隧道監(jiān)控量測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工方案

1、中交一公局建興高速 隧道監(jiān)控量測(cè)及地質(zhì)預(yù)報(bào)施工方案建昌至興城高速公路隧道監(jiān)控量測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工方案中交第一公路工程局有限公司二一二年六月大葦溝隧道監(jiān)控量測(cè)及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專項(xiàng)施工方案一、工程概況1、基本概況大葦溝隧道位于建昌縣，呈北東向展布，設(shè)計(jì)兩條分離式單向隧道，屬于中隧道，具體概況見(jiàn)下表：大葦溝隧道概況表起訖樁號(hào)長(zhǎng)度圍巖級(jí)別長(zhǎng)度（m）洞門(mén)形式建昌端興城端（m）明洞1級(jí)2級(jí)3級(jí)1級(jí)2級(jí)建昌端興城端ZK37+940ZK38+74580540-40060205100削竹式削竹式K37+955K38+69574060-3606020060削竹式削竹式2、氣象水文項(xiàng)目區(qū)屬半干大陸性氣候帶，夏季

2、炎熱，冬季寒冷，風(fēng)沙干旱，雨量很少。多年平均降水量450591mm，約有70%集中在六月至八月，多年平均蒸發(fā)量1512.41929.3mm。年平均氣溫8.39.2，極端最高氣溫40.843.3，極端最低氣溫-27.5-29.5，最冷月為1月，無(wú)霜期140天左右，最大凍土深度0.991.67m，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m。3、地形地貌隧道區(qū)屬低山區(qū)，地形較簡(jiǎn)單，兩側(cè)洞口處為坡積地貌，溝壑發(fā)育，兩側(cè)洞口坡度較緩，為5度15度。山體總體呈西南向，最高海拔468.7m，最低海拔283.3m，相對(duì)高差186.4m。經(jīng)地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)隧道區(qū)地表巖溶特別發(fā)育，地表出露巖體溶隙，溶孔發(fā)育，局部出現(xiàn)小型溶洞。4、區(qū)域地質(zhì)概

3、況區(qū)域構(gòu)造：設(shè)計(jì)帶處于陰山緯向構(gòu)造體系中東段與大興安嶺-太行山新華夏構(gòu)造體系東緣的交接部位，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，按構(gòu)造體系可分東西向、構(gòu)造北東向、構(gòu)造北北東向、構(gòu)造南北向構(gòu)造。受構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，以東西向和北東向斷裂為主。區(qū)域地震情況：項(xiàng)目區(qū)域地震基本烈度為度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，屬區(qū)域地殼穩(wěn)定區(qū)，按度的要求加強(qiáng)抗震措施。5、工程地質(zhì)情況隧道區(qū)白云質(zhì)灰?guī)r巖體層狀較穩(wěn)定，產(chǎn)狀為325。350。25。35。，層厚0.1米-0.3米，呈中厚層狀，局部較薄層狀，結(jié)合較好，無(wú)填充。節(jié)理裂隙發(fā)育，不規(guī)則，主要有兩組；J1：190。80。，間距0.1-0.5米，結(jié)合好，無(wú)充填。J2：1

4、05。80。，間距0.3-0.1米，結(jié)合好，無(wú)充填；地下水類型主要為第四系孔隙水及碎屑巖風(fēng)化、構(gòu)造裂隙水。主要為潛水及包氣帶水，其賦存于坡積粉質(zhì)粘土碎石等松散土層及全強(qiáng)風(fēng)化巖體空隙中，受氣候影響變化較明顯。預(yù)測(cè)隧道總涌水量為698.76md。隧道區(qū)地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕。洞口段為2級(jí)、1級(jí)圍巖，洞身為3級(jí)、2級(jí)圍巖。6、洞口邊坡及仰拱穩(wěn)定性洞口所處地貌為低山地貌，山體自然坡度為5。10。，斜坡自然條件下較穩(wěn)定，邊坡開(kāi)挖地層主要為碎石及全-強(qiáng)風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r層，開(kāi)挖高度內(nèi)巖土體較穩(wěn)定。7、不良地質(zhì)現(xiàn)象隧道區(qū)基巖出露情況較好。地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積碎石，侏羅系霧迷山組白云質(zhì)灰?guī)r。隧道興城端洞口ZK38

