算等进行修正。当位移速度无明显下降，而此时实测相对位移值已接近表中规定的数值，或者支护混凝土表面已出现明显裂缝时，必须立即采取补强措施，并改变施工方法或设计参数。表5 隧道周边允许相对位移值(%) 覆盖层厚度(m)允许相对位移值(%)围岩级别50503003000.100.300.200.500.401.200.150.500.401.200.802.000.200.800.601.601.003.30根据量测结果进行综合判断，确定变形管理等级，据以指导施工。变形管理等级见表6。表6 变形管理等级管理等级管理位移施工状态U0（Un/3）可正常施工（Un/3）U0（2Un/3）应加强支护U0（2Un/3）应采取特殊措施注：U0：实测变形值 Un：允许变形值。2）根据位移速率判断工程实践表明：各项位移达到基本稳定的时间一般是在一个月以内，且回归值与实测值很接近。从其位移速度与时间关系曲线显示出，位移的发展具有明显的阶段性。因此，可在实测资料的基础上，可依据位移速度划分为三个阶段，即急剧变位、缓慢变位、基本稳定三个阶段，其围岩稳定性判据如表7所示。表7围岩稳定性判据急剧变位缓慢变位基本稳定收敛位移1.0mm/d1.00.2mm/d0.5mm/d0.50.1mm/d1.0mm/d1.00.2mm/d0.2mm/d注： 相对位移值系指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。 脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 、级围岩可按工程类比原则选定允许值范围。3）根据位移时间曲线判断如果位移时态曲线始终保持，说明位移速率不断下降，这是稳定的标志。当位移时间曲线出现反弯点(如图12所示)，也即位移出现反常的急剧增长现象时()，表明围岩和支护已呈不稳定状态或危险状态，应加密监测，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。对于支护结构中的应力、内力以及接触压力等，目前还没有相对可靠的经验公式用以判断，通常通过实测数据同支护结构的极限承载力进行比较，并结合必要的理论计算来综合进行分析判断，并以此为依据对支护参数和施工方法进行优化。为确保监测质量，加快信息反馈速度，全部监测数据由计算机管理，并绘制测点位移变化曲线图。监测数据的反馈程序见监测结果反馈程序图（图13）。根据量测资料，及时以书面报告形式反馈与施工、监理、设计单位，以调整或加强支护措施，保证施工的安全。书面报告内容包括量测数据的处理分析结果、隧道与围岩稳定性的评价，各类围岩地段二次衬砌合理施作时间的建议，以及进一步的施工方案的优化完善等。原设计单位现场施工监测设计资料调研监控量测量测结果的微机信息处理系统量测的回归分析量测结果的综合处理及反分析监测结果的综合评价报送设计和施工单位量测结果的形象化、具体化结构安全性、经济性判断“围岩-结构”体系动态及现状分析说明、提交修正意见、建议理论分析甲方规范要求经济类比反馈设计施工是否改变设计、施工方法否是调整设计参数改变施工方法或辅助施工措施设计新方案原施工设计图13 隧道监控量测反馈程序图5 质量保证体系及措施5.1项目管理隧道施工现场监控量测，要按照量测计划认真组织实施，并且与其他施工环节紧密配合，不能中断工作。特别是各预埋测点应当牢固可靠，并且要易于识别和妥善保护，不得任意拆除和人为破坏。监测过程中，按照技术专长，分成二个监控量测小组，分别负责不同内容的监测、分析和监测数据的反馈及对设计和施工提出合理的建议。项目启动，项目进度将与合同段各隧道施工同步；根据项目进度和工程实际情况，控制监控量测进度。5.2 监控量测工作的注意事项（1）、确保量测仪器具有良好使用状态。（2）、现场测试前要检查仪器准备数量、质量，检查设备是否完好，如发现问题应当及时修理、更换或补充，检查测点是否松动或人为破坏，确认测点状态良好时方可进行测试。