某隧道监控量测与超前地质预报方案

1、xxxx 隧道监控量测隧道监控量测 与超前地质预报方案与超前地质预报方案 xxxx 目目 录录 第一部分第一部分 XX 隧道监控量测实施大纲隧道监控量测实施大纲.1 1 工程概况.1 2 监测依据.3 3 监测目的和意义.3 4 监测内容.4 4.1 必测项目.4 4.2 选测项目.4 4.3 监测断面布置.4 4.4 工程量清单.5 5 监测方法.5 5.1 地质及支护状态观察.5 5.2 地表沉降观测.6 5.3 周边位移及拱顶下沉量测.10 5.4 围岩内部位移.15 5.5 锚杆内力.16 5.6 二次衬砌应力.18 5.7 混凝土应力.19 5.8 控制测量项目及测试方法.20 6

2、控制标准.21 7 监测质量与安全保证措施.22 7.1 监测质量保证措施.22 7.2 监测安全保证措施.23 第二部分第二部分 隧道超前地质预报实施大纲隧道超前地质预报实施大纲 .26 1 超前地质预报的目的.26 2 超前地质预报的原则.26 3 XX隧道超前地质预报方案.27 3.1 TSP 超前地质预报.27 3.2 地质雷达超前地质预报.31 4 超前地质预报质量与安全保证措施.35 4.1 超前地质预报质量保证措施.35 4.2 超前地质预报安全保证措施.36 1 工程概况工程概况 本隧道位于 xx 省 xx 市 xx 县境内，埋深极浅，1530m 左右，全长 1525m，设计为

3、双线。 xx 隧道东线起讫里程为 K75620K76370，东线全长 750 米，西线起讫 里程为 K75615K76390，西线全长 775 米，为双线隧道，隧址位于构造剥 蚀低山地貌区，地表植被较发育，齐长城 xx 遗址位于山坡上，隧道洞身地形中 部高，两出口地段地形低，地形起伏较大，起点高程约 300m，跨关顶村约 334 米，往南在齐长城遗址北侧达到 340 米，往南呈斜坡下降，相对高差约 42 米， 坡脚 3065,局部呈陡崖状，隧道最大埋深约 33m。 该隧道所处地层主要为元古界花岗岩（1）：强中风化花岗岩出露于 隧址区进口附近人工开挖处，东隧道南洞口见强风化花岗岩出露，洞身段局部

4、 见强风化花岗岩出露。 北进口段：强风化花岗岩，灰白色，成分主要为石英、长石，局部见少量 角闪石，粗粒结构，块状构造，岩芯呈粗砂粒状。 中风化花岗岩：灰白色，成分主要为石英、长石，局部见少量角闪石，粗 粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯呈块状，短柱状，偶见长柱状，节长 417cm，取芯率 62%，RQD=40%，锤击声脆。 微风化花岗岩：灰白色，成分主要为长石、石英，少量角闪石，岩芯呈柱 状，节长一般 1540cm，锤击声脆，不易碎，取芯率 80%，RQD=70%，夹微风化 石英脉。 南出口段：全风化花岗岩：灰黄色，稍湿，中密，岩芯土状、粗砂状，触 动易碎，主要矿物成分为长石、石英和云母，风

5、化呈砂土状。 强风化花岗岩：黄灰色灰红色，岩芯粗砂状、砾砂状，易碎，主要矿物 成分为斜长石，石英。 中风化花岗岩：浅红色，岩芯碎块状、短柱状，块直径 36cm，主要矿物 成分为长石，石英，风化裂隙较发育。 微风化花岗岩：灰白色，粗粒结构，块状构造，成分主要为长石、石英， 少量角闪石，岩芯呈柱桩，节长一般 1540cm,锤击声脆，不易碎，取芯率 70%，RQD=66%。 洞身段：全风化闪长岩：灰绿色，岩芯呈土状，碎块状，手捏易碎。 全风化花岗岩：浅黄色夹浅白色，岩芯呈砂土状，主要成分为长石、石英。 强风化闪长岩：灰绿色，岩芯成碎块状及碎片状，块径一般 37cm，锤击 声较脆，锤击可碎，节理裂隙发

6、育，采取率约 45%。 中风化闪长岩：灰绿色，中细粒结构，块状及片状构造，岩芯呈短柱状， 块状，锤击声脆，可碎，采取率约 70%，RQD 约 40%。 中风化角闪岩：灰绿色，青灰色，中细粒结构，块状构造，原岩结构少量 破坏，节理裂隙较发育，岩芯主呈长柱状，较多短柱状，节长一般 1540cm， 最长 50cm，采取率约 90%，RQD 约 85%，主要矿物成分为角闪石，长石，云母。 隧道在 K75+910K75+950 穿过断层破碎带，区域稳定性较差。 根据中国地震动参数区划图 （GB183062001） ，本路段范围内抗震设防 烈度为度，地震动峰值加速度为 0.20g，地震动反映谱特征值为 0