5、+850附近通過(guò)一斷層，受構(gòu)造影響，層理解理裂隙發(fā)育，淺部存在溶蝕現(xiàn)象。經(jīng)地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)隧道區(qū)地表巖溶較發(fā)育，地表出露巖體溶隙，溶孔發(fā)育，局部出現(xiàn)小型溶洞，鉆探過(guò)程中在鉆孔SZK3703中也揭露部分溶洞及溶蝕現(xiàn)象。且補(bǔ)充勘察顯示瞬變電磁法電阻率異常均為局部異常，異常水平方向較窄，垂直方向?yàn)楫惓ｉL(zhǎng)軸方向，說(shuō)明巖溶以豎向發(fā)育為主，水平方向連續(xù)性較差。因而分析確定ZK37+990-ZK38+010段巖溶發(fā)育區(qū)，豎向發(fā)育，水平連通性差。8、設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）隧道按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)里程段落工程地質(zhì)特點(diǎn)預(yù)報(bào)方法重點(diǎn)預(yù)報(bào)內(nèi)容ZK38+105ZK38+555K38+085K38+495主要為白云質(zhì)灰?guī)r，層理節(jié)理

6、裂隙發(fā)育，淺部存在溶蝕現(xiàn)象，地下水以第四系孔隙水及碎屑巖風(fēng)化裂隙水為主，水量隨節(jié)理裂隙的發(fā)育情況變化而變化，圍巖富水性極不均一，透水性較弱TSP地震儀遠(yuǎn)距離探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)法、加深炮眼超前探測(cè)和洞內(nèi)綜合地質(zhì)法1.驗(yàn)證實(shí)際的圍巖級(jí)別，為實(shí)際施工方案的確定提供依據(jù)。2.對(duì)放生涌水突泥坍塌和冒頂?shù)仁┕?zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)ZK37+960ZK38+105ZK38+555ZK38+725K37+980K38+085K38+495K38+660洞口附近級(jí)圍巖段，主要為白云質(zhì)灰?guī)r，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水以第四系孔隙水及碎屑巖風(fēng)化裂隙水為主，水量隨節(jié)理裂隙的發(fā)育情況變化而變化，圍巖富水性極不均一，透水性較弱T

7、SP地震儀遠(yuǎn)距離探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)法、加深炮眼超前探測(cè)和洞內(nèi)綜合地質(zhì)法1.此處為級(jí)圍巖，驗(yàn)證實(shí)際的圍巖級(jí)別，為實(shí)際施工方案的確定提供依據(jù)。2.對(duì)放生涌水突泥、坍塌和冒頂?shù)仁┕?zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)ZK37+960ZK38+020K37+980K38+030層理節(jié)理裂隙發(fā)育，存在溶洞TSP地震儀遠(yuǎn)距離探測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)法、加深炮眼超前探測(cè)和洞內(nèi)綜合地質(zhì)法對(duì)不同巖性分界處進(jìn)行預(yù)測(cè)其實(shí)際可能的圍巖情況，驗(yàn)證實(shí)際存在的巖石破碎帶、節(jié)理發(fā)育帶和溶洞區(qū)的大小、范圍情況，為實(shí)際施工方案的確定提供依據(jù)。二、綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào) 為驗(yàn)證隧道洞身所穿越的巖溶發(fā)育，對(duì)發(fā)生涌水突泥、坍塌、冒頂?shù)仁┕?zāi)害的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，施工時(shí)采用

8、地震波地質(zhì)探測(cè)儀、地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行綜合物探草簽探測(cè)技術(shù)、水平取芯鉆探、加深炮眼和紅外探水等超前探測(cè)手段，結(jié)合洞內(nèi)地質(zhì)素描、涌水監(jiān)測(cè)、溫度濕度監(jiān)測(cè)等綜合地質(zhì)法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)洞口和洞身的水文地質(zhì)特征，豐水期采用加長(zhǎng)炮眼鉆孔的方法對(duì)全隧進(jìn)行地下水超前預(yù)報(bào)，并對(duì)涌水進(jìn)行動(dòng)態(tài)量測(cè)和檢驗(yàn)，必要時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要選用紅外探測(cè)。本隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用地質(zhì)雷達(dá)法。三、監(jiān)控量測(cè)1、監(jiān)控量測(cè)和動(dòng)態(tài)施工1.1施工監(jiān)控量測(cè)的目的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)是“新奧法原理”施工的三大要素之一，是復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)、施工的核心技術(shù)。本隧按新奧法設(shè)計(jì)施工，施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)對(duì)準(zhǔn)確判定圍巖的安全狀態(tài)、合理確定二次襯砌的施作時(shí)間起著重要作用。同時(shí)

