某隧道監(jiān)控量測(cè)與超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專(zhuān)業(yè)技術(shù)方案

1、目錄第一部分隧道監(jiān)控量測(cè)實(shí)施大綱TOCo1-5hz工程概況1監(jiān)測(cè)依據(jù)2監(jiān)測(cè)目的和意義3監(jiān)測(cè)內(nèi)容4必測(cè)項(xiàng)目4選測(cè)項(xiàng)目4監(jiān)測(cè)斷面布置4工程量清單4監(jiān)測(cè)方法5地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察5地表沉降觀測(cè)6周邊位移及拱頂下沉量測(cè)9圍巖內(nèi)部位移14錨桿內(nèi)力15二次襯砌應(yīng)力17混凝土應(yīng)力18控制測(cè)量項(xiàng)目及測(cè)試方法19控制標(biāo)準(zhǔn)21監(jiān)測(cè)質(zhì)量與安全保證措施22監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證措施22監(jiān)測(cè)安全保證措施23第二部分隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施大綱超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的26超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則26隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案273.1TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)27地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)31超前地質(zhì)預(yù)報(bào)質(zhì)量與安全保證措施344.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)質(zhì)量保證措施34超前地質(zhì)

2、預(yù)報(bào)安全保證措施35第一部分隧道監(jiān)控量測(cè)實(shí)施大綱1工程概況LXTJ-10標(biāo)隧道位于河南省西峽縣境內(nèi)，四座隧道均為單線(xiàn)隧道，賽嶺隧道左右線(xiàn)全長(zhǎng)2613m，本座隧道圍巖質(zhì)量較好，自穩(wěn)能力較強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為中度風(fēng)險(xiǎn)。珠寶溝隧道、寬坪1號(hào)隧道和寬坪2號(hào)隧道左右線(xiàn)全長(zhǎng)分別1204m799m528m這3座隧道IV級(jí)、V級(jí)圍巖較多，圍巖質(zhì)量一般或較差，自穩(wěn)能力較強(qiáng)，設(shè)計(jì)為雙線(xiàn)。1、地形、地貌隧道區(qū)屬低中山地貌，海拔一般約為8701105米。ZK56+80LZK57+400段地貌上位于兩沖溝之間一突出山脊，山脊走向與線(xiàn)路走向平行，線(xiàn)路沿著山脊一側(cè)布設(shè)，該側(cè)山脊下部溝谷為珠寶溝上游。該側(cè)山體斜坡陡峭。ZK57+9

3、8ZK58+700段位于山體坡頂部位，坡頂溝壑發(fā)育，溝谷切割較淺，呈U形，溝壑發(fā)育方向同線(xiàn)路垂直，該段為珠寶溝與峽河的分水嶺。2、地層巖性根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪及鉆探揭露，隧址區(qū)巖體主要為下元古界石槽溝組石英片巖加變粒巖。第層，碎塊石土：主要出露于隧道出口，為崩坡積物成因，揭露厚度2.4m5.4m。工程地質(zhì)性質(zhì)較差，地質(zhì)波波速Vp=724888m/s:第層，強(qiáng)分化石英片石：屬山體表面地層，節(jié)理極發(fā)育，巖體極破碎，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，主要為隧道進(jìn)口、出口圍巖地層，厚度較小。第層，中分化石英片巖、變粒巖：為隧道進(jìn)、出口圍巖的主要地層，為較軟巖，巖體破碎較破碎，節(jié)理發(fā)育，結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般，巖體工程地質(zhì)性質(zhì)行對(duì)較好

4、。3、地質(zhì)構(gòu)造和地震動(dòng)參數(shù)隧址巖層單傾構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀215245Z4570。進(jìn)出洞口節(jié)理較發(fā)育本區(qū)地震活動(dòng)不強(qiáng)烈，屬于低烈度區(qū)，地震頻率不高。震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期分區(qū)為1區(qū)（0.35S），地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)為v0.05g（相當(dāng)于原地震烈度v切度區(qū)）。4、水文地質(zhì)特征前緣沖溝地表水不發(fā)育，勘察期間未見(jiàn)地表水。ZK57+500ZK57+960均橫跨V型季節(jié)性沖溝，該沖溝水位具有暴漲暴落的特點(diǎn)?？辈炱陂g溝內(nèi)水量較小。ZK59+600為峽河起點(diǎn)支流，該河溝呈寬緩的U型，溝內(nèi)常年有水。出口下方洞內(nèi)分布有X052縣道及峽河，峽河勘察期間水量不大，季節(jié)變化明顯。雨季由于山體較陡，降雨多沿坡面激流而下，對(duì)進(jìn)洞

5、口邊坡有一定的沖刷作用，水量滲入地下。隧道區(qū)地下水不發(fā)育，鉆孔未揭露到地下水位。地下水的補(bǔ)給主要靠大氣降雨補(bǔ)給，雨季期間地下水的排泄方式主要通過(guò)裂隙水等方式向坡腳排泄。5、不良地質(zhì)現(xiàn)象隧道出口存在一不穩(wěn)定斜坡，沿著路線(xiàn)分布于ZK59+274-ZK59+340處，邊坡為折線(xiàn)坡地形，坡角約2030上緩下陡，臨空面前緣為X052縣道及峽河，臨空面高約2-5米；不穩(wěn)定體斜坡巖土體組成為更新統(tǒng)崩坡積碎石、塊石夾粉質(zhì)黏土，厚度約1-11。3米，呈中密狀，厚度從小樁號(hào)至大樁號(hào)逐漸增大。該斜坡目前未見(jiàn)變形跡象。該邊坡潛在破壞方向和線(xiàn)路近乎平行，工程活動(dòng)主要為：隧道開(kāi)挖誘發(fā)該斜坡發(fā)生變形，隧道開(kāi)挖位于斜坡的中下

6、部，開(kāi)挖后仰坡易沿著巖土界面發(fā)生變形，威脅隧道安全。2監(jiān)測(cè)依據(jù)隧道兩階段施工圖設(shè)計(jì)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范、地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50299-1999、工程測(cè)量規(guī)范（GB50026-93和公路隧道新奧法指南。3監(jiān)測(cè)目的和意義（1）監(jiān)控量測(cè)可在施工期了解施工情況，確保施工安全和質(zhì)量，為工程施工服務(wù)。認(rèn)識(shí)各種因素對(duì)隧洞受力和變形等的影響，有針對(duì)性地改進(jìn)施工工藝和修改施工參數(shù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）對(duì)開(kāi)挖過(guò)程控制，調(diào)整開(kāi)挖坡度、梯度、進(jìn)尺、鉆爆法施工參數(shù)等，為安全施工提供可靠依據(jù)。經(jīng)對(duì)監(jiān)測(cè)資料分析和反饋后，再進(jìn)一步修改設(shè)計(jì)和施工方案，確保安全，加快施工進(jìn)度。2）了解

7、支護(hù)效果，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋分析預(yù)測(cè)下一步的支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形，根據(jù)受力和變形發(fā)展趨勢(shì)和建筑物情況，決定是否需要采取其他保護(hù)措施，為優(yōu)化經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)；并為其他隧道的安全施工、運(yùn)行提供依據(jù)和參照。3）分析各種因素對(duì)地表和圍巖變形的影響，以便有針對(duì)性地改進(jìn)施工工藝和施工參數(shù)，預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)施工安全和隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減小地表和圍巖變形，保證工程安全；4）預(yù)測(cè)施工引起的地表和土體變形，根據(jù)地表變形發(fā)展趨勢(shì)和周?chē)ㄖ?、地下管線(xiàn)沉降情況，決定是否需要采取保護(hù)措施，并為確定經(jīng)濟(jì)、合理的保護(hù)措施提供依據(jù)；確保地表建筑物和底線(xiàn)管線(xiàn)安全；5）為研究地層、地下水、施工參數(shù)和地表沉降與土體變形的關(guān)系積累