7、.350.40s。 按“早进洞，晚出洞”的原则，降低开挖边坡高度，减少对地表的破坏， 该隧道洞门设置形式为青州端采用端墙式洞门，临沭端采用削竹式洞门。 由于该隧道的级和级围岩，占整隧的 76，并且在 K75780K75870 存在地表洼地排水不畅通现象，K75760K75880 段因 采矿影响导致埋深浅、覆盖层薄，设计采用浆砌片石回填和铺砌， K75910K75950 段穿过断层破碎带，K76280K76365 段埋深浅，存在 塌方、冒顶可能，施工进度将受到一定的影响。为加快施工进度并满足工期的 要求，解决施工通风、弃碴、穿越浅埋段等问题，本隧道考虑在出口 K76450 右侧位置建设一小型拌和

8、站和空压机风站，在线路右侧 K77+250 处建设一混凝 土拌和站，集中供应混凝土，确保施工工期。 本隧道级围岩段长 730m，占 47.8%；级围岩一般段长 28.2m，占 12%；级围岩 365m，占 24%。 2 监测依据监测依据 xx 隧道两阶段施工图设计 、国家标准公路隧道施工技术规范 、 地 下铁道工程施工及验收规范 （GB50299-1999） 、 工程测量规范 （GB50026- 93）和公路隧道新奥法指南 。 3 监测目的监测目的和意义和意义 （1）监控量测可在施工期了解施工情况，确保施工安全和质量，为工程施 工服务。认识各种因素对隧洞受力和变形等的影响，有针对性地改进施工工

9、艺 和修改施工参数提供数据依据。主要体现在以下几个方面： 1）对开挖过程控制，调整开挖坡度、梯度、进尺、钻爆法施工参数等，为 安全施工提供可靠依据。经对监测资料分析和反馈后，再进一步修改设计和施 工方案，确保安全，加快施工进度。 2)了解支护效果，并根据监测数据反馈分析预测下一步的支护结构的受力 和变形，根据受力和变形发展趋势和建筑物情况，决定是否需要采取其他保护 措施，为优化经济合理的支护参数提供依据；并为其他隧道的安全施工、运行 提供依据和参照。 3）分析各种因素对地表和围岩变形的影响，以便有针对性地改进施工工艺 和施工参数，预测、预报施工安全和隧道结构稳定性，减小地表和围岩变形， 保证工

10、程安全； 4）预测施工引起的地表和土体变形，根据地表变形发展趋势和周围建筑物、 地下管线沉降情况，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护 措施提供依据；确保地表建筑物和底线管线安全； 5）为研究地层、地下水、施工参数和地表沉降与土体变形的关系积累数据， 为改进设计和调整施工参数提供依据；掌握和收集地下水位变化动态和超前注 浆对地表的影响因素，防止地下水资源的流失和施工污染，保护生态环境； （2）安全运行的需要 公路隧道开挖之前的地质条件、岩体形态等不易完全掌握，通过施工期的 监测，能够直接显示获取隧道性状变化，达到了解隧道围岩稳定性和支护结构 的工作状态的目的。 当公路隧道支护后，

11、隧道支护结构由于周边围岩应力卸荷将产生应力重新 分布，支护结构将产生较大的变形和应力，需通过监测设施来了解隧道支护结 构的应力、变形等监测物理量的变化规律，判断支护结构工作是否正常，以便 采取措施。建立预警机制，保证工程安全，避免发生结构和环境安全事故。 4 监测内容监测内容 依据施工图设计中监控量测方面的内容，结合现场实际情况，确定以下必 测项目和选测项目。 4.1 必测项目必测项目 地质与支护状态观察 地表沉降观测 洞内收敛量测 拱顶下沉量测 4.2 选测项目选测项目 围岩内部位移量测 锚杆内力量测 钢支撑内力量测 喷混凝土应力量测 二次衬砌压应力量测 4.3 监测断面布置监测断面布置 两

12、条隧道级围岩约 365m，共布设 18 个断面，级围岩约 730m，共布设 48 个断面，级围岩共 430m，共布设 43 个断面，共计 110 个断面。 4.4 工程量清单工程量清单 表表 1 1 工程量清单工程量清单 量 测 项 目单位数量（个） 一、必测项目 地质及支护状态观测 - 浅埋地段地表沉降地表沉降观测断面 8 周边位移水平收敛及周边位移断面 110 拱顶下沉量测拱顶下沉量测断面 110 二、选测项目 围岩内部位移断面 6 二衬压力量测 断面 18 混凝土应力量测断面 30 钢支撑内力量测断面 20 锚杆内力量测断面 30 5 监测方法监测方法 5.1 地质及支护状态观察地质及支

