隧道地质超前预报及监控量测施工专项方案培训资料

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

8、勘察成果报告 ；（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结

9、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；（5

11、）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设计 资

12、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，做好应急预案；（

13、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（1-3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30min;（

14、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型地质雷达，探测剖面 如图2-

15、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：1104MHz样点数：766,迭加次数：128次，采集方式：剖面法，收发距0.1米,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）掌子面不能被极高电导屏蔽层如金属板等覆盖；5）探测工作区内不能有大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；

16、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

17、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4.2.1 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反支护状坤岩性，结构面产狀及支护毁縫现察 布菰迅地质

18、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级围岩每段捱择1孑亞典 型斷面泄仏1-2 阳天1阳跃12 ft/

19、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內应吏计畏表面蠱力翼除法1-2M天沏天1-2Z 阳月

20、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. 地层时代归属及产状；d. 节理性质、组数、间距、规模、节理裂

21、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.

22、 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) 测试仪器地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机。(5) 量测频率目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后立即进行，每个监测断面 应绘制隧道开挖工作面及两张素描剖面图。2. 超前地质预报(1) 观测目点及内容对掌子

23、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(2) 观测方法超前地质预报框图超前探孔每次根据TSP与地质雷达预测预报结果确是是否需要打探孔及探孔布置和数量；探孔最大深度曲5g探孔直径O76m;确认掌子面前方的不良地质体状况井获取有关地质资料.3. 浅埋地表下沉监测(1) 量测内容量测浅埋隧道洞口开挖成形后，地表岩土下沉量。(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；d. 为设计优化运气参数提供可靠的数据，保证施工的安全。(3) 埋设及量测方法基点布设：埋设在隧道开挖纵、横

24、向 4倍洞径外的区域，埋设2个基点, 以便互相校核，参照标准水准点埋设，所有基点应和附近水准点联测取得原 始咼程。测点布设：在测点位置挖长、宽、深均为200mm的坑，然后放入地表测点预埋件(自制)，测点四周用砼填实，在预埋件顶端安装全站仪反射贴片， 待砼固结后即可量测。地表下沉量测的测点间隔取 25m在一个量测断面内 设711个测点量测：用高精度全站仪进行观测。要求a）观测应在仪器检验合格后方可 进行，且避免在测站和标尺有振动时进行；b）尽量选择在每一天同一时间内进行观测；c）在气候变化较大时，需对气压和气温进行校正。观测坚持四固 定原则，即：施测人员固定，测站位置固定，测量延续时间固定，施测

25、顺序 固定，且应每隔30天用精密水准测量的方法进行基点与水准点的联测，其误 差不得超过士 0.5、n mm（ n为测站数）。数据简要分析：可绘制时间-位移与距离-位移图，曲线正常则说明位 移随施工的进行渐趋稳定。如果出现反常，出现反弯点，说明地表下沉出现 点骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳状况，应立即采取措施。（4）监测仪器：全站仪、水准仪、钢尺和标杆等仪器。（5）测点布置埋设在隧道开挖纵、横向4倍洞径外的区域，埋设2个基点，以便互相 校核，参照标准水准点埋设，所有基点应和附近水准点联测取得原始高程， 见图4-5所示不动点必测与选择项目齡盗财而爛项目监躺面图4-5浅埋地表下沉量测图（6）监测

26、频率开挖面距量测断面前后V 开挖面距量测断面前后V 开挖面距量测断面前后（B为隧道开挖宽度）2B时，12次/天。5B时，1次/23天。5B时，1次/37天。地表下沉量测断面的间距埋置深度量测断面距开挖工作面距离（mH2B20 50BH2B10 50HB104. 周边位移监测（1）量测内容量测隧道内壁两点连线方向的相对位移。（2）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，测量周边位移可为 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的合理性，用以指导设计和施工；（3）量测方法 根据不

27、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（必测项目监测断 面基本按照以下原测进行：V级围岩1020m IV级围岩20 30m设置一处监 测断面，在围岩破碎带适当加密。必测与选测项目联合监测断面原则上 IV、 V 级围岩每段选择 12处典型断面进行。），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递位移的 媒介，通过百分表测读隧道周边某两点相对位置的变化。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 爆破前测读初次读数。4）监测仪器：钢尺收敛计 , 如图 4-