8、數(shù)據(jù)，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和調(diào)整施工參數(shù)提供依據(jù)；掌握和收集地下水位變化動(dòng)態(tài)和超前注漿對(duì)地表的影響因素，防止地下水資源的流失和施工污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；（2）安全運(yùn)行的需要公路隧道開(kāi)挖之前的地質(zhì)條件、巖體形態(tài)等不易完全掌握，通過(guò)施工期的監(jiān)測(cè)，能夠直接顯示獲取隧道性狀變化，達(dá)到了解隧道圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)的目的。當(dāng)公路隧道支護(hù)后，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)由于周邊圍巖應(yīng)力卸荷將產(chǎn)生應(yīng)力重新分布，支護(hù)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)力，需通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)施來(lái)了解隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形等監(jiān)測(cè)物理量的變化規(guī)律，判斷支護(hù)結(jié)構(gòu)工作是否正常，以便采取措施。建立預(yù)警機(jī)制，保證工程安全，避免發(fā)生結(jié)構(gòu)和環(huán)境安全事故。4監(jiān)測(cè)內(nèi)容依據(jù)施工圖設(shè)計(jì)

9、中監(jiān)控量測(cè)方面的內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定以下必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目。4.1必測(cè)項(xiàng)目地質(zhì)與支護(hù)狀態(tài)觀察地表沉降觀測(cè)洞內(nèi)收斂量測(cè)拱頂下沉量測(cè)4.2選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移量測(cè)錨桿內(nèi)力量測(cè)鋼支撐內(nèi)力量測(cè)噴混凝土應(yīng)力量測(cè)二次襯砌壓應(yīng)力量測(cè)4.3監(jiān)測(cè)斷面布置兩條隧道川級(jí)圍巖約365m共布設(shè)18個(gè)斷面，W級(jí)圍巖約730m共布設(shè)48個(gè)斷面，V級(jí)圍巖共430m共布設(shè)43個(gè)斷面，共計(jì)110個(gè)斷面。4.4工程量清單表1工程量清單量測(cè)項(xiàng)目單位數(shù)量（個(gè)）一、必測(cè)項(xiàng)目地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)-淺埋地段地表沉降地表沉降觀測(cè)斷面8周邊位移水平收斂及周邊位移斷面110拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)斷面110二、選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移斷面6二襯

10、壓力量測(cè)斷面18混凝土應(yīng)力量測(cè)斷面30鋼支撐內(nèi)力量測(cè)斷面20錨桿內(nèi)力量測(cè)斷面305監(jiān)測(cè)方法5.1地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察細(xì)致的目測(cè)觀察，對(duì)于監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性是既省事而作用又很大的監(jiān)測(cè)方法，它可以獲得與圍巖穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)的直觀信息，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視，所以目測(cè)觀察是新奧法量測(cè)中的必測(cè)項(xiàng)目。（1）觀察目的1）預(yù)測(cè)開(kāi)挖面前方的地質(zhì)條件。2）為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)。3）根據(jù)噴層表面狀態(tài)及錨桿的工作狀態(tài)，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠程度。（2）觀察內(nèi)容1）掌子面地質(zhì)水文條件、巖性、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、有無(wú)斷層，是否偏壓、圍巖類(lèi)別,掌子面自穩(wěn)情況，地下水的影響情況等，并做好記錄。2）對(duì)初期支護(hù)效果觀察包括：錨桿的錨固效

11、果、噴層的光潔度、噴層有無(wú)裂縫,裂縫的部位、長(zhǎng)度、寬度、深度，噴層是否把鋼支撐全部覆蓋。5.2地表沉降觀測(cè)（1）監(jiān)測(cè)目的了解隧道開(kāi)挖過(guò)程中隧道頂部地表的最大沉降值，為調(diào)整隧道開(kāi)挖速度和支護(hù)強(qiáng)度參數(shù)提供依據(jù)，以確保隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的安全。（2）監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備使用精密水準(zhǔn)儀、銦鋼尺進(jìn)行監(jiān)測(cè)。用精密水準(zhǔn)儀以二級(jí)沉降監(jiān)測(cè)的精度（觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差w0.5mm來(lái)施測(cè)，組成變形監(jiān)測(cè)的高程監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)。儀器在開(kāi)始使用前均需檢定，作業(yè)過(guò)程中嚴(yán)格遵守規(guī)范。每次觀測(cè)都采用相同的觀測(cè)儀器，相同的觀測(cè)人員按相同的觀測(cè)線(xiàn)路進(jìn)行。監(jiān)測(cè)精度h=0.1mm（3）測(cè)點(diǎn)布置1）監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)是根據(jù)監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行

12、的，基準(zhǔn)點(diǎn)的形式和埋設(shè)可參考三等水準(zhǔn)點(diǎn)的要求進(jìn)行，其數(shù)目不少于3個(gè)，以便組成水準(zhǔn)控制網(wǎng)。對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)定期進(jìn)行校核，防止其本身發(fā)生變化，以保證沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在沉降監(jiān)測(cè)的初次觀測(cè)之前1個(gè)月埋設(shè)好。3070圖1基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)方法示意圖（單位:mm）埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)考慮如下因素，見(jiàn)圖1:基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在監(jiān)測(cè)對(duì)象的沉降影響范圍以外，保證其堅(jiān)固穩(wěn)定盡量遠(yuǎn)離道路和空壓機(jī)房等，以防受到碾壓和震動(dòng)的影響。力求通視良好，與觀測(cè)點(diǎn)接近，其距離不宜超過(guò)loom以保證監(jiān)測(cè)量精度。避免將基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在低洼容易積水處。2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置測(cè)點(diǎn)布置在洞口淺埋地段，共設(shè)置12個(gè)觀測(cè)橫斷面，每23m個(gè)測(cè)點(diǎn)。5m1535m10m153

13、5m5m隧道中心線(xiàn)隧道中心線(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)高圖2地表沉降觀測(cè)布置圖（4）監(jiān)測(cè)頻率開(kāi)挖面前后v30m2次/1天開(kāi)挖面后3080m1次/2天開(kāi)挖面后80m1次/7天（5）注意事項(xiàng)1）施工前應(yīng)作好監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備工作：如設(shè)置測(cè)點(diǎn)，引入高程控制點(diǎn)，配置水平高的監(jiān)測(cè)人員及水平儀等儀器。2）在布置測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意在位移量較大的地段將測(cè)點(diǎn)布置密一點(diǎn)。3）地表量測(cè)與地下洞室各項(xiàng)監(jiān)測(cè)應(yīng)同步進(jìn)行，以利于資料的相關(guān)分析。4）量測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果全部納入竣工資料，備查。（6）量測(cè)數(shù)據(jù)的整理1）繪制每一橫斷面沉降槽隨時(shí)間的變化關(guān)系圖；2）繪制每一橫斷面最大沉降量隨時(shí)間的變化關(guān)系圖；3）繪制每一橫斷面最大沉降量與開(kāi)挖面距離關(guān)系圖；4）對(duì)橫斷面

14、沉降槽垂直位移進(jìn)行回歸分析；5）對(duì)縱斷面沉降槽垂直位移進(jìn)行回歸分析；6）根據(jù)隧道頂部地表沉降及拱頂沉降值對(duì)土體內(nèi)部垂直位移進(jìn)行回歸分析;7）根據(jù)回歸分析數(shù)據(jù)求出每一斷面沉降穩(wěn)定值；主要成果曲線(xiàn)如圖35所示。襯砌中線(xiàn)u(mm)圖3橫斷面沉降隨時(shí)間變化圖Smax（mm）圖4橫斷面最大沉降量隨時(shí)間變化關(guān)系圖Smax(mm)圖5橫斷面最大沉降量隨開(kāi)挖面距離關(guān)系圖（7）處理措施1）在整理資料時(shí)，若發(fā)現(xiàn)地表位移量過(guò)大或下沉速度無(wú)穩(wěn)定趨勢(shì)時(shí)，對(duì)下部結(jié)構(gòu)應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。增加噴混凝土厚度，或加長(zhǎng)加密錨桿，或加掛更湊密更粗的鋼筋網(wǎng)；提前施作二次襯砌，要求通過(guò)反分析較核二次襯砌強(qiáng)度；提前施作仰拱。2）在整理資料時(shí)，