13、护状态观察 细致的目测观察，对于监视围岩稳定性是既省事而作用又很大的监测方法， 它可以获得与围岩稳定状态有关的直观信息，应当予以足够的重视，所以目测 观察是新奥法量测中的必测项目。 （1）观察目的 1) 预测开挖面前方的地质条件。 2) 为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据。 3) 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。 （2）观察内容 1) 掌子面地质水文条件、岩性、结构面产状、有无断层，是否偏压、围岩类 别，掌子面自稳情况，地下水的影响情况等，并做好记录。 2) 对初期支护效果观察包括：锚杆的锚固效果、喷层的光洁度、喷层有无裂 缝，裂缝的部位、长度、宽度、深度，喷层是否

14、把钢支撑全部覆盖。 5.2 地表沉降观测地表沉降观测 （1）监测目的 了解隧道开挖过程中隧道顶部地表的最大沉降值，为调整隧道开挖速度和 支护强度参数提供依据，以确保隧道支护结构和周边环境的安全。 （2）监测仪器设备 使用精密水准仪、铟钢尺进行监测。用精密水准仪以二级沉降监测的精度 （观测点测站高差中误差0.5mm）来施测，组成变形监测的高程监测控制网。 仪器在开始使用前均需检定，作业过程中严格遵守规范。每次观测都采用相同 的观测仪器，相同的观测人员按相同的观测线路进行。监测精度 h0.1mm。 （3）测点布置 1）监测基准点的设置 沉降监测是根据监测基准点高程进行的，基准点的形式和埋设可参考三

15、等 水准点的要求进行，其数目不少于 3 个，以便组成水准控制网。对基准点定期 进行校核，防止其本身发生变化，以保证沉降监测结果的准确性。基准点应在 沉降监测的初次观测之前 1 个月埋设好。 10 30 20 203040 70 40 图图 1 1 基准点埋设方法示意图（单位基准点埋设方法示意图（单位:mm:mm） 埋设基准点应考虑如下因素，见图 1： a.基准点应布设在监测对象的沉降影响范围以外，保证其坚固稳定。 b.尽量远离道路和空压机房等，以防受到碾压和震动的影响。 c.力求通视良好，与观测点接近，其距离不宜超过 100m，以保证监测量精 度。 d.避免将基准点埋设在低洼容易积水处。 2)

16、监测点的设置 测点布置在洞口浅埋地段，共设置 12 个观测横断面，每 23m 一个测点。 5m5m1535m10m1535m 525m10m 45 45 O2 O1 O2 图图 2 2 地表沉降观测布置图地表沉降观测布置图 （4）监测频率 开挖面前后30m， 2 次/1 天 开挖面后 3080m， 1 次/2 天 开挖面后80m， 1 次/7 天 （5）注意事项 1）施工前应作好监测准备工作：如设置测点，引入高程控制点，配置水平 高的监测人员及水平仪等仪器。 2）在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。 3）地表量测与地下洞室各项监测应同步进行，以利于资料的相关分析。 4）量测数

17、据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。 （6）量测数据的整理 1）绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图； 2）绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图； 3）绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图； 4）对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析； 5）对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析； 6）根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析； 7）根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值； 主要成果曲线如图 35 所示。 Smax 衬砌中线 u(mm) 原地面线 图图 3 3 横断面沉降随时间变化图横断面沉降随时间变化图 Ot(天) Smax(mm) 图图 4 4 横断面最大沉降量

18、随时间变化关系图横断面最大沉降量随时间变化关系图 OS(m) Smax(mm) 图图 5 5 横断面最大沉降量随开挖面距离关系图横断面最大沉降量随开挖面距离关系图 （7）处理措施 1）在整理资料时，若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时，对下 部结构应采取补强措施。 增加喷混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加挂更凑密更粗的钢筋网； 提前施作二次衬砌，要求通过反分析较核二次衬砌强度； 提前施作仰拱。 2）在整理资料时，若发现地表下沉速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道 结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断 3）若经过对各种量测数据联合反分析后，发现初期支护或二次衬砌

19、结构安 全系数较大，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近的支护参 数作适当调整。 5.3 周边位移及拱顶下沉量测周边位移及拱顶下沉量测 (1) 周边位移监测 1）监测目的 地下工程开挖后，净空收敛也是反映围岩与支护结构力学形态变化的最直 接、最明显的参数，通过监测可了解围岩和支护结构的稳定状态。 2）监测仪器 使用收敛计进行监测。 3）测点布设原则 周边位移监测最重要的是合理确定监测断面的数量，而断面数量的确定应 从国家隧道施工技术规范相关内容和设计图纸要求这两方面充分考虑。并应遵 守如下原则： a.设计单位有指导意见的，按设计单位的指导意见考虑布置； b.若设计单位没有指导意见的