28、3 所示图4-3钢尺收敛计(5)测点布置通过在开挖后坑道内壁面设置锚固点，采用收敛计测定坑道围岩壁面发 生的收敛位移，围岩收敛量测的布置如图 4-4所示，每个量测断面设置5个 锚固点，即图中的点A、B C、D和E点。通过测定测线AE BD CE的位移 变化，可以确定出其发生的收敛位移和大变形。图4-4围岩收敛位移量测图（6）量测频度根据位移速度和距工作面距离选取，见表4-3所示。表4-3 隧道收敛位移和拱项下沉量测频度表按位移速度位移速度量测频率5mm日以上23 次 /日15mm/日1次/日0.5 1mm日1次/23日0.2 0.5mm/ 日1次/3日0.2mm/日以下1次/37日按距开挖面距

29、离距工作面距离量测频率01B2次/日1B 2B1次/日2B 5B1次/23日5B以上1次/37日注：（1）从不同的测设得到的位移速度不同，量测频率应按速度高的取 值；（2）若根据位移速度和据工作面距离两项指标分别选取的频率不同, 则从中取高值；（3）后期量测时，间隔时间可加大到几个月或半年量测一次。5. 拱顶下沉监测（1）量测内容拱顶下沉量量测，是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，了解断面的变化状态，判断隧道拱顶的稳定性；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. 判断初期支护设计与施工方法的合理

30、性，用以指导设计和施工；（3）埋设及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，在拱顶中心用凿 岩机钻成孔，然后将带膨胀管的收敛预埋件敲入，旋紧收敛钩，将钢尺或收 敛计挂在收敛构上，读钢尺数，再读出基准点上的标尺数，用全站仪或精密 水准仪进行测量。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读初次读数。（4）监测仪器：精密水准仪、钢尺、标尺等仪器。（5）测点布置拱顶下沉测点如图4 4中的C点所示。（6）监测频率见表 4-3 所示。5围岩内部位移监测（ 1）量测内容从隧道内或在浅埋隧道

31、地表围岩内钻孔，在孔内安设测试元件，量测沿 钻孔不同深度岩层的位移值。（2）量测目的a. 确定围岩随深度变化曲线；b. 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；c. 判断开挖后围岩的松动区、强度下降区以及弹性区的范围；d. 判断锚杆长度是否适宜，以便确定合理的锚杆长度；e. 判断相邻隧道施工对既有隧道围岩稳定性的影响。(3) 埋设及量测方法1) 测点安装(a) 在预定量测部位，用特制直径140mmt占头，钻一深40cm的钻孔，然 后再在此钻孔内钻一同心的直径为 48mm勺小孔，孔深由试验要求确定，钻孔 要求平直，并用水冲洗干净。(b) 矫直钢丝，并截成预定长度，将钢丝连接在钻孔锚

32、头上。(c) 把锚头末端插入安装杆，然后将锚头推进到预定深度，在操作时要 注意定向，避免安装杆旋转，千万不能将安装杆后退，以免安装杆和锚头脱 落。(d) 紧固锚头，若用楔形弹簧式锚头，则用 3050公斤力拉钢丝，如果 锚头不滑动，即可认为锚头已经锁紧；若用压缩木锚头，则等待压缩木吸水 膨胀后，亦用 3050 公斤力拉钢丝，若拉不动，则可认为锚头已经紧固。(e) 重复以上 2、3、4 操作步骤，安装剩余锚头，每根钢丝必须穿过楔 形弹簧式锚头上的环或压缩木锚头中间的铁管，要注意避免钢丝互相缠绕。(f) 把与各锚头连接的钢丝分别穿过测筒上的各个导杆，并把测筒的上 筒用固定螺丝、木楔及水泥砂浆固定在孔

33、内，然后拉紧钢丝，并用螺母夹紧 在各个导杆上，这时要注意调整导杆距离，使之有 15mn的伸长量。(g) 把下筒与上筒相接，并用木楔塞紧，若是电测下筒，还需仔细安装， 调整电感式位移传感器的量程，并引出电缆，盖上盖板。当试验点离开挖面 很近时，必须采取防护措施，以防止爆破飞石损坏电缆及测筒。(h) 开始初读数(如果用百分表测读，应每次打开盖板) 。为保证读数的 稳定性，第一次读数的建立应不小于 24 小时。(i) 开始阶段，每天应至少进行一次测读，随着开挖面的远离，测读间隔 时间可以酌情延长。2) 量测与计算 将钻孔伸缩计测筒上的电感式位移传感器与数字位移计连接，并打开位 移计电源开关，即可进行

34、读数。然后根据实际位移与读数的标定数字回归方 程，即可算出钻孔伸缩计四个测点的实际位移。（4）仪器设备采用多点位移计，多点位移计如图 4-6所示，使用34点钻孔伸长计进行量测。它由四个钻孔锚头、四根量测钢丝、一个测筒、四个电感式传感器 和它的量测仪器数字位移计组成。图 4-6 GBW-901 型多点位移计（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 和拱顶设置共 5 个测孔（根据实际情况，每个测孔内布设 35 个测点），测孔 布置如图 4-7 所示，测点布置见图 48 所示。图4-7 多点位移