15、若發(fā)現(xiàn)地表下沉速度具有穩(wěn)定趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)據(jù)此求出隧道結(jié)構(gòu)初期支護(hù)及二次襯砌上的最終荷載，以便對(duì)結(jié)構(gòu)的安全度作出正確的判斷3）若經(jīng)過(guò)對(duì)各種量測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合反分析后，發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)或二次襯砌結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較大，在經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員同意后，可對(duì)下一段與此地質(zhì)類(lèi)型相近的支護(hù)參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整。5.3周邊位移及拱頂下沉量測(cè)（1）周邊位移監(jiān)測(cè)1）監(jiān)測(cè)目的地下工程開(kāi)挖后，凈空收斂也是反映圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的參數(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)可了解圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。2）監(jiān)測(cè)儀器使用收斂計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3）測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則周邊位移監(jiān)測(cè)最重要的是合理確定監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)量，而斷面數(shù)量的確定應(yīng)從國(guó)家隧道施工技術(shù)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容和設(shè)計(jì)圖紙要求

16、這兩方面充分考慮。并應(yīng)遵守如下原則：設(shè)計(jì)單位有指導(dǎo)意見(jiàn)的，按設(shè)計(jì)單位的指導(dǎo)意見(jiàn)考慮布置；若設(shè)計(jì)單位沒(méi)有指導(dǎo)意見(jiàn)的，按規(guī)范規(guī)定選擇具有代表性地段進(jìn)行布置。當(dāng)然，在施工過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整。每個(gè)斷面上周邊位移的測(cè)線(xiàn)數(shù)量，根據(jù)隧道地質(zhì)條件和施工方法的不同而不同，測(cè)線(xiàn)數(shù)量布置一般如表2所示。表2周邊位移量測(cè)斷面的測(cè)線(xiàn)數(shù)周邊位移測(cè)點(diǎn)與拱頂下沉測(cè)點(diǎn)布置在同一個(gè)斷面上。在同一斷面內(nèi)，收斂基地段開(kāi)挖方法一般地段特殊地段洞口附近埋深小于2B有膨脹壓力或偏壓地段全斷面開(kāi)挖1一條水平線(xiàn)三條或六條短臺(tái)階法二條水平線(xiàn)四條或六條四條或六條四條或六條多臺(tái)階法每一臺(tái)階一條水平測(cè)線(xiàn)每一臺(tái)階三條水平測(cè)線(xiàn)每一臺(tái)階三條水平

17、測(cè)線(xiàn)每一臺(tái)階三條水平測(cè)線(xiàn)線(xiàn)的布設(shè)，應(yīng)根據(jù)斷面大小、開(kāi)挖方法選擇不同的布置形式。結(jié)合本項(xiàng)目隧道開(kāi)挖方法，周邊收斂位移量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置圖如下圖6、圖7。安裝測(cè)點(diǎn)時(shí)，在被測(cè)斷面上用風(fēng)鉆機(jī)或沖擊鉆成孔，孔徑為40-80mm深度20cm在孔中填塞水泥砂漿后插入收斂預(yù)埋件，盡量使兩預(yù)埋件軸線(xiàn)在基線(xiàn)方向上并使銷(xiāo)與孔軸線(xiàn)處于垂直位置，上好保護(hù)帽，待砂漿凝固后即可點(diǎn)布置圖測(cè)。圖6上下臺(tái)階法開(kāi)挖周邊收斂位移量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖監(jiān)測(cè)斷面布置圖4）收斂觀測(cè)方法將百分表讀數(shù)調(diào)至2.53.0cm；將收斂計(jì)鋼尺掛鉤分別掛在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)上，收緊鋼尺，將銷(xiāo)釘插入鋼尺上適當(dāng)?shù)男】變?nèi)，用卡鉤將其固定；轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母使鋼尺收緊到觀測(cè)窗中

18、的線(xiàn)條與面板成一直線(xiàn)為止；讀取鋼尺百分表中的數(shù)值，兩者相加即為測(cè)點(diǎn)間距離；每次測(cè)量完畢后，先松開(kāi)調(diào)節(jié)螺母，然后退出卡鉤，將鋼尺取下，擦凈收好，并定期涂上防銹油脂；將每條測(cè)線(xiàn)前后兩次測(cè)線(xiàn)距離相減即可算出各測(cè)點(diǎn)間相對(duì)位移（即隧洞位移收斂值）。5）周邊位移監(jiān)測(cè)提交成果繪制位移量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；繪制位移速度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；繪制位移量與開(kāi)挖面距離關(guān)系曲線(xiàn)；找出位移一時(shí)間回歸曲線(xiàn)，求出最終凈空位移量；（2）拱頂下沉監(jiān)測(cè)1）監(jiān)測(cè)目的了解斷面變化情況，判斷拱頂?shù)姆€(wěn)定性，防止塌方。2）監(jiān)測(cè)儀器使用水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3）測(cè)點(diǎn)布置與周邊位移設(shè)在同一個(gè)斷面，測(cè)點(diǎn)布置示意圖如下圖8所示圖8拱頂下沉斷面測(cè)點(diǎn)布置

19、示意圖圖8拱頂下沉斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖4）監(jiān)測(cè)方法在拱頂固定一帶倒三角環(huán)的測(cè)樁，測(cè)試時(shí)將水準(zhǔn)儀安放在標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)和拱頂測(cè)點(diǎn)之間，銦鋼尺底端抵在標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)上，并將銦鋼尺調(diào)整到水平位置，然后通過(guò)水準(zhǔn)儀后視銦鋼尺記下讀數(shù)為Hi，再前視普通鋼卷尺（注意鋼卷尺在每次測(cè)試時(shí)均要保持相同的張緊力）記下讀數(shù)位H2，若標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)的高程為H。，則本次測(cè)試拱頂測(cè)點(diǎn)的高程為出H2H0，兩次不同測(cè)試的拱頂高程差即為兩次間隔時(shí)間內(nèi)的拱頂下沉。測(cè)試方法示意圖如圖9所示。測(cè)樁長(zhǎng)度要考慮噴射混凝土的厚度，不能將測(cè)樁埋入噴射混凝土的厚度內(nèi)。普通鋼卷尺銦鋼尺H0標(biāo)準(zhǔn)高程點(diǎn)圖9拱頂下沉測(cè)試方法示意圖5）注意事項(xiàng)在施工初期階段，或地質(zhì)較差

20、時(shí)，或位移下沉量及速度較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加量測(cè)斷面及量測(cè)頻率。測(cè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)可靠，并應(yīng)妥善保護(hù)，測(cè)量?jī)x器使用前應(yīng)嚴(yán)格標(biāo)定。各測(cè)量項(xiàng)目應(yīng)盡可能布置在同一斷面，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇具有代表性的地方，以便對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析及為以后的工作提供經(jīng)驗(yàn)。6）數(shù)據(jù)處理分析當(dāng)隧道水平位移收斂速度為0.10.2mm天，拱頂下沉位移速度為0.1mm/天時(shí)可以認(rèn)為圍巖已基本穩(wěn)定。對(duì)W、V級(jí)圍巖，應(yīng)根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定二次襯砌施作的適當(dāng)時(shí)間，施作過(guò)早可能使二次襯砌承受過(guò)大的荷載。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)凈空位移過(guò)大或收斂速度無(wú)穩(wěn)定趨勢(shì)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。若發(fā)現(xiàn)凈空位移收斂速度具有穩(wěn)定趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)據(jù)此求出隧道結(jié)構(gòu)初期支護(hù)及二次襯砌上的

