泰和隧道地质超前预报与施工监控量测施工方案_secret

1、玉溪至临沧高速公路普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段泰和隧道地质超前预报及监控量测施工专项方案编制：复核：审批：云南公投建设集团有限公司玉临勘察试验段土建施工第二合同段项目部目录第一一章 工程概况 .1第二章地质超前预报和量测的依据 2第三章地质超前预报和量测的目的 3第四章地质超前预报和监控量测方法 4第五章测点布置原则、各隧道量测测点及断面布置 .27第六章信息反馈与预测预报 .28第七章质量保证方案及措施 .30第八章量测过程中的应急处理措施 .32第九章人员与组织机构.34第一章 工程概况1.1 概 述1.1.1 工程概述玉溪至临沧高速公路采用双向四车道高速公路标准建设，设计

2、速度80km/h,整体式路基宽度25.5m,分离式路基宽度 2X 12.75m。泰和隧道为分离式隧道，隧道右幅起止桩号为K201+49A K207+870，全长 6380米；隧道全线位于直线上，隧道所在路段纵坡： K201+490-K204+320为 +0.4%、K204+320-K207+870为-1.9%，最大埋深约 730m 隧道左幅起止桩号 为ZK201+510-ZK207+930全长6420米；隧道全线位于直线上，隧道所在路段 纵坡：K201+510-K204+260为 +0.4%、K204+260-K207+930为-1.9%，最大埋深 约737m本标段右幅长度2976米，左幅长度

3、2976米。1.1.2 地层岩性泰和隧道段为中浅切割中山地貌区。上覆层为第四系坡残积（Qdl+el ）层,下伏基岩为白垩系下统曼岗组（K1n）地层。第四系覆盖层厚度不大，分布广， 基岩出露一般。按照工程力学性能并结合工程特征共划分为四个工程 地质单元层。自上而下分述如下：1 、第四系坡残积（ Qdl+el ）层1 ）粉质粘土：浅黄色、灰绿色, 硬塑状。主要有安山玢岩风化后的碎石、 角砾组成,碎石约占 25%左右,表面无光泽,切面粗燥。承载力基本容许值 240Kpa。2）块石：杂色,中密。骨架颗粒主要由强风化砂岩、泥岩等碎块组成。一般粒组为200mn颗粒质量约占55% 200mr20mn颗粒质量

4、约占20% 20 2mn颗粒质量约占15%其余为粘性土及砂粒充填。承载力基本容许值400kPa。2、白垩系下统曼岗组（K1m地层1 ）砂岩：紫灰、灰紫色，局部呈灰白色，细粒结构，局部含砾，中厚层 状构造，钙质胶结，上部强风化节理裂隙发育，岩体破碎，多呈碎块状，岩 质较硬，承载力基本容许值 500Kpa;下部中风化，节理裂隙较发育，岩体较完整，机械破碎后岩芯呈碎块状，短柱状及柱状，岩质较硬。承载力基本容 许值 800kpa。2）粉砂岩：紫灰、灰白等色，粉粒结构，钙泥质胶结，中厚层状构造。 上部强风化节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯多呈碎石状，岩质较软，承载力 基本容许值450kpa;下部中风化，节理

5、裂隙较发育，岩体较完整，机械破碎 后岩芯呈碎块状、短柱状及柱状，岩质较软。承载力基本容许值700kpa。3）泥岩：紫红色，泥质结构，泥质胶结，中厚层状构造，局部砂质含量 较高。上部强风化节理裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈碎块状，岩质软，承载 力基本容许值400kpa;下部中风化，节理裂隙较发育，岩体较完整，机械破 碎后岩芯呈碎块状、短柱状及柱状，岩质较软。承载力基本容许值600kpa。1.2.3 水文地质条件（1）地表水 洞外地表水发育，河床纵坡较小，具有山区河谷暴涨暴跌的特性，最高洪水位涨幅约1.5m。河流宽度约48m水深约0.20.5m,水流量均约1mVs ;隧道洞身段季节性冲沟呈树枝状发育，