20、，按规范规定选择具有代表性地段进行布置。 当然，在施工过程中可根据实际情况做适当调整。每个断面上周边位移的 测线数量，根据隧道地质条件和施工方法的不同而不同，测线数量布置一般如 表 2 所示。 表表 2 2 周边位移量测断面的测线数周边位移量测断面的测线数 周边位移测点与拱顶下沉测点布置在同一个断面上。在同一断面内，收敛 基线的布设，应根据断面大小、开挖方法选择不同的布置形式。结合本项目隧 道开挖方法，周边收敛位移量测断面测点布置图如下图 6、图 7。安装测点时， 特殊地段地 段 开挖方法 一般地段 洞口附近埋深小于 2B 有膨胀压力 或偏压地段 全断面开挖一条水平线三条或六条 短台阶法二条水

21、平线四条或六条四条或六条四条或六条 多台阶法 每一台阶一条 水平测线 每一台阶三 条水平测线 每一台阶三条水平测线 每一台阶三 条水平测线 在被测断面上用风钻机或冲击钻成孔，孔径为 40-80mm 深度 20cm，在孔中填塞 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销与孔轴 线处于垂直位置，上好保护帽，待砂浆凝固后即可进行监测。 衬 砌 中 线 A B C B C 监控点布置图 图图 6 6 上下台阶法开挖周边收敛位移量测断面测点布置示意图上下台阶法开挖周边收敛位移量测断面测点布置示意图 监测断面布置图 图图 7 7 全断面法开挖周边收敛位移量测断面测点布置示意图全断面法开

22、挖周边收敛位移量测断面测点布置示意图 4）收敛观测方法 a.将百分表读数调至 2.53.0cm； b.将收敛计钢尺挂钩分别挂在两个测点上，收紧钢尺，将销钉插入钢尺上 适当的小孔内，用卡钩将其固定； c.转动调节螺母使钢尺收紧到观测窗中的线条与面板成一直线为止； d.读取钢尺百分表中的数值，两者相加即为测点间距离； e.每次测量完毕后，先松开调节螺母，然后退出卡钩，将钢尺取下，擦净 收好，并定期涂上防锈油脂； f.将每条测线前后两次测线距离相减即可算出各测点间相对位移（即隧洞 位移收敛值） 。 5）周边位移监测提交成果 a.绘制位移量随时间变化的曲线； b.绘制位移速度随时间变化的曲线； c.绘

23、制位移量与开挖面距离关系曲线； d.找出位移一时间回归曲线，求出最终净空位移量； （2）拱顶下沉监测 1）监测目的 了解断面变化情况，判断拱顶的稳定性，防止塌方。 2）监测仪器 使用水准仪和铟钢尺进行监测。 3）测点布置 与周边位移设在同一个断面，测点布置示意图如下图 8 所示。 衬 砌 中 线 A 测桩 图图 8 8 拱顶下沉断面测点布置示意图拱顶下沉断面测点布置示意图 4）监测方法 在拱顶固定一带倒三角环的测桩，测试时将水准仪安放在标准高程点和拱 顶测点之间，铟钢尺底端抵在标准高程点上，并将铟钢尺调整到水平位置，然 后通过水准仪后视铟钢尺记下读数为，再前视普通钢卷尺（注意钢卷尺在每 1 H

24、 次测试时均要保持相同的张紧力）记下读数位，若标准高程点的高程为， 2 H 0 H 则本次测试拱顶测点的高程为，两次不同测试的拱顶高程差即为 021 HHH 两次间隔时间内的拱顶下沉。测试方法示意图如图 9 所示。测桩长度要考虑喷 射混凝土的厚度，不能将测桩埋入喷射混凝土的厚度内。 拱顶测桩（倒三角环） 普通钢卷尺 标准高程点 水准仪 铟钢尺 H1 H2 H0 图图 9 9 拱顶下沉测试方法示意图拱顶下沉测试方法示意图 5）注意事项 a.在施工初期阶段，或地质较差时，或位移下沉量及速度较大时，应 适当增加量测断面及量测频率。 b.测点设置应可靠，并应妥善保护，测量仪器使用前应严格标定。 c.各