35、计量测布置图测点1测点2测点3测点4图4-8 洞内多点位移计沿深度方向分布(6) 监测频率与隧道周边位移量测相同。6. 锚杆轴力监测(1) 量测内容量测锚杆轴力的大小(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，大致判断围岩内强度下降区的界限；c. 评价锚杆的保护效果；d. 掌握岩体内应力重分布的过程。（3）埋设及量测方法 测点安装：安装前，在锚杆待测部位并联钢弦式钢筋计，然后将锚杆按 设计进行安装和注浆，记下钢筋计型号，并将钢筋计编号，用透明胶布将写 在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注意将导线集结成束保护好，避免在洞内 被施工

36、所破坏。量测：采用频率计采集钢筋计频率，根据钢筋计的频率轴力标定曲线， 将量测数据直接换算成相应的锚杆轴力。（4）量测仪器 振弦式钢筋测力计，如图 4-9 所示。图 4-9 GJJ-10A 振弦式钢筋测力计（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，每个断面和拱顶 和侧壁设置 5个测孔（根据实际情况，每个测孔内布设 35 个测点）。将带有丝扣的钢筋计旋紧而成锚杆测力计，每根锚杆连接3 5个钢筋计, 每个量测断面布置5根测试锚杆。通过测试锚杆的应力来确定锚杆的受力状态，以判断锚杆设计的合理性。锚杆轴力量测断面布

37、置如图4-10所示，锚杆沿深度方向的分布见图4-11所示，各孔内的传感器数据采用频率计进行采集。 为分析数据准确性，钢拱架内力量测点设在同一位置。图4-10锚杆轴力横断面量测布置图孔口电缆0.4m| 0.4m0.4m i 0.4m0.4m | 0.4m0.4m i 0.4m0.4m| 0.4m0.8m0.8m0.8m0.8m0.8m4.0m测点1测点2测点3测点4测点5孔底图4-11锚杆轴力测试沿深度方向分布(6) 量测频率锚杆轴力量测频率按锚杆总数 5%数量检测，每100根锚杆/ 一次7. 喷砼应力监测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

38、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. 检查隧道偏压，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土压力盒或应力计进行量测。4）测量仪器土压力盒或应力计、频率读数仪。5）测点布置图4-12喷层接触压力量测点布置图6）量测频度与锚杆轴力量测频度相同。8 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.

39、 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土压力盒进行量测。压力盒布设在围岩与初衬之间，即测得围岩压力；压力盒布设在初衬与 二衬之间，即测得两层支护间压力。测点布设：应把测点布设在具有代表性的断面的关键部位上(如拱顶、 拱腰、拱脚、边墙仰拱等) ，并对各测点逐一进行编号。埋设压力盒时，要使 压力盒的受压面向着围岩。在隧道壁面，当测围岩施加给喷砼层的径向压力 时，先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上，再谨慎施作喷砼

40、层，不要 使喷砼与压力盒之间有间隙，保证围岩与压力盒受压面贴紧。记下压力盒型 号，并将压力盒编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。注 意将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。量测：采用频率计采集压力盒频率，根据压力盒的频率轴力标定曲线， 将量测数据直接换算成相应的锚杆轴力。(4) 量测仪器土压力盒、频率读数仪，土压力盒如图 413 所示。图4-13振弦式土压力计(5)测点布置围岩接触压力的测定可在围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之 间埋设压力盒的方式进行量测。为便于压力盒的安装，采用在围岩与二次衬 砌之间埋设压力盒的方式进行测试。每个量测断面布置5个压力量测点，以确定

41、围岩作用在支护体系上的压力，并判断支护类型的合理性。围岩压力量 测的布置如图4-14所示。压力盒采用钢弦式双膜压力盒进行测定，其受围岩 作用而发生的变形由频率读数仪采集。图4-14 围岩接触压力量测图(6)量测频度与锚杆轴力量测频度相同。9钢拱架应力监测(1) 量测内容测试钢拱架中内、外钢筋的轴力和型钢钢架内、外侧的应变，从而计算 其所受到的轴力和弯矩。(2) 量测目的a. 了解钢拱架与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) 埋设及量测方法根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特