6、水量大小不一，总体水量均不大，水 流量 Q=0.055L/s 不等。隧址区降雨充沛，植被茂密，地表水系较发育，地 表水主要接受大气降雨的补给，汇水面积较大，流量受区内降雨量和季节性 控制。（2）地下水 隧道区地下水为第四系孔隙水类型和基岩裂隙水类型。隧址区第四系孔隙水多赋存于第四系松散土体中，多以潜水形式出现，水位严格受季节控制， 径流途径较短，水量甚微;基岩裂隙水埋藏于白垩系岩层的构造裂隙和风化 裂隙中，受地形地貌、气候、地层岩性及构造裂隙和风化裂隙发育程度的控 制，水量相对较大，隧址区沟谷地带均有泉点出露。1.2.4 气象隧址区总体属于亚热带季风气候，地形十分复杂，气候垂直变化明显。年平均

7、气温在10C13C之间，最热时间是5月和6月，月平均气温在18C25C之间。年均降水量在1500mn左右。第二章 方案编制依据 根据普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段（泰和隧道） 两阶段施工图设计 地质超前预报及监控量测的有关内容，为掌握隧道在施 工期间围岩发生的变形，确保隧道施工安全，结合泰和隧道所穿越地层的工 程地质条件，针对该公路隧道的结构特点，制订现场监控量测实施方案，以 利于本项目工作的实施，为隧道的安全施工提供科学依据。本监控量测实施 方案的制订主要依据以下文件和标准：（1 ）普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段（泰和隧道） 两阶段施工图设计；（2）泰和隧道地质勘

8、察成果报告 ；（ 3）公路隧道设计规范 （JTG D70-2004）（ 4）公路隧道施工技术规范 （JTG F60-2009）（5）公路工程地质勘察规范 （JTJC20-2011）（ 6）工程岩体分级标准 （GB 50218-2014）第三章 地质超前预报和量测的目的 隧道施工监控量测、现场地质调查及地质超前预报是在隧道开挖过程中 进行，通过现场勘察及使用各种量测仪器和传感器对围岩与支护结构的工作 状态进行测量，掌握隧道围岩与支护结构的工作状况和安全信息，及时预见 事故和险情，并为调整和修改支护设计参数提供重要依据，特别是在采用新 奥法修建的复合式衬砌的隧道支护体系当中，可以根据围岩及初期支护

9、结构 的力学与变形信息来确定二次衬砌的施作时间。通过对泰和隧道在施工过程中围岩与支护结构变形与力学特性的现场监 控量测以及围岩前方的超前地质预报，主要达到如下的目的和任务：1、监控量测的目的隧道监控量测是隧道施工管理的重要组成部分，应将现场监控量测项目 列入施工管理文件。作为不可缺少的施工工序，它不仅监测各施工阶段围岩 动态，确保施工安全，而且通过 现场监测获得围岩动态和支护工作状态的信 息（数据），为修正初期支护参数，确定二次衬砌和抑拱施工作时间提拱信息 依据，还能为隧道工程设计与施工积累资料，为今后的设计和施工提拱类比 依据。（1）掌握围岩动态和支护结构的工作动态，利用量测结果修改设计，指

10、 导施工；（2）预见事故和险情，以便及时采取措施，防范于未然；（3）积累资料，为以后的工程设计、施工提供经验；（4）为隧道施工提供可靠的信息；（5）量测数据经分析处理与必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以 保证施工安全和隧道稳定。2、监控量测的任务（1）制定可靠的监控量测方案，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；（2）指导并校核项目部的日常量测和掌子面观测；（3）负责对典型断面的量测断面的测点埋设、量测，对开挖后的围岩状 态做出评价，对量测数据及时分析整理并及时向业主、监理单位通报；（4）对支护结构型式，支护参数和二次衬砌支护时间提出建议，并书面 通知监理及业主；（