25、测量项目应尽可能布置在同一断面，测量点应尽可能选择具有代 表性的地方，以便对测量数据的分析及为以后的工作提供经验。 6）数据处理分析 a.当隧道水平位移收敛速度为 0.10.2mm/天，拱顶下沉位移速度为 0.1mm/天时可以认为围岩已基本稳定。对、级围岩，应根据量测结果 确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载。 b.在监测过程中，若发现净空位移过大或收敛速度无稳定趋势时，对 结构应采取补强措施。 c.若发现净空位移收敛速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道结构初 期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度做出正确的判断。 d.若经过对各种量测数据联合反分析后，发现

26、初期支护或二次衬砌结 构安全系数较大，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近 的支护参数作适当调整。 e.对围岩级别的变更及对支护参数的调整均必需有相应的量测数据并 得到设计方认可。 （3）注意事项及监测数据处理 1）在施工初期阶段，或地质较差时，或位移下沉量及速度较大时，应适当 增加量测断面及量测频率。 2）测点设置应可靠，并应妥善保护，测量仪器使用前应严格标定。 3）各测量项目应尽可能布置在同一断面，测量点应尽可能选择具有代表性 的地方，以便对测量数据的分析及为以后的工作提供经验。 （4）对测量资料的整理 1）绘制位移量随时间变化的曲线； 2）绘制位移速度随时间变化的曲线； 3）

27、绘制位移量与开挖面距离关系曲线； 4）找出位移-时间回归曲线，求出最终净空位移量； （5）围岩稳定标准 当隧道水平位移收敛速度为 0.10.2mm/天，拱顶下沉位移速度为 0.1mm/ 天时可以认为围岩已基本稳定。对、级围岩，应根据量测结果确定二次衬 砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载。 （6）特殊情况处理 在监测过程中，若发现净空位移过大或收敛速度无稳定趋势时，对结构应 采取补强措施。根据我国现行公路隧道施工技术规范的规定，隧道周边允许相 对位移值见表 3。结构补强的主要措施如下： 1）增加喷混凝土厚度，或加密锚杆，或加挂钢筋网； 2）提前施作二次衬砌，要求通过反分析较核

28、二次衬砌强度； 3）提前视作仰拱。 表表 3 3 隧道周边允许相对位移值隧道周边允许相对位移值(%)(%) 覆盖层厚度 围岩级别 50m50300m300m 0.10.30.20.50.41.2 0.150.50.41.20.82.0 0.20.80.61.61.03.0 注： 相对位移值是指实测位移值与两侧点距离之比，或拱顶下沉与隧道宽 度比； 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初步选定允许值范围； 本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。 5.4 围岩内部位移围岩内部位移 （1）目的 为了探明支护系统上承受的荷载，进一步研究支架与围岩相互作用

29、之间的 关系，不仅需要量测支护空间产生的相对位移（或空间断面的变形） ，而且还需 要对围岩深部岩体位移进行监测： 确定围岩位移随深度变化的关系； 找出围岩的移动范围，深入研究支架与围岩相互作用的关系； 判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围； 判断锚杆长度是否适宜，以便确定合理的锚杆长度。 （2）量测仪器 围岩内部位移量测的仪器，主要使用位移计，它可量测隧道不同深度处围 岩位移量，随着岩土工程的发展，位移计被广泛应用于地下空间围岩稳定性监 测。 目前较多采用机械式位移计，按位移计可以测取位移量的个数多少。位移 计可分为单点位移计和多点位移计，而单点位移计只能量测围岩内某一深度处 的

30、位移量，多点位移计可在围岩内部不同深度埋设多个测点，同时量测围岩内 不同深度处位移量，在工程实践中被广泛采用。 多点位移计的工作原理是将隧道围岩内部不同深度处某些点的位移状态通 过与之固定的某种传递介质（杆、弦）引至岩体外部，以便进行量测。每个位 移点由锚头、位移传递杆和量测端头组成，量测时以基准面为表面基准，每次 测量出围岩内部各测点到表面基准的距离，同一测点在不同时刻量测得到的距 离差值即为该点在此时间内围岩表面与围岩内部测点之间的相对位移，测点相 对位移用专用的百分表直接测得。 （3）提交成果 根据围岩内变位曲线判断围岩内强度下降区和松动区的限界，绘制围岩内 变位曲线，对围岩的稳定性进行

31、判定。 5.5 锚杆内力锚杆内力 （1）监测目的 为了观测锚杆加固效果和荷载的形成与变化，了解锚杆与周边围岩之间的 相互作用，判断隧道结构的稳定性。 （2）监测仪器及精度 使用钢筋计和频率计进行监测，钢筋计分辨力为 0.07F.S.。 （3）测点布设原则 沿隧道周边分别在拱顶、拱腰及拱脚打 53 个钻孔，孔径 60mm，如图 10-11 所示。钻孔深度视围岩级别不等，一般 IV、级围岩 3.5m，II、III 级 围岩 3.0m。每个钻孔内安装一根测力锚杆，每个锚杆上预置 4 个钢筋计，如图 10-12 所示。 每根线代表4根测试电缆 E D C B A 图图 1010 IVIV、级围岩锚杆应