21、最終荷載，以便對(duì)結(jié)構(gòu)的安全度做出正確的判斷。若經(jīng)過(guò)對(duì)各種量測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合反分析后，發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)或二次襯砌結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較大，在經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員同意后，可對(duì)下一段與此地質(zhì)類(lèi)型相近的支護(hù)參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整。對(duì)圍巖級(jí)別的變更及對(duì)支護(hù)參數(shù)的調(diào)整均必需有相應(yīng)的量測(cè)數(shù)據(jù)并得到設(shè)計(jì)方認(rèn)可。（3）注意事項(xiàng)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理1）在施工初期階段，或地質(zhì)較差時(shí)，或位移下沉量及速度較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加量測(cè)斷面及量測(cè)頻率。2）測(cè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)可靠，并應(yīng)妥善保護(hù)，測(cè)量?jī)x器使用前應(yīng)嚴(yán)格標(biāo)定。3）各測(cè)量項(xiàng)目應(yīng)盡可能布置在同一斷面，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇具有代表性的地方，以便對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析及為以后的工作提供經(jīng)驗(yàn)。（4）對(duì)測(cè)量資料的整理1）繪制位移量隨時(shí)間

22、變化的曲線(xiàn)；2）繪制位移速度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；3）繪制位移量與開(kāi)挖面距離關(guān)系曲線(xiàn)；4）找出位移-時(shí)間回歸曲線(xiàn)，求出最終凈空位移量；（5）圍巖穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)隧道水平位移收斂速度為0.10.2mm/天，拱頂下沉位移速度為0.1mm/天時(shí)可以認(rèn)為圍巖已基本穩(wěn)定。對(duì)W、V級(jí)圍巖，應(yīng)根據(jù)量測(cè)結(jié)果確定二次襯砌施作的適當(dāng)時(shí)間，施作過(guò)早可能使二次襯砌承受過(guò)大的荷載。（6）特殊情況處理在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)凈空位移過(guò)大或收斂速度無(wú)穩(wěn)定趨勢(shì)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行公路隧道施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，隧道周邊允許相對(duì)位移值見(jiàn)表3。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的主要措施如下：1）增加噴混凝土厚度，或加密錨桿，或加掛鋼筋網(wǎng)；2）提前施作二

23、次襯砌，要求通過(guò)反分析較核二次襯砌強(qiáng)度；3）提前視作仰拱。表3隧道周邊允許相對(duì)位移值（）、r覆蓋層厚度圍巖級(jí)別v50m50300m300m川0.10.30.20.50.41.2IV0.150.50.41.20.82.0V0.20.80.61.61.03.0注：相對(duì)位移值是指實(shí)測(cè)位移值與兩側(cè)點(diǎn)距離之比，或拱頂下沉與隧道寬度比；脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值；I、U、W級(jí)圍巖可按工程類(lèi)比初步選定允許值范圍；本表所列數(shù)值可在施工過(guò)程中通過(guò)實(shí)測(cè)和資料積累作適當(dāng)修正。5.4圍巖內(nèi)部位移（1）目的為了探明支護(hù)系統(tǒng)上承受的荷載，進(jìn)一步研究支架與圍巖相互作用之間的關(guān)系，不僅需要量測(cè)支護(hù)空間產(chǎn)生的相

24、對(duì)位移（或空間斷面的變形），而且還需要對(duì)圍巖深部巖體位移進(jìn)行監(jiān)測(cè):確定圍巖位移隨深度變化的關(guān)系；找出圍巖的移動(dòng)范圍，深入研究支架與圍巖相互作用的關(guān)系；判斷開(kāi)挖后圍巖的松動(dòng)區(qū)、強(qiáng)度下降區(qū)以及彈性區(qū)的范圍；判斷錨桿長(zhǎng)度是否適宜，以便確定合理的錨桿長(zhǎng)度。（2）量測(cè)儀器圍巖內(nèi)部位移量測(cè)的儀器，主要使用位移計(jì)，它可量測(cè)隧道不同深度處圍巖位移量，隨著巖土工程的發(fā)展，位移計(jì)被廣泛應(yīng)用于地下空間圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。目前較多采用機(jī)械式位移計(jì)，按位移計(jì)可以測(cè)取位移量的個(gè)數(shù)多少。位移計(jì)可分為單點(diǎn)位移計(jì)和多點(diǎn)位移計(jì)，而單點(diǎn)位移計(jì)只能量測(cè)圍巖內(nèi)某一深度處的位移量，多點(diǎn)位移計(jì)可在圍巖內(nèi)部不同深度埋設(shè)多個(gè)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)量測(cè)圍巖內(nèi)不

25、同深度處位移量，在工程實(shí)踐中被廣泛采用。多點(diǎn)位移計(jì)的工作原理是將隧道圍巖內(nèi)部不同深度處某些點(diǎn)的位移狀態(tài)通過(guò)與之固定的某種傳遞介質(zhì)（桿、弦）引至巖體外部，以便進(jìn)行量測(cè)。每個(gè)位移點(diǎn)由錨頭、位移傳遞桿和量測(cè)端頭組成，量測(cè)時(shí)以基準(zhǔn)面為表面基準(zhǔn)，每次測(cè)量出圍巖內(nèi)部各測(cè)點(diǎn)到表面基準(zhǔn)的距離，同一測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻量測(cè)得到的距離差值即為該點(diǎn)在此時(shí)間內(nèi)圍巖表面與圍巖內(nèi)部測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位移，測(cè)點(diǎn)相對(duì)位移用專(zhuān)用的百分表直接測(cè)得。（3）提交成果根據(jù)圍巖內(nèi)變位曲線(xiàn)判斷圍巖內(nèi)強(qiáng)度下降區(qū)和松動(dòng)區(qū)的限界，繪制圍巖內(nèi)變位曲線(xiàn)，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。5.5錨桿內(nèi)力（1）監(jiān)測(cè)目的為了觀測(cè)錨桿加固效果和荷載的形成與變化，了解錨桿與周邊

26、圍巖之間的相互作用，判斷隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（2）監(jiān)測(cè)儀器及精度使用鋼筋計(jì)和頻率計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，鋼筋計(jì)分辨力為0.07%F.S.。（3）測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則沿隧道周邊分別在拱頂、拱腰及拱腳打53個(gè)鉆孔，孔徑60mm如圖10-11所示。鉆孔深度視圍巖級(jí)別不等，一般IV、V級(jí)圍巖3.5m,II、III級(jí)圍巖3.0m。每個(gè)鉆孔內(nèi)安裝一根測(cè)力錨桿，每個(gè)錨桿上預(yù)置4個(gè)鋼筋計(jì)，如圖10-12所示。每根線(xiàn)代表4根測(cè)試電纜圖10IV、v級(jí)圍巖錨桿應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖每根線(xiàn)代表4根測(cè)試電纜圖11II、山級(jí)圍巖錨桿應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)布置示意圖測(cè)量方法安裝完畢用頻率計(jì)測(cè)定并記錄下每個(gè)鋼筋計(jì)的讀數(shù)作為初值fo;下次用頻率計(jì)測(cè)定的讀數(shù)作為測(cè)

27、量值為fi，根據(jù)儀器測(cè)定公式換算得到該次測(cè)量時(shí)對(duì)應(yīng)位置錨桿的應(yīng)力值。提交監(jiān)測(cè)成果錨桿應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)布置圖；錨桿應(yīng)力觀測(cè)記錄及報(bào)表；錨桿應(yīng)力一時(shí)間歷時(shí)關(guān)系曲線(xiàn)。錨桿應(yīng)力-錨桿深度歷時(shí)關(guān)系曲線(xiàn)。5.6二次襯砌應(yīng)力監(jiān)測(cè)目的主要量測(cè)兩層襯砌之間的相互作用力，以此評(píng)價(jià)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀況及合理性。監(jiān)測(cè)儀器及精度使用壓力傳感器和頻率計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，土壓力計(jì)分辨力為0.05%F.S.測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則在每一斷面上，沿隧道周邊拱頂、拱腰及邊墻埋設(shè)至少5個(gè)壓力傳感器，將鋼弦式壓力傳感器分別埋設(shè)在噴射混凝土與二次襯砌之間。噴射混凝土與二次襯砌之間的壓力盒是在掛防水板之前進(jìn)行安設(shè)，測(cè)取二次模筑混凝土襯砌所受的壓力?；炷吝_(dá)到初凝強(qiáng)