42、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。每个监控断面沿隧道周边在钢拱架内、外侧侧壁对撑地布设 5 对钢筋应力计进行监测。1)具体布设方法：钢格栅的钢筋计分别沿钢架的内外边缘成对布设。安 装前，在钢拱架待测部位并联焊接钢弦式钢筋计，在焊接过程中注意对钢筋 计淋水降温，然后将钢格栅或钢拱架由工人搬至洞内安装或立好，记下钢筋 计型号，并将钢筋计编号，用透明胶布将写在纸上的编号紧密粘贴在导线上。 注意

43、将导线集结成束保护好，避免在洞内被施工所破坏。2) 量测：根据钢筋计的频率轴力标定曲线可将量测数据来直接换算出 相应的轴力值，然后根据钢筋混凝土结构有关计算方法可算出钢筋轴力计所 在的拱架断面的弯矩，并在隧道横断面上按一定的比例把轴力、弯矩值点画 在各钢筋计分布位置，并将各点连接形成隧道钢拱架轴力及弯矩分布图。(4) 测试仪器钢筋应力计、频率读数仪见图 4-15 所示。图4-15频率读数仪（5）测点布置在左右洞适当位置共设置5个监控量测点，量测点布置如图4-16所示图4-16 钢拱架应力量测布置图（6）监测频度同锚杆轴力监测。4.3报警指标根据普洱（振太）至临沧（临翔）段控制性工程试验段（泰和

44、隧道） 两阶段施工图设计，围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果，按下列指标 进行：实测位移值不应大于隧道的最大允许位移，并按表 4-6位移管理等级 施工。一般情况下，宜将隧道设计的预留变形量作为最大允许位移值，而设 计变形量应根据监测结果不断修正根据位移速率判断：速率大于1mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应 加强初期支护；速率变化在 0.2mm/d时，应加强观测，做好加固准备；速率 小于0.2mm/d时，围岩达到基本稳定。在高地应力、岩溶地层和挤压地层等 不良地质中，应根据具体情况制定判断标准。表4-5 泰和隧道最大允许位移值（）衬砌类型最大允许相对位移值SF5a15cmSF5b12cmSF

45、4a12cmSF4b10cmSF4c8cmSF36cm表4-6 位移管理等级管理等级管理位移（压力）施工状态出U Uo/3可正常施工nUc/3 w U 2Uo/3应采取特殊措施表中：U 实测位移值Uo 最大允许位移值表4-7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/d1.0 -7.2mm/d 0.5mm/d0.5 -7.1mm/d 1.0mm/d1.0 -7.2mm/d0.2mm/d注:1) 相对位移值系指实测位移值与两点距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。(2)脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。(3) I、H、V级围岩可按工程类比原则选定允许值范围。二衬施作

46、则应在满足下列要求时进行：( 1)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；(2) 已产生的各项位移已达预计总位移量的 80%90%;(3) 周边位移速率小于 0.10.2mm/d，或拱顶下沉速率小于 0.070.15mm/d。监测警戒值也可由设计单位提出，经有关单位认可后执行。4.4 监测进度计划安排(1) 监测进度 中标即日开始着手仪器的购置、检测、标定和调试等。 监测安排根据施工要求及工程进度而定，在隧道施工前根据业主及甲 方通知进场，至隧道二衬施工完毕后结束。(2) 计划工期隧道地质超前预报与施工监控计划监测工期约为 20 个月。4.5 报告和报警制度提交 由仪表量测的数据记录在专用

47、的表格上，原始记录表格存档以供需要时查用。所有数据均输入计算机，用专门程序进行计算处理，监控单位每天监 测的数据用电子版发给项目部和总监办。每周每月监控工作的进展和监控成 果汇总分析后，形成周报和月报，打印报项目部，监理，业主。周报每周二 报送上周情况。每月初报上月报告。隧道二衬完成后，监控单位应提交每条 隧道的总结报告，并于所有隧道完成后提交综合报告。若地质预报和监控中 出现特殊情况(检测出的数据异常、发生紧急情况等)应当日及时通过电话 联系总监办、项目部，同时报告业主。每月召开一次的监理工地会议，汇报最近一段时期的监测情况，分析数 据变化的趋势。严格按报警值进行报警。当监测值超过预警值的

48、80%时，在电子版中注明，以引起有关各方注意。 当监测值达到预警值，除在电子版中注明外，专门出文通知有关各方。监测 技术负责人参加出现险情时的排险应急会议，积极协同有关各方出谋划策， 提出有益的建议，以采取有效措施确保基坑及周围环境的安全。在隧道施工监控量测过程中提交如下资料：（1）公文 根据监测资料，对下一阶段的变形情况进行预测，当有危险时，及时向 业主及施工方提交监控联系单或专门的计算分析报告 , 并提出合理化建议。（2）月报 将每月监测工作的进展、仪器埋设、监测成果图表汇总及阶段性的结论、 建议汇总，并按正规报告格式提交。（3）总报告 在隧道的主体工程完成以及隧道跟踪监测工作结束后一个月