9、通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋分析，驗(yàn)證施工設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，以及施工方法、支護(hù)方案的可行性，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整支護(hù)參數(shù)，修正施工方法及施工程序，確保施工安全。 1.2施工監(jiān)測(cè)流程圖施工監(jiān)測(cè)流程圖見(jiàn)下圖。監(jiān)控量測(cè)圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)觀測(cè)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)變量測(cè)指標(biāo)體系應(yīng)急措施綜合判斷分析調(diào)整施工程序、修改支護(hù)參數(shù)施 工1.3施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)目和主要內(nèi)容隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)目及內(nèi)容見(jiàn)表。隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控項(xiàng)目及內(nèi)容表工程地質(zhì)及現(xiàn)狀的觀察周邊收斂位移拱頂下沉地表下沉用途及應(yīng)用場(chǎng)合核對(duì)地質(zhì)資料，判別圍巖-支護(hù)體系的穩(wěn)定性，應(yīng)用于整個(gè)隧道的施工中，為施工管理和工序安排提供依據(jù)，檢驗(yàn)支護(hù)參數(shù)圍巖穩(wěn)定性的判別以及位移反分析，應(yīng)用于整個(gè)

10、隧道的施工過(guò)程中，為二次襯砌的施設(shè)提供依據(jù)，并為預(yù)測(cè)和反饋提供參數(shù)。圍巖穩(wěn)定性的判別以及位移反分析，應(yīng)用于整個(gè)隧道的施工過(guò)程中，為二次襯砌的施設(shè)提供依據(jù)，并為預(yù)測(cè)和反饋提供參數(shù)根據(jù)下沉位移量判定開(kāi)挖對(duì)地表下沉的影響，以確定隧道支護(hù)結(jié)果，應(yīng)用于整個(gè)隧道的施工過(guò)程中，為二次襯砌的施設(shè)提供依據(jù)，并為預(yù)測(cè)和反饋提供參數(shù)方法與工具直觀或取樣試驗(yàn)，對(duì)魏延和支護(hù)作以下觀察：1.及時(shí)觀察巖性，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等，核對(duì)圍巖分級(jí)，并繪制地質(zhì)素描圖2.經(jīng)常檢查噴層有無(wú)裂損，錨桿有無(wú)松動(dòng)，并做好觀察和描述記錄3.按規(guī)定取樣，并測(cè)試出圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)4.采用鋼卷尺，地質(zhì)羅盤(pán)和數(shù)碼相機(jī)各種類型收斂計(jì)精密水平儀，水準(zhǔn)尺，鋼尺或

11、測(cè)桿等精密水平儀，水準(zhǔn)尺布置開(kāi)挖后及初期支護(hù)后立即進(jìn)行每1050米一個(gè)斷面，測(cè)點(diǎn)應(yīng)距開(kāi)挖面2m的范圍內(nèi)進(jìn)款安設(shè)，并應(yīng)保證爆破后24小時(shí)內(nèi)或下一次爆破前測(cè)讀初次讀數(shù)。每1050米一個(gè)斷面，測(cè)點(diǎn)應(yīng)距開(kāi)挖面2m的范圍內(nèi)進(jìn)款安設(shè)，并應(yīng)保證爆破后24小時(shí)內(nèi)或下一次爆破前測(cè)讀初次讀數(shù)。級(jí)圍巖段兩側(cè)斷面宜取低值每1050米一個(gè)斷面，每個(gè)隧道至少2個(gè)斷面，中線每520米一個(gè)測(cè)點(diǎn)級(jí)圍巖段兩側(cè)斷面宜取低值量測(cè)時(shí)間每次爆破后進(jìn)行115天12次天115天12次天開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后2B時(shí)，12次天；開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后5B時(shí)，1次2天，開(kāi)挖面距量測(cè)斷面前后5B時(shí)1次周16天一個(gè)月1次2天16天一個(gè)月1次2天13個(gè)月1