28、度后開(kāi)始測(cè)取讀數(shù)。每個(gè)斷面至少5個(gè)量測(cè)位置，二襯壓力量測(cè)計(jì)劃設(shè)置7個(gè)測(cè)點(diǎn)，量測(cè)采用頻率計(jì)進(jìn)行，測(cè)點(diǎn)布置如圖13、圖14所示。圖13圍巖壓力測(cè)點(diǎn)布置圖14初支與二襯間接觸應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置測(cè)量方法安裝完畢用頻率計(jì)測(cè)定并記錄下每個(gè)鋼筋計(jì)的讀數(shù)作為初值fo;下次用頻率計(jì)測(cè)定的讀數(shù)作為測(cè)量值為fi，根據(jù)儀器測(cè)定公式換算得到該次測(cè)量時(shí)對(duì)應(yīng)位置圍巖應(yīng)力值。提交監(jiān)測(cè)成果初支與二襯壓力觀測(cè)點(diǎn)布置圖；初支與二襯壓力觀測(cè)記錄及報(bào)表；初支與二襯壓力一時(shí)間歷時(shí)關(guān)系曲線(xiàn)。5.7混凝土應(yīng)力量測(cè)目的了解混凝土層的變形特性以及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)；掌握噴層所受應(yīng)力的大小，判斷噴射混凝土層的穩(wěn)定狀況；檢驗(yàn)二次襯砌設(shè)計(jì)的合理性；積累資料。

29、監(jiān)測(cè)儀器及精度使用應(yīng)力計(jì)和頻率計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，土壓力計(jì)分辨力為0.05%F.S。測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則沿隧道周邊拱頂、拱腰及邊墻在噴射混凝土內(nèi)埋設(shè)5個(gè)傳感器，圍巖初噴以后，在初噴面上固定應(yīng)力計(jì)，然后再?gòu)?fù)噴，將傳感器全部覆蓋并使傳感器居中。復(fù)噴混凝土達(dá)到初凝強(qiáng)度時(shí)開(kāi)始測(cè)取讀數(shù)。I級(jí)圍巖不做此量測(cè)如圖15所示圖15初噴內(nèi)應(yīng)力傳感器布置示意圖（4）測(cè)量方法安裝完畢用頻率計(jì)測(cè)定并記錄下每個(gè)鋼筋計(jì)的讀數(shù)作為初值fo;下次用頻率計(jì)測(cè)定的讀數(shù)作為測(cè)量值為fi，根據(jù)儀器測(cè)定公式換算得到該次測(cè)量時(shí)對(duì)應(yīng)位置錨桿的應(yīng)力值。（5）提交監(jiān)測(cè)成果1）噴砼內(nèi)應(yīng)力觀測(cè)點(diǎn)布置圖；2）噴砼內(nèi)應(yīng)力觀測(cè)記錄及報(bào)表；3）噴砼內(nèi)應(yīng)力一時(shí)間歷時(shí)關(guān)系曲線(xiàn)

30、。5.8控制測(cè)量項(xiàng)目及測(cè)試方法控制測(cè)量項(xiàng)目及測(cè)試方法見(jiàn)表4表4控制測(cè)量項(xiàng)目及方法一覽表項(xiàng)目名稱(chēng)方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間必測(cè)項(xiàng)目地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及支護(hù)裂隙觀察或描述，地質(zhì)羅盤(pán)及規(guī)尺等開(kāi)挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行每次爆破后、支護(hù)后進(jìn)行地表卜沉水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺淺埋地表，每23m一個(gè)測(cè)占八、開(kāi)挖面前后v30m，2次/1天開(kāi)挖面后3080m1次/2天水平收斂及拱頂下沉量測(cè)收斂計(jì)、水平儀V級(jí)圍巖每1520米一個(gè)，W級(jí)圍巖每20-40米一個(gè)爆破后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行0-1B2B-3B3B-5B5B1-2次/天1次/天1次/天1次/周、選測(cè)項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)桿式位移計(jì)每一級(jí)圍巖段選一斷面，每個(gè)斷面31

31、1個(gè)測(cè)點(diǎn)爆破24小時(shí)后內(nèi)進(jìn)行0-15天16天B-1月1-3月3月1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月二次壓力壓力盒每一級(jí)圍巖段選一組，每組25個(gè)斷面，每斷面711個(gè)測(cè)點(diǎn)二次襯砌施作后開(kāi)始0-15天16天B-1月1-3月3月1次/天1次/2天2次/周2次/月錨桿內(nèi)力錨桿測(cè)力計(jì)或鋼筋計(jì)及拉拔儀每一級(jí)圍巖段選一組，每組35根錨桿施作后進(jìn)行018m1836m3690m90m1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月鋼支撐內(nèi)力應(yīng)變片及支柱壓力計(jì)每2030榀鋼支撐中選一榀，每一級(jí)圍巖段選一組，每組35個(gè)測(cè)占八、鋼支撐施作后開(kāi)始0-15天16天B-1月1-3月3月1-2次/天1次/2天1-2次

32、/周1-3次/月混凝土應(yīng)力應(yīng)力計(jì)每2030榀鋼支撐中選一榀，每一級(jí)圍巖段選一組，每組35個(gè)測(cè)占八、二次襯砌施作前開(kāi)始0-15天16天B-1月1-3月3月1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月6控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范和地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50299-1999規(guī)定，隧道施工中出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即停工，采取措施進(jìn)行處理：（1）周邊及開(kāi)挖面塌方、滑坡及破裂；（2）量測(cè)數(shù)據(jù)有不斷增大的趨勢(shì)，并可能達(dá)到警戒值；（3）支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大或出現(xiàn)明顯的受力裂縫且不斷發(fā)展；（4）時(shí)態(tài)曲線(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有變緩趨勢(shì)。（5）施工前方有明顯的溶洞并賦存水。對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)各種圍

33、巖的絕對(duì)值判斷標(biāo)準(zhǔn)可見(jiàn)相關(guān)規(guī)范，此外，還可通過(guò)變形速度的變化趨勢(shì)來(lái)判斷圍巖的安全性：1)2)3)d2udt2:0dhodt2d2udt2即變形速率不斷下降,圍巖趨于穩(wěn)定;即變形速率保持不變，應(yīng)發(fā)出警告，及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng);則表示變形速率不斷增加,已進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，須立即停工,采取有效的工程措施進(jìn)行加固7監(jiān)測(cè)質(zhì)量與安全保證措施7.1監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證措施為保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠及連續(xù)性，特制定以下各項(xiàng)質(zhì)量保證措施：1）監(jiān)測(cè)組與施工、監(jiān)理工程師密切配合工作，及時(shí)向施工、監(jiān)理工程師報(bào)告情況和問(wèn)題，并提供有關(guān)切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)記錄。2）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目人員要相對(duì)固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。3）監(jiān)測(cè)儀器采用專(zhuān)人使用、專(zhuān)人保養(yǎng)