11、5）参与由业主、设计、监理及项目部参加的支护结构型式及参数、围 岩类别变更及其它一些变更讨论会议；（6）对出现的异常情况迅速向有关部门发出警报并及时提出处理方案， 对支护结构的合理性及安全性作出评价；（7）对本隧道水压力对支护衬砌受力影响进行监测和评价；（8）每周和每月提交监控量测报告。每季度在原计划基础上向业主和监 理提交修正下季度工作安排，工作完后向业主提交系统的、完整的监控报告 及其原始资料，报告的电子文本；（9）根据施工需要向业主提出召开监控工作会议的建议。第四章 地质超前预报和监控量测方法4.1 地质超前预报的内容与工作方法 隧道地质超前预报主要是在隧道施工过程中，根据岩土工程勘察及

12、设计 资料和已经揭露的地质情况，采用仪器设备和地质数学方法，对隧道围岩级 别变化、不良地质做出预测，根据预测的结果优化方案并指导施工，有效地 控制灾害。4.1.1 地质超前预报内容 根据工程所处的地质环境，本次隧道施工地质超前预报的内容包括： （1）预报掌子面前方的围岩级别与设计是否吻合，并判断其稳定性，随 时提供修改设计、调整支护类型、确定二次衬砌时间的建议等；（2）预报前方可能出现塌方、滑动的部位、形式、规模及发展趋势；（3）预报围岩裂隙发育状态，可能出现突然涌水的地点、涌水量的大小 及对施工的影响；（4）对隧道将要穿过不稳定岩层或较大的断层破碎带做出预报，以便提 早改变施工方法，做好应急

13、预案；（5）浅埋隧道地表出现下沉或裂缝时，预报对隧道稳定和施工的影响程 度；4.1.2 超前地质预报方案 根据普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段（泰和隧道） 两阶段施工图设计，超前地质预报主要采取如下方案：（1）采用地质雷达进行近距离（20m- 40m较微观近期预报；(2)采用TSP202/203隧道地震探测仪进行远距离(200m)较宏观长期预报；( 3 ) 二者可以相互补充和印证；(4)根据以上综合结果确定是否需要打探孔以及探孔位置和数量(13个为宜)；( 5) 可探测预报孤石、断层(风化)破碎带及含水量等；(6) TSP每次掌子面探测约1h;( 7) 地质雷达每次掌子面探测约需

14、30min；( 8)通过探测预报，超到补充勘探、提高勘探精度、防灾减灾作用。4.1.3 地质雷达探测预报工作方法地质雷达方法是利用发射天线向地下介质发射广谱、高频电磁波，当电 磁波遇到电性(介电常数、电导率、磁导率)差异界面时将发生折射和反射 现象，同时介质对传播的电磁波也会产生吸收滤波和散射作用。用接收天线 接收来自地下的反射波并做记录，采用相应的雷达信号处理软件进行数据处 理，然后根据处理后的数据图像结合工程地质及地球物理特征进行推断解释， 对掌子面前方的工程地质情况(围岩性质、地质结构构造、围岩完整性、地 下水和溶洞等情况)做出预测。拟采用预报的仪器为瑞典 MALA公司的RAMAC/X3

15、型地质雷达，探测剖面 如图2-1所示布置。探测中使用了 100MH濒率天线，时窗设置为：693ns, 采样频率： 1104MH，z 样点数： 766，迭加次数： 128次，采集方式：剖面法， 收发距 0.1 米,点触发。图2-1地质雷达探测剖面布置示意图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：1）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；40m2）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（ 以内）；3）探测目的体在探测天线偶极子轴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 ；4）掌子面不能被极咼电导屏蔽层如金属板等覆盖；5）探测工作区内不能有大

16、范围的金属构件或无线电发射频渊等较强的人 工电磁干扰；测网布置应符合下列规定：1）应根据设计、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；2）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。仪器参数选取应符合下列规定：1）通过现场试验确定天线和仪器参数，应得出试验结论。2）记录时窗的选择由最大探测距离、上覆地层的平均电磁波波速以及雷 达反射信号的质量来确定，要保证所有可用信号全部被采集。3）采样间隔宜根据天线中心频率而定；现场工作应符合下列规定1）应根据工程图的要求，绘制测线分布的截面图； 2）应详细查验测区内及附近

