第三方检测培训资料

国家高速公路网G8511昆磨高速小勐养至磨憨段改扩建工程隧道地质预报、监控量测及质量检测技术培训研讨会主办：云南小磨高速公路改扩建工程建设指挥部承办：云南公投工程检测有限公司

2015年9月21日云南.西双版纳交流主要内容隧道监控量测隧道超前地质预报隧道施工质量检测桩基检测隧道监控量测一、目的为设计和修正支护结构形式和参数提供依据；正确选择开挖方法和支护施作时间；为隧道施工和长期使用提供安全信息；是研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径。二、监控量测的基本要求1.

基本要求

监控量测工作是隧道信息化施工的重要组成部分，必须将此项工作作为关键工序纳入现场施工组织和生产工序之中，结合公司相关要求，施工单位须编制监控量测实施细则及作业指导书，并报监理单位审批，施工中严格、认真实施。二、监控量测的基本要求1.

基本要求

尽快埋设测点；进行一次量测的时间宜尽量短；传感元件要有较好的防震、防冲击波的能力，且能长期有效；测设的数据要求直观、正确、可靠；测试仪器要有足够的精度。三、施工监控量测方案的制定量测方案应根据隧道地质地形条件、支护类型和参数、施工方法和其他有关条件制定。其具体内容包括：

⑴监控量测项目、方法及监控量测断面选定：断面内测点的数量、位置、量测频率、量测仪器和元件的选定及其精度、埋设时间等。⑵传感器埋设设计：埋设方法、步骤、各部分尺寸、工艺选定及工程进度衔接等。⑶固定测试元件的结构设计。⑷量测数据记录表格式，表达量测结果的格式，量测数据精度确认的方法。四、监控量测的内容和方法1.隧道施工量测项目包括必测项目和选测项目。

应根据隧道工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、隧道跨度、埋深、工程性质、支护类型等因素确定。序号项目常用测量仪器备注1洞内、外观察现场观测、数码相机、罗盘仪2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3净空变化收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪

隧道浅埋段

监控量测必测项目三、施工监控量测方案的制定量测方案应根据隧道地质地形条件、支护类型和参数、施工方法和其他有关条件制定。其具体内容包括：

⑸量测断面布置图和文字说明。⑹量测数据处理方法，利用量测反馈信息修正设计和施工方法。⑺量测数据大致范围，作为判断异常依据。⑻用初期量测值预测最终值，综合判断隧道最终稳定的标准。⑼施工管理方法，出现异常情况的对策。四、监控量测的内容和方法1.隧道施工量测项目

选测项目是对一些有特殊意义和具有代表性的区段进行监测，以求更深入地掌握围岩的稳定状态与锚喷支护效果，以便更好地指导未开挖区的设计与施工，这类量测项目较多、费用较大，一般由设计文件规定在局部地段进行。四、监控量测的内容和方法1.隧道施工量测项目序号量测项目仪器设备1围岩压力压力盒2钢架内力钢筋计、应变计3喷混凝土内力混凝土应变计4二次衬砌内力混凝土应变计、钢筋计5初期支护与二次衬砌间接触压力压力盒6锚杆轴力钢筋计7围岩内部位移多点位移计8隧底隆起水准仪、锢钢尺或全站仪9爆破振动振动传感器、记录仪10孔隙水压力水压计11水量三角堰、流量计12纵向位移多点位移计、全站仪四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察

隧道开挖工作面爆破后应立即进行工程地质状况的观察和记录、地质描述。衬期支护完成后应进行喷层表面观察和记录，必要时进行裂缝描述。将这两项观察定为各类围岩都应采用的第一项应测项目。四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察①目的

细致的观测，对于监测围岩稳定性是既省事而作用又很大的监测方法，通过观测可以获得与围岩稳定状态有关的直观信息。其主要的观测目的是：

预测开挖面前方的地质条件；（超前地质预报）为判断围岩、隧道稳定性提供地质依据；根据喷层表面状态及锚杆工作状态，分析支护结构的可靠程度。总之，将地质超前预报及洞内地质状况观测两者结合起来，可以获得具体而真实的围岩状况，为隧道的安全施工、节省投资提供可靠的地质依据。四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察②主要内容开挖后没有支护的围岩：主要是了解开挖工作面的工程地质和水文地质条件。