32、力观测点布置示意图级围岩锚杆应力观测点布置示意图 每根线代表4根测试电缆 E C A 图图 1111 IIII、IIIIII 级围岩锚杆应力观测点布置示意图级围岩锚杆应力观测点布置示意图 电缆 钢筋计 6cm 初喷混凝土 3.03.5m 图图 1212 测力锚杆布置示意图测力锚杆布置示意图 （4）测量方法 安装完毕用频率计测定并记录下每个钢筋计的读数作为初值；下次用频 0 f 率计测定的读数作为测量值为，根据仪器测定公式换算得到该次测量时对应 i f 位置锚杆的应力值。 （5）提交监测成果 锚杆应力观测点布置图； 锚杆应力观测记录及报表； 锚杆应力时间历时关系曲线。 锚杆应力锚杆深度历时关系曲

33、线。 5.6 二次衬砌应力二次衬砌应力 （1）监测目的 主要量测两层衬砌之间的相互作用力，以此评价支护结构的受力状况及合 理性。 （2）监测仪器及精度 使用压力传感器和频率计进行监测，土压力计分辨力为 0.05F.S. （3）测点布设原则 在每一断面上，沿隧道周边拱顶、拱腰及边墙埋设至少 5 个压力传感器， 将钢弦式压力传感器分别埋设在喷射混凝土与二次衬砌之间。喷射混凝土与二 次衬砌之间的压力盒是在挂防水板之前进行安设，测取二次模筑混凝土衬砌所 受的压力。混凝土达到初凝强度后开始测取读数。每个断面至少 5 个量测位置， 二衬压力量测计划设置 7 个测点，量测采用频率计进行，测点布置如图 13、

34、图 14 所示。 图图 1313 围岩压力测点布置围岩压力测点布置 图图 1414 初支与二衬间接触应力测点布置初支与二衬间接触应力测点布置 （4）测量方法 安装完毕用频率计测定并记录下每个钢筋计的读数作为初值 0 f ；下次用频 率计测定的读数作为测量值为 i f ，根据仪器测定公式换算得到该次测量时对应 位置围岩应力值。 （5）提交监测成果 1）初支与二衬压力观测点布置图； 2）初支与二衬压力观测记录及报表； 3）初支与二衬压力时间历时关系曲线。 5.7 混凝土应力混凝土应力 （1）量测目的 1）了解混凝土层的变形特性以及混凝土的应力状态； 2）掌握喷层所受应力的大小，判断喷射混凝土层的稳

35、定状况； 3）检验二次衬砌设计的合理性；积累资料。 （2）监测仪器及精度 使用应力计和频率计进行监测，土压力计分辨力为 0.05F.S.。 （3）测点布设原则 沿隧道周边拱顶、拱腰及边墙在喷射混凝土内埋设 5 个传感器，围岩 初喷以后，在初喷面上固定应力计，然后再复喷，将传感器全部覆盖并使 传感器居中。复喷混凝土达到初凝强度时开始测取读数。I 级围岩不做此量 测。如图 15 所示。 图图 1515 初喷内应力传感器布置示意图初喷内应力传感器布置示意图 （4）测量方法 安装完毕用频率计测定并记录下每个钢筋计的读数作为初值 0 f ；下次用频 率计测定的读数作为测量值为 i f ，根据仪器测定公式

36、换算得到该次测量时对应 位置锚杆的应力值。 （5）提交监测成果 1）喷砼内应力观测点布置图； 2）喷砼内应力观测记录及报表； 3）喷砼内应力时间历时关系曲线。 5.8 控制测量项目及测试方法控制测量项目及测试方法 控制测量项目及测试方法见表 4 表表 4 4 控制测量项目及方法一览表控制测量项目及方法一览表 项目名称方法及工具布置量测间隔时间 地质及支 护状态观 察 岩性，结构面产状 及支护裂隙观察或 描述，地质罗盘及 规尺等 开挖后及初期 支护后进行 每次爆破后、支护后进行 地表下沉水准仪，水准尺 浅埋地表，每 23m 一个测 点 开挖面前后30m，2 次/1 天 开挖面后 3080m，1