17、电磁干扰情况和干扰源位置、特性；3）现场测量时，应清除天线和天线电缆附近的金属物；4）检查工作应均匀分布在不同测线段，重点选择在主要异常地段或质量 可疑地段。检查工作量不得少于总工作量的5% 20%。4.2 隧道施工监控量测方法监控量测工作流程 工作流程应在现场监测工作完成后，及时对量测数据进行处理、计算和 分析，具体工作流程见图 4-2 所示图4-2工作流程图422监控量测的内容根据普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段（泰和隧道）两阶段施工图设计，本次监控量测内容如表4-2所示表4-2隧道主要监控量测项目表编号项目名称方法及工具布置测试时间ii藏1天1个月1W月3个月以上必测顶目地辰

18、反支护状坤岩性，结构面产狀及支护毁縫现察 布菰迅地质罗盘、幣屈扎或蠶影机隧道全长度,开幣殿初期支护后进卷駅睡戰后攻初期支罗后地霞法、地责超前预报牧TSP2O2、如3、她质雷达，超前探孔等地质雷达闻剛卜0米、地质菇前预眾仪间隔沪100米 f新耳二者相结相互应证施表下抗高獭全站忆水平仪、朮推尺理尉于略开抵矍黜涓口娥霞开挖面更量浏斷面帽后时.沁天 开挖面距畳別廿面前后舊竝h iW-3天 开挖面距量割断面前后5B时+ 1恥T天 估为隧道亓槪戯周边亘移各种类鍛射懈项冃監跚雅本按般下 境処琏忙Vgtl岩加如戏、IV级 罪加毗咪淞-腊鵬面在 同岩菽韩帝适当im密.躍与埶项冃跆监酗面原 期上W、V级围岩每段捱

19、择1孑亞典 型斷面泄仏1-2 阳天1阳跃12 ft/周旳月拱项下沉高範喪金站忆水平仪、水准尺、 钢尺或腿杆1-2勿天1阳狀1-2 阳周1-3 阿月选测项目舉内力酬力支柱压力计、钢觀- 脱面戟计就其删力计阳天W3天1-2 况调1-3 阳月園岩悴内鰭詞內设直）洞孔申蚪单氏 多直杆式或韓式葩计1切阳天M天1-2 阳周1-3 阳月團岩怵内世鶴 佩设点）地面钻孔中安设各类位移卄同地龙下沉晏求阖岩压力各神类型岩土压力会1-2 阳天1阳狀1-2 况调1-3 阳月两层支护睚力压力盒IT 阳天加无1-2 阳周Z ! 阳月轎杆軸力钢筋计、翔f剧力廿1-2 阳天:I加天1-2 阳周1F 阳月支扒衬副内应力各类暹農土

20、內应吏计畏表面蠱力翼除法1-2M天沏天1-2Z 阳月围饌性凝度各种声被陋配套探头魁1内设4个断而剰签及配李传爾器临近畫谓）O随烽班逬疗針茧力、水觀潴压讯励量计地表下乳礪度全站益廉平tt水准尺幵挖面逼量浏断页新后阳昭Z机天 开挖面生觀断西前后亦1切T天 开挖面距量渕断而前后韶时 1EV3-7天脑罹断挖宽度注:1、型测断面可根据现场帧情况作适当的调整.2. 必测和选择顶目联合监测断面根据工程投资及工程箱况由业主晞定是否设置*1. 地质及支护状态观察（ 1） 观测内容1） 对开挖后没有支护的围岩：a. 岩质各类和分布状态，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

21、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. 石煤层情况；g. 溶洞的情况；h. 地下水类型，涌水量大小，涌水压力、水的化学成分，湿度等；i. 开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。2）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现象；c. 喷混凝土是否产生裂隙或剥离， 要特别注意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） 量测目的a. 预测开挖面前方的地质条件及围岩级别；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） 量测方法 根据不良地质、突水、洞口浅埋等