34、、專(zhuān)人檢校的管理。4）監(jiān)測(cè)設(shè)備在使用前均應(yīng)經(jīng)過(guò)檢校，合格后方可使用。5）各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目在監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則。6）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均要經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，室內(nèi)兩級(jí)復(fù)核后方可上報(bào)。7）各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目從設(shè)備的管理、使用及資料的整理均設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)。8）針對(duì)施工各關(guān)鍵問(wèn)題，及時(shí)分析數(shù)據(jù)、反饋信息，指導(dǎo)施工。監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證體系如圖16。圖16監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證體系框圖7.2監(jiān)測(cè)安全保證措施安全保證體系建立強(qiáng)有力的安全生產(chǎn)保證體系，既注重安全思想宣傳教育和安全技能培訓(xùn)，又注重日常安全生產(chǎn)工作的檢查、落實(shí)。安全監(jiān)測(cè)保證體系見(jiàn)圖17。安全生產(chǎn)保證體系圖17安全監(jiān)測(cè)保證體系圖其它經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)懲普專(zhuān)及業(yè)教教育育安全管理制度根據(jù)國(guó)家及相關(guān)

35、部門(mén)頒布的有關(guān)工程安全規(guī)定，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，制定如下安全管理制度：1)安全責(zé)任制實(shí)行崗位責(zé)任制，把安全生產(chǎn)納入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。明確分工，責(zé)任到人，做到齊抓共管，抓管理、抓制度、抓隊(duì)伍素質(zhì)，盯住現(xiàn)場(chǎng)，跟班作業(yè)，抓住關(guān)鍵，超前預(yù)防。2)安全教育培訓(xùn)所有的管理人員、專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員都要接受安全教育，具體由安全生產(chǎn)管理委員會(huì)組織安排培訓(xùn)內(nèi)容。3）安全事故申報(bào)和獎(jiǎng)懲制度進(jìn)行定期和不定期的安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故隱患，做到安全檢查有記錄。引入經(jīng)濟(jì)機(jī)制，把安全工作與工資、獎(jiǎng)金掛鉤。4）安全檢查制度在監(jiān)控作業(yè)過(guò)程中加強(qiáng)安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，提出安全整改意見(jiàn)和措施，并督促落實(shí)，確保作業(yè)安全。（3）監(jiān)控量測(cè)

36、期間安全保證措施及人身安全保證措施1）監(jiān)控量測(cè)期間安全保證措施a.臨時(shí)用電及照明安全措施建立、健全供用電設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)操作規(guī)程。運(yùn)行及維護(hù)人員必須熟悉操作規(guī)程，熟悉供用電系統(tǒng)的情況。b.機(jī)械設(shè)備、元器件作業(yè)安全措施監(jiān)控量測(cè)作業(yè)前，操作人員必須認(rèn)真聽(tīng)取技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)交底及有關(guān)安全注意事項(xiàng)，并對(duì)儀器設(shè)備作詳細(xì)檢查，作業(yè)中集中精力，不得擅自離開(kāi)工作崗位。2）人員安全保證措施開(kāi)工前對(duì)職工進(jìn)行崗前培訓(xùn)，進(jìn)行安全基本知識(shí)和技能教育，進(jìn)行遵章守紀(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的教育，經(jīng)考試合格持證上崗。對(duì)監(jiān)控量測(cè)地段建立日常巡查制度，對(duì)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)地段實(shí)施安全員跟班監(jiān)督制度，并接受安全監(jiān)察人員的監(jiān)督檢查。第二部分隧道超前地質(zhì)預(yù)

37、報(bào)實(shí)施大綱1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)主要包括常規(guī)地質(zhì)方法、工程物探方法等，在預(yù)報(bào)時(shí)一定要結(jié)合隧道掌子面前方的具體情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，進(jìn)一步拓寬隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)概念的含義。特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件隧道施工過(guò)程中，在加強(qiáng)工程地質(zhì)分析的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程物探對(duì)隧道不良地質(zhì)進(jìn)行超前地質(zhì)探測(cè)預(yù)報(bào)研究，為工程設(shè)計(jì)及施工提供工程地質(zhì)資料。避免工程地質(zhì)災(zāi)害，從而保證施工安全。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要目的為：（1）預(yù)報(bào)開(kāi)挖掌子面前方的巖性變化或圍巖類(lèi)別；（2）掌子面前方可能出現(xiàn)的地質(zhì)斷層及巖石破碎帶的情況；（3）掌子面前方軟巖地段的位置和長(zhǎng)度；（4）開(kāi)挖段前方巖體是否含水及可能的涌水情況等。（5）通過(guò)對(duì)隧道洞身

38、范圍內(nèi)（特別是掌子面前方）的巖體破碎地段、斷層發(fā)育等不良地質(zhì)的預(yù)測(cè)和分析，給掌子面的開(kāi)挖提供重要的指導(dǎo)。2超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的原則根據(jù)隧道工程線(xiàn)路長(zhǎng)度、地質(zhì)條件等實(shí)際情況，堅(jiān)持超前地質(zhì)預(yù)報(bào)“三結(jié)合”和風(fēng)險(xiǎn)靶段劃分原則，即“地質(zhì)與物探、鉆探結(jié)合，洞內(nèi)外結(jié)合，長(zhǎng)短及不同物探方法結(jié)合”，在對(duì)隧道風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)的基礎(chǔ)上，采用相對(duì)應(yīng)的預(yù)報(bào)方案。（1）地質(zhì)與物探、鉆探結(jié)合地質(zhì)分析工作是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)，在較好了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，才能使物探的解釋結(jié)果更接近真實(shí)情況，大大減少物探多解性帶來(lái)的難題，離開(kāi)了地質(zhì)的物探極易偏離真實(shí)的地質(zhì)，離開(kāi)了物探的地質(zhì)就很難將施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作細(xì)化。（2）洞內(nèi)外結(jié)合野外地

39、質(zhì)調(diào)查與洞內(nèi)地質(zhì)素描和洞內(nèi)預(yù)報(bào)成果相結(jié)合，即宏觀地質(zhì)分析與具體的施工超前預(yù)報(bào)相結(jié)合長(zhǎng)短及不同物探方法結(jié)合長(zhǎng)期超前預(yù)報(bào)探測(cè)距離較長(zhǎng)，但準(zhǔn)確性稍差，短期超前預(yù)報(bào)探測(cè)距離較短，但準(zhǔn)確性較高，兩者的結(jié)合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，有效提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性；各種物探方法各有千秋，單獨(dú)采用一種方法往往精度達(dá)不到要求。而不同物探方法的結(jié)合，則可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，有效提高超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。3隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案，為了保證施工安全，根據(jù)業(yè)主和設(shè)計(jì)文件要求，在高風(fēng)險(xiǎn)地段實(shí)施綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)手段包括TSP地震波探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)、紅外探水儀探測(cè)以及超前水平鉆探。3.1TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)TSP203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，是

40、專(zhuān)門(mén)為隧道和地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研制開(kāi)發(fā)的，是目前在該領(lǐng)域的最先進(jìn)設(shè)備，它能方便快捷預(yù)報(bào)掌子面前方100-200m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，包括隧道前方巖性的變化、破碎帶和軟弱層的位置寬度、是否含水、是否存在不良地質(zhì)體等，通過(guò)探測(cè)為隧道工程以及變更施工工藝提供依據(jù)。這將大大減少隧道施工帶來(lái)的危險(xiǎn)性，減少人員和機(jī)械損傷，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。測(cè)試儀器采用瑞士Amberg測(cè)量技術(shù)公司最新生產(chǎn)的TSP203型(TunnelSeismicPrediction)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備。與TSP202相比，TSP203在硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等方面都作了較大改進(jìn)，其軟件編程除了考慮與WINDOW視窗的兼