（3）、测试工作中的基本要求： 按照各项量测的操作规程安装好仪器、仪表，每测点一般测读3次，3次读数相差不大时，可取算术平均值；如果读数相差过大，应当检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误后再进行测试。 每次测试都要做好记录，并且记录环境温度、掘进里程及其施工情况等，保持原始记录的准确性。 在现场进行初步计算，发现围岩与支护变形较大时，应当及时通知现场施工负责人。 测试收尾工作，包括检查仪器、仪表，作好保养和保管工作，及时进行资料整理。5.3质量保证措施施工监控量测严格按照有关规范、标准以及施工图设计文件进行，以确保隧道工程施工的安全，并根据量测信息进行及时反馈，优化设计。具体保证隧道施工监控量测质量的措施有：（1）施工前应对现场进行调查，并做详细记录，必要时可拍照、摄影作为施工前档案资料；在施工前应进行初始观测，初始观测不少于二次；各种传感器应在埋设安装之前都应进行重新标定。（2）经纬仪、全站仪初精度应满足要求，同时每年应由国家法定计量单位进行检验、校正，并出具合格证；在安装过程中应对仪器、传感器、材料、传输导线进行连续性检验，以保证仪器质量的稳定性；做好仪器安装过程的原始记录。（3）监测工作应固定观测人员和仪器，采用相同的观测方法和观测路线，在基本相同的情况下施测；监测期间应定期对基准点进行联测以检验其稳定性；在整个施工期内，采取有效保护措施，确保其在整个施工期间正常使用。（4）在测点周围设置明显的标志并进行编号，注意保护测点，严防施工时破坏；并在每次观测前检查测点是否松动；确认测点状态良好时方可进行测试。（5）及时埋设测点，测点应距开挖面2m范围内尽快埋设，并应保证爆破后24h或下一次爆破前初次读数。（6）观测时，应按仪器的操作规程和仪器生产厂家说明书的要求进行观测，根据观测设计对仪器进行基准读数和定期读数，确保与观测仪器相应的最高精度和观测资料的可靠性，每测点一般测读3次；每开始观测一组新读数前，应对观测仪表进行检验，以确保其良好的工作性能。（7）观测数据应记录在相应的表格中，并随时和上次观测的数据进行对比；当出现读数异常或可疑现象时，应进行重读，并检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确定无误后再进行测试，并和上次观测数据同时记录下来；在记录中应有环境温度、掘进里程及其施工情况等，保持原始记录的准确性。（8）在现场对观测数据进行初步计算，发现围岩与支护变形较大时，应当及时通知现场施工负责人；当监测值达到报警指标时，及时签发报警通知；对所有的不正常影响因素都应作文字记录。（9）观测数据应认真计算整理、仔细校核，及时提交当日报表及阶段性报告；在报表和报告中，应结合施工情况、掘进里程、天气情况、周围环境温度等进行综合分析判断，及时提出工程建议。（10）每次测试完成后，应检查仪器、仪表，作好保养和保管工作。55湖南省交通建设工程质量监督检测中心/湖南工大联智桥隧技术有限公司 6 仪器设备本项监测实施中主要使用仪器详见表8表8 拟投入仪器设备序号仪器设备名称规格型号单位数量备注1地质雷达瑞典RAMAC，50MHz天线台1 2地质罗盘仪国产DQY-1个4 3锚杆质量检测仪国产JLMG台14精密水准仪尼康AS-2型、FS1型测微器台25声波仪国产WFE02C台16收敛计国产ISS30个47静态电阻应变仪国产JMYJ-28台28电子应变采集仪国产GPC-2台29锚杆拉拔仪国产ML-20台210全站仪徕卡TCRA型台211三制动钢卷尺国产wt-88把512位移传感器多点型个若干13应变传感器SGY-135型个若干14振弦检测仪国产JMZX-3001台215电脑/打印机国产TCL台316汽车日本丰田台27 量测人员本监测项目由以下人员（表9）组成。