37、次/2 天 爆破后 24 小时内进行 0-1B2B-3B3B-5B 5B 必 测 项 目 水平收敛 及拱顶下 沉量测 收敛计、水平仪 级围岩每 1520 米一个， 级围岩每 2040 米一 个 1-2 次/ 天 1 次/天1 次/天1 次/周 爆破 24 小时后内进行 0-15 天 16 天 B-1 月 1-3 月3 月围岩内部 位移 多点杆式位移计 每一级围岩段 选一断面，每 个断面 311 个测点 1-2 次/ 天 1 次/2 天 1-2 次/ 周 1-3 次/ 月 二次衬砌施作后开始 选 测 项 目 二次压力压力盒 每一级围岩段 选一组，每组 25 个断面， 每断面 711 0-15 天

38、 16 天 B-1 月 1-3 月3 月 个测点1 次/天 1 次/2 天 2 次/周2 次/月 锚杆施作后进行 018m1836m3690m90m 锚杆内力 锚杆测力计或钢筋 计及拉拔仪 每一级围岩段 选一组，每组 35 根 1-2 次/ 天 1 次/2 天 1-2 次/ 周 1-3 次/ 月 钢支撑施作后开始 0-15 天 16 天 B-1 月 1-3 月3 月 钢支撑内 力 应变片及 支柱压力计 每 2030 榀 钢支撑中选一 榀，每一级围 岩段选一组， 每组 35 个 测点 1-2 次/ 天 1 次/2 天 1-2 次/ 周 1-3 次/ 月 二次衬砌施作前开始 0-15 天 16 天

39、 B-1 月 1-3 月3 月 混凝土应 力 应力计 每 2030 榀 钢支撑中选一 榀，每一级围 岩段选一组， 每组 35 个 测点 1-2 次/ 天 1 次/2 天 1-2 次/ 周 1-3 次/ 月 6 控制标准控制标准 根据中华人民共和国国家标准公路隧道施工技术规范和地下铁道工 程施工及验收规范GB50299-1999 规定，隧道施工中出现下列情况之一时，应 立即停工，采取措施进行处理： （1）周边及开挖面塌方、滑坡及破裂； （2）量测数据有不断增大的趋势,并可能达到警戒值； （3）支护结构变形过大或出现明显的受力裂缝且不断发展； （4）时态曲线长时间没有变缓趋势。 （5）施工前方有明

40、显的溶洞并赋存水。 对于监测数据各种围岩的绝对值判断标准可见相关规范，此外，还可通过 变形速度的变化趋势来判断围岩的安全性： 1），即变形速率不断下降，围岩趋于稳定； 0 2 2 dt ud 2），即变形速率保持不变，应发出警告，及时加强支护系统； 0 2 2 dt ud 3），则表示变形速率不断增加，已进入危险状态，须立即停工， 0 2 2 dt ud 采取有效的工程措施进行加固。 7 监测质量与安全保证措施监测质量与安全保证措施 7.1 监测质量保证措施监测质量保证措施 为保证监测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施： 1)监测组与施工、监理工程师密切配合工作，及时向施工、监

41、理工程师报 告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录。 2)监测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。 3)监测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理。 4)监测设备在使用前均应经过检校，合格后方可使用。 5)各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。 6)监测数据均要经现场检查，室内两级复核后方可上报。 7)各监测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。 8)针对施工各关键问题，及时分析数据、反馈信息，指导施工。 监测质量保证体系如图 16。 图图 16 6 监测质量保证体系框图监测质量保证体系框图 7.2 监测安全保证措施监测安全保证措施 （1）安全保证体系 建立

42、强有力的安全生产保证体系，既注重安全思想宣传教育和安全技能培 训，又注重日常安全生产工作的检查、落实。安全监测保证体系见图 17。 图图 17 安全监测保证体系图安全监测保证体系图 (2)安全管理制度 根据国家及相关部门颁布的有关工程安全规定，结合本工程的特点，制定 如下安全管理制度: 1)安全责任制 实行岗位责任制，把安全生产纳入竞争机制。明确分工，责任到人，做到 齐抓共管，抓管理、抓制度、抓队伍素质，盯住现场，跟班作业，抓住关键， 超前预防。 2)安全教育培训 所有的管理人员、专业工程技术人员都要接受安全教育，具体由安全生产 确保监测安全总目标 逐一 落实 解决 安全 隐患 经济 兑现 开

43、展 安全 活动 安全 领导 小组 队每 周一 次检 查 工班 每天 一次 检查 班组 每工 序检 查 定期检查 按照 规定 提取 技术 措施 经费 其 它 经 济 奖 惩 普 及 教 育 专 业 教 育 监测项目部安 全领导小组 综合办公室 检查保证组织保证 安全生产保证体系 思想保证经济保证 专职 安全 强化 安全 意识 增强 预防 能力 管理委员会组织安排培训内容。 3)安全事故申报和奖惩制度 进行定期和不定期的安全检查，及时发现和处理事故隐患，做到安全检查 有记录。引入经济机制，把安全工作与工资、奖金挂钩。 4)安全检查制度 在监控作业过程中加强安全检查，及时发现安全隐患，提出安全整改意