41、容之外，還特別強(qiáng)調(diào)了軟件的智能化和評(píng)估結(jié)果輸出的靈活性。圖1為T(mén)SP203系統(tǒng)組件簡(jiǎn)圖。圖1TSP203系統(tǒng)組件簡(jiǎn)圖探測(cè)原理|i像所有振動(dòng)測(cè)量方法一樣,TSP測(cè)量方法也需要振動(dòng)發(fā)射源和接受裝置。TSP測(cè)量系統(tǒng)是通過(guò)在掘進(jìn)面后方一定距離內(nèi)的鉆孔內(nèi)施以微型爆破來(lái)發(fā)射聲波信號(hào)的，爆破引發(fā)的地震波在巖體中以球面的形式向四周傳播，其中一部分向隧道前方傳播，當(dāng)波在隧道前方遇到異面時(shí)，將有一部分波從界面處反射回來(lái)，界面兩側(cè)巖石的強(qiáng)度差別越大，反射回來(lái)的信號(hào)也越強(qiáng)。放射信號(hào)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后到達(dá)接受傳感器，被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行放大。從起爆到反射信號(hào)被傳感器接收的這段時(shí)間是與反射面的距離成比例的，通過(guò)反射的時(shí)間與地

42、震波傳播速度的換算就可以將反射界面的位置、與隧道軸線(xiàn)的交角以及與隧道掘進(jìn)面的距離確定下來(lái)；同樣使用TSP也可以將隧道上方或下方存在的巖性變化帶的位置方便地探測(cè)出來(lái)。圖2為T(mén)SP超前預(yù)報(bào)測(cè)量原理，圖3為T(mén)SP203系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量圖示。圖2TSP超前預(yù)報(bào)測(cè)量原理28/38rwdiverrwdiverllitratloneKplosiwewHheloeMetrierblasting圖3TSP203系統(tǒng)組件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量圖示為達(dá)到探測(cè)隧道前方和周?chē)刭|(zhì)情況的目的，在TSP測(cè)量系統(tǒng)中使用了三對(duì)高敏加速度傳感器，三對(duì)加速度傳感器通過(guò)一根金屬桿連接在一起，分別以平行和垂直隧道軸線(xiàn)的方向定位在專(zhuān)門(mén)的傳感器鉆孔內(nèi)，

43、傳感器的這種布置方式能保證接收有各種不同角度反射回來(lái)的反射信號(hào)，使用三對(duì)水平和垂直布置的傳感器還能有效地減少干擾信號(hào)的影響。由傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)上,整個(gè)測(cè)量過(guò)程也是通過(guò)這臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成的。測(cè)量工作結(jié)束后將存儲(chǔ)在小型計(jì)算機(jī)上的地震信號(hào)作進(jìn)一步的分析處理之用。TSP測(cè)量系統(tǒng)配備有專(zhuān)門(mén)的分析軟件，分析軟件的主要任務(wù)之一是對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行各種數(shù)值濾波、選擇放大等，以獲得清晰的反射圖像。分析軟件的另一功能是將反射波圖像所提供的信息與隧道的空間坐標(biāo)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算求出反射事件本身的空間位置以及與隧道的相對(duì)位置。這些數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果和解釋正是TSP地質(zhì)超

44、前預(yù)報(bào)的最終結(jié)果。（3）探測(cè)方法探測(cè)的基本步驟為：鉆孔布置一一施工鉆孔一一數(shù)據(jù)采集一一數(shù)據(jù)分析一報(bào)告提交。1）測(cè)線(xiàn)測(cè)點(diǎn)布置TSP-203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是利用振動(dòng)波的反射來(lái)進(jìn)行探測(cè)的。振動(dòng)波由在特定位置人為制造的小型爆破產(chǎn)生，一般是沿隧道一側(cè)洞壁布置24個(gè)爆破點(diǎn)，爆破點(diǎn)平行于隧道底面呈直線(xiàn)排列，孔距1.5m,孔深1.5m,炮孔垂直于邊墻向下傾斜15200,以利于灌水堵孔。距最后的爆破點(diǎn)1520m處設(shè)接收器點(diǎn)（在一側(cè)或雙側(cè)），接收器安裝孔的孔深2m內(nèi)置接收傳感器。圖4為觀測(cè)系統(tǒng)與隧道關(guān)系平面示意圖。接收器孔215米15米接收器孔152米炮孔S11.5m1.5m*S2S3隧道軸TAS23S24掌子面圖

45、4觀測(cè)系統(tǒng)與隧道關(guān)系平面示意圖2）探測(cè)方法在測(cè)量過(guò)程中，逐次引爆爆破點(diǎn)的炸藥（約20-30g，根據(jù)圍巖不同適時(shí)調(diào)整），制造出小型地震波，地震波遇到節(jié)理面、地層層面、破碎帶界面和溶洞、暗河等不良地質(zhì)界面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，反射波的強(qiáng)度及傳送時(shí)間反映了相關(guān)界面的性質(zhì)、產(chǎn)狀、據(jù)接受點(diǎn)的距離。接受傳感器將接受到的反射波數(shù)據(jù)傳輸給記錄儀電腦儲(chǔ)存起來(lái)，利用處理軟件對(duì)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成反映隧道相關(guān)界面的隧道影像點(diǎn)圖，由分析人員進(jìn)行解釋?zhuān)玫角胺降牡刭|(zhì)情況。3）資料分析與處理采集的TSP數(shù)據(jù)，通過(guò)TSPwin軟件進(jìn)行處理，獲得P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面和反射層提取以及巖石物性參數(shù)等一系列

46、成果。在成果解釋中，以P波資料為主對(duì)巖層進(jìn)行劃分，結(jié)合橫波資料對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。解釋中，遵循以下準(zhǔn)則：正反射振幅表明硬巖層，負(fù)反射振幅表明軟巖層。若S波反射較P波強(qiáng)，則表明巖層飽含水。Vp/Vs增加或S突然增大，常常由于流體的存在而引起。若Vp下降，貝憔明裂隙或孔隙度增加。探測(cè)結(jié)果以報(bào)告的形式提交，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)掌子面前方巖體進(jìn)行分段描述，包括巖性的變化、含水情況、是否存在不良地質(zhì)體等。（4）注意事項(xiàng)1）嚴(yán)格按規(guī)定布置震源和傳感器鉆孔，并保證質(zhì)量，特別是孔距、傾角等;鉆孔前，應(yīng)用測(cè)量?jī)x器測(cè)定接收器孔和炮孔的位置，接收器孔和炮孔在同一水平面上，并用紅油漆作標(biāo)記。炮孔要標(biāo)記序號(hào)。2）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要

47、求施工鉆孔，若測(cè)定的位置無(wú)法鉆孔，可在以測(cè)點(diǎn)為圓心半徑20cm的范圍內(nèi)鉆孔。3）注意選擇接收器孔的位置，不應(yīng)在松散圍巖中。接收器孔身要直?？變?nèi)巖屑和泥漿要用水沖出孔外。4）注意保護(hù)炮孔，成孔條件好的，孔內(nèi)巖屑和泥漿要用水沖出孔外，以免炸藥包放置不到位。成孔條件差的，完鉆后要將柱狀物（錨桿等）留在孔中，防止圍巖掉塊。5）在洞內(nèi)的實(shí)際探測(cè)過(guò)程中，盡最大努力減少噪音和漏炮；6）若發(fā)現(xiàn)前方有可能存在不良地質(zhì)體或含水，施工單位應(yīng)打超前鉆孔，以保證施工安全。3.2地質(zhì)雷達(dá)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)（1）測(cè)試儀器美國(guó)GSSI是目前世界上最好的生產(chǎn)地質(zhì)雷達(dá)的廠家，它的產(chǎn)品遍布全球，目前超過(guò)1800套，占全球銷(xiāo)量80%上，在