岩石的种类和分布状态，境界面位置的状态；岩性特征：岩石颜色、成分、结构、构造；地层时代归属及产状；节理性质、组数、间距、规模，节理裂隙的发育程度和方向性，断面产状特征，充填物的类型和产状等；断层的性质、产状、破碎带宽度、特征；地下水类型，涌水量大小、涌水位置、涌水压力、水的化学成分，湿度等；开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察②主要内容开挖后已支护段

：初期支护完成后对喷层表面的观测以及裂缝状况的描述和记录；有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；喷层混凝土是否产生裂隙或剥离，特别注意喷层混凝土是否发生剪切破坏；有无锚杆和喷层混凝土施工质量问题；钢架有无被压屈现象；是否有底鼓现象。四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察数码相机拍摄的掌子面情况

四、监控量测的内容和方法2.

量测内容和方法1）工程地质与支护状况的观察

洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建(构)筑物进行观察。四、监控量测的内容和方法2）隧道地表沉降量测

目的:浅埋段预测地表坡面的稳定。设点：地表沉降测点横向间距为2～5m。每个断面设7～11个点，监测范围应在隧道开挖影响范围以内。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H+B（H为隧道埋深，B为隧道开挖宽度），地表有控制性建(构)筑物时，量测范围应适当加宽。埋设：测点采用φ22螺纹钢，深入坡体60～80cm，外露5cm，表面磨平后在表面打眼作标记。监测时间：地表下沉量测应在开挖工作面前方，隧道埋深及隧道开挖高度之和处开始，直到二次衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。频率：地表下沉量测频率应与洞内拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施埋深重要性测量与否3B<H小不必要2B<H<3B一般最好量测B<H<2B重要必须量测H<B非常重要必须列为主要量测项目注：B为隧道直径，H为隧道埋深。地表沉降测点纵向间距5～10H≤B10～20B<H≤2B20～502.5B>H>2B纵向测点间距（m）埋深与开挖宽度四、监控量测的内容和方法地表沉降与隧道埋深如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施2）隧道地表沉降量测

四、监控量测的内容和方法如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施地表沉降观测

地表沉降观测

四、监控量测的内容和方法3）隧道净空收敛量测

收敛量测是隧道施工监控量测的重要项目。周边位移是隧道围岩应力状态变化最直观的反映，通过周边位移量测可以达到以下目的：①判断隧道空间的稳定性；

②根据变位速度判断围岩稳定程度和二次衬砌施作的合理时机；

③指导现场的施工。四、监控量测的内容和方法3）隧道净空收敛量测

如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施量测仪器:收敛计

净空变化量测测线数

地段开挖方法一般地段特殊地段全断面法一条水平测线—台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线，两条斜测线分部开挖法每分部一条水平测线CD或CRD法上部、双侧壁导坑法左右侧部，每分部一条水平测线，两条斜测线、其余分部一条水平测线四、监控量测的内容和方法3）隧道净空收敛量测

如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施隧道内必测项目监控量测断面间距30III20IV10V～VI断面间距(m)围岩级别全断面开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图

四、监控量测的内容和方法上下台阶及三台阶法开挖拱顶沉降及周边收敛测点布置图四、监控量测的内容和方法CD、CRD法开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图四、监控量测的内容和方法双侧壁导坑法开挖隧道拱顶沉降及周边收敛测点布置图四、监控量测的内容和方法

洞周收敛量测

洞周收敛量测

4）拱顶下沉量测四、监控量测的内容和方法⑴拱顶下沉量测目的确认围岩的稳定性，判断支护效果，指导施工工序，预防拱顶崩塌，保证施工质量和安全。

⑵拱顶下沉量测仪器

精密水准仪或全站仪

4）拱顶下沉量测四、监控量测的内容和方法⑴全站仪拱顶下沉量测使用全站仪时，测点上布置激光反射膜，螺纹钢长60cm4）拱顶下沉量测四、监控量测的内容和方法（2）水准仪拱顶下沉量测5）围岩内部位移量测