12、2次周13個(gè)月12次周3個(gè)月以后13次月3個(gè)月以后13次月1.4.量測(cè)方法1.4.1測(cè)試前檢查儀器是否完好，若發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行修理或更換；確認(rèn)測(cè)點(diǎn)是否松動(dòng)或發(fā)生人為破壞，只有在測(cè)點(diǎn)狀態(tài)良好時(shí)方可進(jìn)行測(cè)試工作。1.4.2測(cè)試中按各項(xiàng)測(cè)量操作規(guī)程安裝好測(cè)試儀器，每測(cè)點(diǎn)一般讀數(shù)三次，三次讀數(shù)相差不大時(shí)取算術(shù)平均值作為觀測(cè)值，否則進(jìn)行判斷，是由于人為破壞、測(cè)點(diǎn)松動(dòng)或需要進(jìn)行重測(cè)。1.4.3測(cè)試完畢后檢查儀器做好養(yǎng)護(hù)、保管工作，及時(shí)進(jìn)行資料整理。1.4.4圍巖及支護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)開(kāi)挖工作面的觀察，在每個(gè)開(kāi)挖面進(jìn)行，特別是在軟弱圍巖地段，開(kāi)挖后立即進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，繪出地質(zhì)素描圖。若遇特殊地質(zhì)情況時(shí)，派專人進(jìn)行不間

13、斷的觀察。觀測(cè)內(nèi)容：巖層結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其方向、開(kāi)挖面的穩(wěn)定狀態(tài)、涌水情況、是否有底板隆起等的觀察；對(duì)于已初期支護(hù)地段，加強(qiáng)對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)情況的觀察：錨桿的受力變形情況、噴射混凝土是否發(fā)生裂隙和剝離現(xiàn)象、拱架是否受壓變形等。1.4.5周邊水平位移、凈空量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置：初期支護(hù)施做后，用風(fēng)鉆鑿40mm、深200mm的孔，用1：1砂漿填滿再插入測(cè)點(diǎn)固定桿，使同一極限兩測(cè)點(diǎn)的固定方向在同一直線上，待砂漿固后即可進(jìn)行量測(cè)工作。量測(cè)方法：采用WPm-3型收斂計(jì)監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)布置：如下圖，洞中和一般地質(zhì)地段設(shè)置12條水平基線，其它地段設(shè)置3條基線?；€在橫斷面上的布置見(jiàn)下圖采用三條基線。凈空變化量測(cè)基

14、線布置圖 1.4.6拱項(xiàng)下沉量測(cè)拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)和地表下沉量測(cè)斷面相應(yīng)里程處，布設(shè)一個(gè)量測(cè)斷面。隧底隆起觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在仰拱中心，與拱頂下沉觀測(cè)點(diǎn)斷面上。測(cè)點(diǎn)用風(fēng)鉆打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)要注意保護(hù)觀測(cè)點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測(cè)數(shù)據(jù)不中斷。拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)，布置在拱中和兩側(cè)拱腰，每斷面布置三點(diǎn)，當(dāng)受通風(fēng)管限制或遇到其它障礙時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)位置。拱頂下沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)下圖。 拱頂下沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖測(cè)量方法：采用水平儀、水準(zhǔn)儀、掛鉤式鋼尺配合測(cè)量拱頂下沉，精度可達(dá)12mm，量測(cè)時(shí)用一把24m長(zhǎng)的掛鉤式鋼尺掛上。1.4.7變形管理等級(jí)管理等級(jí)管理位移施工動(dòng)態(tài)u0un/3可正常施工un/3u02un/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)u02un/3應(yīng)采取特殊措施表中：un -允許變位值； u0-實(shí)測(cè)變位值1.4.8監(jiān)控信息動(dòng)態(tài)管理見(jiàn)下圖。 監(jiān)控信息動(dòng)態(tài)管理圖監(jiān)測(cè)結(jié)果是否超過(guò)級(jí)管理是否超過(guò)級(jí)管理是否超過(guò)級(jí)管理繼續(xù)施工暫停施工采取特殊措施綜合判斷是否安全加強(qiáng)支護(hù)否否否否量測(cè)數(shù)量的處理與反饋：及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)繪制時(shí)間曲線和空間關(guān)系曲線。當(dāng)位移-時(shí)間曲線趨于平緩時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、回歸分析，推算最終位移和掌握位移變化規(guī)律。當(dāng)位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)增加量測(cè)頻率、密切監(jiān)視圍巖動(dòng)態(tài)，并加強(qiáng)支護(hù)，必要時(shí)暫停開(kāi)挖。隧道周邊任意點(diǎn)的相