49、内提交监测 分析总报告。第五章 测点布置原则及隧道测点、断面布置1. 量测测点布置原则 监测断面分两种，一种是一般性监测断面，主要监测内容为中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）中规定的必测项目，在隧道进、出洞口、围岩类别变化处及地质条件复杂的区段可以适当加密； 另一种是代表性监测主断面，主要监测内容为中华人民共和国行业标准公 路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）中规定的选测项目，代表性监测主断 面在每种围岩类别中、进出洞口、地质条件复杂区段等部位。隧道的测点和 断面的布置严格按照规范和设计文件要求，测点布置原则如下：（1）当隧道埋深较深时， 围岩内部位

50、移只能在洞内设点监测， 当隧道埋 深较浅时，围岩内部位移可在地表设点监测。（2）当隧道埋深小于23倍隧道开挖跨度或隧道位于偏压较大的地段 时，应设点观测地表下沉。当隧道埋深大于 23倍隧道开挖跨度时，可不测 地表下沉。（3）洞内测点布设应注意：1）量测点的安设应能保证初读数在开挖后 12 小时内和下一循环开挖前 完成，并测取初读数。2）测点应安设在距开挖工作面1m范围内，且不大于一循环进尺，并应 精心保护，不受下一循环爆破的破坏。3）各项位移量测的测点，一般可布置在同一断面内，测点统一在一起， 测设结果能相互印证，协同分析与应用。4）围岩压力量测，除应与锚杆轴力量测孔相对应布置外，还要在有代表

51、 性的部位设测点，以便了解支护体系在整个断面上的受力状态与支护作用。5）锚杆轴力量测在局部加强锚杆地段，要在加强区域内有代表性位置设 量测锚杆。2. 泰和隧道测点、断面布置 按照规范和设计文件要求，及根据测点的布置原则，泰和隧道的测点和 断面的布置按以下方案布设。洞内外观察断面间距25m（隧道全长范围内）；洞周收敛位移和拱顶下沉 量量测断面间距定为V级围岩按 10m20m间距布点，W级围岩按20m30m 间距布点，皿级及以上围岩按40m50m间距布点。浅埋地表下沉量测断面间 距：洞口范围内10m一个断面，洞口平缓、埋深较浅处可加密至5m,其余地段根据现场情况需要每 50m选测一次；必测与选测项

52、目联合监测断面原则上 IV、V级围岩每段选择12处典型断面进行。锚杆轴力按锚杆总数的 5%进行检测。地质超前预报：地质超前预报采用地质雷达进行近距离（2040m）较微 观近期预报。采用TSP202/203隧道地震探测仪进行远距离（200m）较宏观长 期预报。第六章 信息反馈与预测预报在复杂多变的隧道施工条件如何进行准确的信息反馈与可靠的预测预报 是本监控量测的主要内容之一。迄今为止，信息反馈与预测预报通过两个途 径来实现，隧道监控量测反馈程序图如图 61 所示。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

53、术根据现场量测 数据推算而的如塑性区半径、初始地应力、岩体变形模量、岩体流变参数、 而次支护荷载发布。这些数据是对支护系统进行计算所需要的。关于应力计算，拟采用专门的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 断标准来直接根据量测结果或回归分析数据来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。隧

54、道现场监控量测信息反馈流程见图 6-1 。(a) 根据围岩(或净空变化)量值或预计最终位移值与位移临界值对比来 判断位移临界值的确定需根据具体工程具体确定。(b) 根据位移速率来判断当位移速率大于 1mm/d 时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护； 速率变化在0.2口叶1mm/d时，应加强观测，做好加固准备；速率小于0.2mm/d 时，围岩达到基本稳定。在高地应力、岩溶地层和挤压地层等不良地质中， 应根据具体情况制定判断标准。(c) 位移时间曲线根据现场量测的位移时间曲线进行如下判断分析、研究地质勘测资料制定监控量测计划是!1_跖图6-1现场监控量测信息反馈流程图d2udt2说明变形速率不断下降，位移趋于稳定;d2udt2表明变形速率保持不变，须发出警告并要求及时加强支护系统;则表示已进入危险状态，须立即停工，采取有效的工程措施进行加固。第七章 质量保证方案及措施71 项目管理隧道施工现场监控量测，应按照预定的量测计划进行现场组织实施，与 其他施工环节紧密配合，要求施工监控量测工作连续。监测过程中，根据监 测对象的不同和相应的技术特点，将 SG-2标段监控量测工作分成两个量测小