48、中國(guó)200余套，占中國(guó)市場(chǎng)份額的75鳩上。創(chuàng)始于1969年的美國(guó)地球物理探測(cè)公司（GSSI公司），是世界上第一家專(zhuān)業(yè)研制探地雷達(dá)的公司，其前身為美國(guó)宇航局。隨著60年代末期美國(guó)宇航局專(zhuān)門(mén)為阿波羅計(jì)劃所研制的專(zhuān)用儀器，成功地探測(cè)到月球表面塵埃之后，世界上第一臺(tái)進(jìn)入民用的商用探地雷達(dá)得以在美國(guó)推出，它就是美國(guó)GSSI公司生產(chǎn)的SIR系列探地雷達(dá)的前身。它用電磁波為地質(zhì)勘察服務(wù)，為勘察方法起到了革命性的推動(dòng)作用。圖5為我單位的地質(zhì)雷達(dá)SIR3000及100MHz天線(xiàn)。圖5地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)及天線(xiàn)SIR3000主要特點(diǎn)：1）SIR-3000型雷達(dá)的一體化設(shè)計(jì)，加上內(nèi)置式可充電電池，性能堅(jiān)固耐用，整機(jī)僅4公斤

49、重，是目前市場(chǎng)上最輕便的雷達(dá)系統(tǒng)；2）SIR-3000型雷達(dá)高分辨率強(qiáng)光型液晶顯示，可在野外強(qiáng)光下操作；3）除了傳統(tǒng)的USBEthernet,RS-232等接口外，還配備了獨(dú)特的微型閃存裝置，提供更便捷、快速的數(shù)據(jù)傳輸方式；4）目前GSSI公司提供的雷達(dá)天線(xiàn)種類(lèi)是最多，使購(gòu)買(mǎi)我們雷達(dá)的用戶(hù)具有了強(qiáng)大的擴(kuò)展余地，可滿(mǎn)足不同工程檢測(cè)的需要。而且，所有的天線(xiàn)都可與SIR-3000型雷達(dá)主機(jī)兼容。頻率從16MHz到2.2GMHz可選；我單位共有從900MHz到100MHz四種天線(xiàn)，完全滿(mǎn)足膠州灣隧道的精度預(yù)報(bào)要求。5）天線(xiàn)和主機(jī)之間使用完全頻蔽的同軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，更加結(jié)實(shí)耐用，防土、防塵能力強(qiáng)，不

50、受環(huán)境限制。6）GSSI公司開(kāi)發(fā)的各種功能的雷達(dá)軟件包更豐富了雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用，除了配備專(zhuān)用的雷達(dá)數(shù)據(jù)后處理軟件，用戶(hù)還可根據(jù)自己需要選擇特殊功能的軟件模塊，并且所有雷達(dá)軟件基于Windows2000/NT/XR可在PC機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（2）探測(cè)原理地質(zhì)雷達(dá)（GroundPenetratingRadar，簡(jiǎn)稱(chēng)GPR也稱(chēng)作探地雷達(dá)，是一種電磁探測(cè)技術(shù)，它利用地下介質(zhì)對(duì)廣譜電磁波（107109Hz）的不同響應(yīng)來(lái)確定地下介質(zhì)的分布特征。主要是通過(guò)觀測(cè)位移電流的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)其探測(cè)目的。其應(yīng)用范圍涉及公路、鐵路、水電站、煤礦、隧道、礦產(chǎn)資源和考古等各個(gè)領(lǐng)域。發(fā)射天線(xiàn)將高頻短脈沖電磁波定向送入地下，電磁波在

51、傳播過(guò)程中遇到存在電性差異的地層或目標(biāo)體就會(huì)發(fā)生反射和透射，接收天線(xiàn)收到反射波信號(hào)并將其數(shù)字化，然后由電腦以反射波波形的形式記錄下來(lái)。對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，通過(guò)分析這些攜有地下介質(zhì)電信息的電磁波，可根據(jù)其旅行時(shí)間、幅度和波形，判斷地下目標(biāo)體的空間位置、結(jié)構(gòu)及其分布。探地雷達(dá)是在對(duì)反射波形特性分析的基礎(chǔ)上來(lái)判斷地下目標(biāo)體的，所以其探測(cè)效果主要取決于地下目標(biāo)體與周?chē)橘|(zhì)的電性差異、電磁波的衰減程度、目標(biāo)體的埋深以及外部干擾的強(qiáng)弱等。其中，目標(biāo)體與介質(zhì)間的電性差異越大，二者的界面就越清晰，表現(xiàn)在雷達(dá)剖面圖上就是同相軸不連續(xù)。可以說(shuō)，目標(biāo)體與周?chē)橘|(zhì)之間的電性差異是探地雷達(dá)探測(cè)的基本條件。地

52、質(zhì)雷達(dá)能預(yù)報(bào)掌子面前方地層巖性的變化，對(duì)于斷裂帶特別是含水帶、破碎帶有較高的識(shí)別能力。在深埋隧道和富水地層以及溶洞發(fā)育地區(qū)，地質(zhì)雷達(dá)是一個(gè)很好的預(yù)報(bào)手段。但是地質(zhì)雷達(dá)目前探測(cè)的距離較短，大約在2030m之間，對(duì)于長(zhǎng)距離隧道的預(yù)報(bào)只能分段進(jìn)行，同時(shí)雷達(dá)記錄易受洞內(nèi)機(jī)器干擾，探測(cè)分析中要特別注意波相識(shí)別，排除干擾。（3）探測(cè)方法在隧道進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)時(shí)主要按照以下流程進(jìn)行：1）檢查和記錄隧道掌子面的圍巖情況；2）完成雷達(dá)主機(jī)和天線(xiàn)以及專(zhuān)用采集筆記本電腦的連接和調(diào)試；3）準(zhǔn)備進(jìn)入采集模式，盡量避免各種電磁的干擾和串?dāng)_；4）根據(jù)采集方式，確定天線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。資料分析與處理采用美國(guó)雷達(dá)專(zhuān)用

53、處理軟件和我單位自行開(kāi)發(fā)的二次處理軟件，根據(jù)雷達(dá)波波形、相位、頻率和能量等參數(shù)可以基本準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)掌子面前方中小型溶洞、斷層破碎帶和地下水，且探地雷達(dá)相對(duì)于TSP來(lái)說(shuō)，具有探小溶洞和探水優(yōu)勢(shì)。探地雷達(dá)是用發(fā)射天線(xiàn)向巖體發(fā)射有一定寬度的高頻電磁波，巖體中的介質(zhì)因介電常數(shù)&的不同而反射雷達(dá)波被接收天線(xiàn)接收。介電常數(shù)差是雷達(dá)工作的基礎(chǔ)。空氣的介電常數(shù)為1，巖石的介電常數(shù)為420，水的介電常數(shù)為81，水的電導(dǎo)率遠(yuǎn)高于灰?guī)r、砂巖等巖石，因而探地雷達(dá)對(duì)水有特別的敏感性。a.雷達(dá)波對(duì)水和含水率高的介質(zhì)的反射強(qiáng)烈，反射波強(qiáng)度大；b.雷達(dá)波從其它介質(zhì)到含水層界面的反射波相位與入射波相反；c.雷達(dá)波通過(guò)含水體后，高頻成分被吸收，反射波的優(yōu)勢(shì)頻率降低;d.雷達(dá)波遇中小型溶洞有明顯的“雙曲線(xiàn)”反映。4超前地質(zhì)預(yù)報(bào)質(zhì)量與安全保證措施4.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)質(zhì)量保證措施為保證超前地質(zhì)預(yù)報(bào)資料的真實(shí)可靠及連續(xù)性，應(yīng)遵循以下各項(xiàng)質(zhì)量保證措施：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與監(jiān)理工程師密切配合工作，及時(shí)向監(jiān)理工程師報(bào)告情況和問(wèn)題，并提供有關(guān)切實(shí)可靠的數(shù)據(jù)記錄。制定切實(shí)可行的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施方案，并將其納入工程的施工進(jìn)度控制計(jì)劃中。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)項(xiàng)目人員要相對(duì)固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)儀器采用專(zhuān)人使用、專(zhuān)人保養(yǎng)、專(zhuān)人檢校的管理。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)設(shè)備、元器件等在使用前均應(yīng)經(jīng)過(guò)檢校，合格后方可使用。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)項(xiàng)目在