44、见 和措施，并督促落实，确保作业安全。 (3)监控量测期间安全保证措施及人身安全保证措施 1)监控量测期间安全保证措施 a.临时用电及照明安全措施 建立、健全供用电设施的运行和维护操作规程。运行及维护人员必须熟悉 操作规程，熟悉供用电系统的情况。 b.机械设备、元器件作业安全措施 监控量测作业前，操作人员必须认真听取技术人员的现场交底及有关安全 注意事项，并对仪器设备作详细检查，作业中集中精力，不得擅自离开工作岗 位。 2)人员安全保证措施 开工前对职工进行岗前培训，进行安全基本知识和技能教育，进行遵章守 纪和标准化作业的教育，经考试合格持证上岗。对监控量测地段建立日常巡查 制度，对重点监测地

45、段实施安全员跟班监督制度，并接受安全监察人员的监督 检查。 第二部分第二部分 隧道超前地质预报实施隧道超前地质预报实施大纲大纲 1 超前地质预报的目的超前地质预报的目的 隧道超前地质预报技术主要包括常规地质方法、工程物探方法等,在预报时 一定要结合隧道掌子面前方的具体情况进行合理设计, 进一步拓宽隧道超前地 质预报概念的含义。特别是在复杂地质条件隧道施工过程中, 在加强工程地质 分析的同时, 应结合工程物探对隧道不良地质进行超前地质探测预报研究,为工 程设计及施工提供工程地质资料。避免工程地质灾害，从而保证施工安全。超 前地质预报的主要目的为： （1）预报开挖掌子面前方的岩性变化或围岩类别；

46、（2）掌子面前方可能出现的地质断层及岩石破碎带的情况； （3）掌子面前方软岩地段的位置和长度； （4）开挖段前方岩体是否含水及可能的涌水情况等。 （5）通过对隧道洞身范围内（特别是掌子面前方）的岩体破碎地段、断层 发育等不良地质的预测和分析，给掌子面的开挖提供重要的指导。 2 超前地质预报的原则超前地质预报的原则 根据隧道工程线路长度、地质条件等实际情况，坚持超前地质预报“三结 合”和风险靶段划分原则，即“地质与物探、钻探结合，洞内外结合，长短及 不同物探方法结合” ，在对隧道风险分级的基础上，采用相对应的预报方案。 （1）地质与物探、钻探结合 地质分析工作是超前地质预报工作的基础和重要环节，

47、在较好了解地质情 况的基础上，才能使物探的解释结果更接近真实情况，大大减少物探多解性带 来的难题，离开了地质的物探极易偏离真实的地质，离开了物探的地质就很难 将施工超前地质预报工作细化。 （2）洞内外结合 野外地质调查与洞内地质素描和洞内预报成果相结合，即宏观地质分析与 具体的施工超前预报相结合。 （3）长短及不同物探方法结合 长期超前预报探测距离较长，但准确性稍差，短期超前预报探测距离较短， 但准确性较高，两者的结合可以取长补短，有效提高超前地质预报的准确性； 各种物探方法各有千秋，单独采用一种方法往往精度达不到要求。而不同物探 方法的结合，则可以互相取长补短，有效提高超前地质预报的准确性。

48、 3 xx 隧道超前地质预报方案隧道超前地质预报方案 xx 隧道为高风险岩溶隧道，为了保证施工安全，根据业主和设计文件要求， 在高风险地段实施综合超前地质预报，预报手段包括 TSP 地震波探测、地质雷 达探测、红外探水仪探测以及超前水平钻探。 3.1 TSP 超前地质预报超前地质预报 TSP203 超前地质预报系统，是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开 发的，是目前在该领域的最先进设备，它能方便快捷预报掌子面前方 100200m 范围内的地质情况，包括隧道前方岩性的变化、破碎带和软弱层的 位置宽度、是否含水、是否存在不良地质体等，通过探测为隧道工程以及变更 施工工艺提供依据。这将大大减少隧道施工带来的危险性，减少人员和机械损 伤，同时也带来了巨大的经济利益和社会效益。 （1） 测试仪器 采用瑞士 Amberg 测量技术公司最新生产的 TSP203 型(Tunnel Seismic Prediction)超前地质预报系统设备。与 TSP202 相比，TSP203 在硬件设计和软 件设计等方面都作了较大改进，其软件编程除了考虑与 WINDOWS 视窗的兼容之 外，还特别强调了软件的智能化和评估结果输出