表9 量测组成人员姓 名性 别年 龄职 称拟在本项目中担任职务曾雄鹰男31工程师项目负责人吴晚升男43高工技术顾问祝方才男37工程师现场技术负责人彭巧南男32工程师量测工程师黄小林男25助工现场量测员胡帆男27助工现场量测员8 量测项目布设表附表11： 破石界号隧道左线量测项目布设计划表(一)桩 号ZK18+038 ZK18+100ZK18+100 ZK18+130ZK18+130 ZK18+545ZK18+545 ZK18+600ZK18+600 ZK19+135围岩级别VIVIIIIVIII长度（m）623041555535地质及支护状态观察552013836178水平收敛及拱顶下沉测量ZK18+047、ZK18+057、ZK18+067、ZK18+077ZK18+087、ZK18+097ZK18+112ZK18+127ZK18+158、ZK18+198、ZK18+228、ZK18+25、ZK18+288、ZK18+318、ZK18+348、ZK18+378、ZK18+408、ZK18+438、ZK18+468、ZK18+498、ZK18+528、ZK18+550ZK18+565ZK18+580ZK18+595ZK18+612、ZK18+642、ZK18+672、ZK18+702、ZK18+732、ZK18+762、ZK18+792、ZK18+822、ZK18+852、ZK18+882、ZK18+912、ZK18+942、ZK18+972、ZK19+002、ZK19+032、ZK19+062、ZK19+092、ZK19+122浅埋地表下沉测量ZK18+046、ZK18+056锚杆拉拔力9342618锚杆长度检测181612416160锚杆内力量测ZK18+090ZK18+570初期支护内力ZK18+090ZK18+570钢支撑内力及外力ZK18+090ZK18+570二次衬砌内力ZK18+090ZK18+570围岩压力ZK18+090附表12： 破石界号隧道左线量测项目 布设计划表（二）桩 号ZK19+135 ZK19+375ZK19+375 ZK19+600ZK19+600 ZK19+678ZK19+678 ZK19+798ZK19+798 ZK19+885围岩级别IVIIIIVIIIIV长度（m）2402257812087地质及支护状态观平收敛及拱顶下沉测量ZK19+147、ZK19+162、ZK19+177、ZK19+192、ZK19+207、ZK19+222、ZK19+237、ZK19+252、ZK19+267、ZK19+282、ZK19+292、ZK19+307、ZK19+322、ZK19+337、ZK19+352、ZK19+367ZK19+390、ZK19+420、ZK19+450、K19+480、ZK19+510、ZK19+540、ZK19+570ZK19+603ZK19+618ZK19+633ZK19+648ZK19+663ZK19+679ZK19+709ZK19+739ZK19+769ZK19+799、ZK19+815、ZK19+830、ZK19+845 、ZK19+860、ZK19+875地表下沉测量锚杆拉拔力241512912锚杆长度检测7268243624锚杆内力量测ZK19+164ZK19+500初期支护内力ZK19+620钢支撑内力及外力二次衬砌内力ZK19+164围岩压力ZK19+500附表13： 破石界号隧道左线量测项目布设计划表（三）桩 号ZK19+885 ZK19+895ZK19+895 ZK19+929ZK19+929 ZK20+370ZK20+370 ZK20+468ZK20+468 ZK20+580围岩级别IIIIVIIIIVV长度（m）103444198112地质及支护状态观察32214765100水平收敛及拱顶下沉测量ZK19+890ZK19+900ZK19+915ZK19+934、ZK19+964、ZK19+994、ZK20+024、ZK20+054、ZK20+084、ZK20+114、ZK20+144、ZK20+174、ZK20+204、ZK20+234、ZK20+274、ZK20+304、ZK20+334ZK20+375ZK20+390ZK20+407ZK20+425ZK20+445ZK20+460ZK20+472、ZK20+482、ZK20+492、ZK20+512、