围岩内部相对位移的测孔，一般与周边位移测线相应布置，以便使两项测试结果能够互相验证，协同分析和应用。围岩内部位移测孔布置四、监控量测的内容和方法

围岩内部位移量测

6）钢支撑应力量测四、监控量测的内容和方法

钢支撑应力量测

钢筋计测格栅应力7）

喷层应力量测四、监控量测的内容和方法7）

喷层应力量测喷层应力测点的布置四、监控量测的内容和方法8）二衬应力量测四、监控量测的内容和方法

二衬应力量测由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测试错误。

⑴数学处理的目的①将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确认量测结果的可靠性；②探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判定围岩和支护系统稳定状态。

⑵量测数据处理的内容（可用Excel软件编制程序进行）①绘制位移、应力、应变随时间变化的曲线－时态曲线；②绘制位移速率、应力速率、应变速率随时间变化的曲线；③绘制接触压力、支护结构应力在隧道横断面上分布图。五、隧道施工量测数据处理及应用1、隧道施工监控量测数据处理（3）量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求：①

每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线。②

选择回归曲线，对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。③

对支护及围岩状态、工法、工序进行评价。④数据异常时，应根据具体情况及时采取增加临时支撑、加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。并按有关规定程序报告。五、隧道施工量测数据处理及应用（4）当发现隧道稳定性出现问题时，应对隧道施工方法进行调整，一般包括以下几个方面：⑴采取稳定开挖工作面的措施；⑵断面的早期闭合；⑶开挖进尺的改变；⑷开挖分部尺寸的改变；⑸开挖方法的变更；⑹支护结构的变更；⑺增加辅助工法（超前支护、临时支撑、注浆加固等）；五、隧道施工量测数据处理及应用

从维护围岩稳定性和支护系统的可靠性出发，现场测试人员关心围岩变形量的大小，是否侵入隧道设计断面的限界，是否对施工人员的安全构成威胁。以便及时调整设计参数和进行施工决策。五、隧道施工量测数据处理及应用2、隧道施工监控量测数据的应用⑴初期支护阶段围岩稳定性的判断和施工管理①根据最大位移值进行施工管理

a.当量测位移U小于Uo/3，表明围岩稳定，可以正常施工。

b.当量测位移U大于Uo/3并小于2Uo/3时，表明围岩变形偏大，应密切注意围岩动向。可采取一定的加强措施，如加密、加长锚杆等措施。（

U-位移实测值；Uo-极限相对位移值。）

c.当量测位移U大于2Uo/3时，表明围岩变形很大，应先停止掘进，并采取特殊的加固措施，如超前支护、注浆加固等。

五、隧道施工量测数据处理及应用如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施

②根据位移速率进行施工管理a.净空变化速度持续大于5.0mm/d时，表明围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。

b.当位移速度在1～0.2mm/d之间时，表明围岩处于缓慢变形阶段。

c.当位移速度小于0.2mm/d时，拱顶下沉速度小于0.15mm/d时，表明围岩已达到基本稳定。d.在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用其他指标判别。五、隧道施工量测数据处理及应用如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施

③根据位移时态曲线进行施工管理每次量测后应及时整理数据，绘制时态曲线。

a.当位移速率很快变小，时态曲线很快平缓，表明围岩稳定性好，可适当减弱支护。

b.当位移速率逐渐变小，即d2u/dt2＜0，时态曲线趋于平缓，表明围岩变形趋于稳定，可正常施工。

c.当位移速率不变，即d2u/dt2=0，时态曲线直线上升，表明围岩变形急剧增长，无稳定趋势，应及时加强支护，必要时暂停掘进。

d.当位移速率逐步增大，即d2u/dt2＞0，时态曲线出现反弯点，表明围岩已处于不稳定状态，应停止掘进，采取加固措施。五、隧道施工量测数据处理及应用⑵隧道施工监控量测控制基准

隧道初期支护极限相对位移可参照下表选用。

围岩级别隧道埋深h(m)h≤5050<h≤300300<h≤500拱脚水平相对净空变化(%)Ⅱ—0.0l~0.030.01~0.08Ⅲ0.03~0.100.08~0.400.30~0.60Ⅳ0.10~0.300.20~0.800.70~1.20V0.20~0.500.40~2.001.80~3.00拱顶相对下沉(%)Ⅱ—0.03~0.060.05~0.12Ⅲ0.03~0.060.04~0.150.12~0.30Ⅳ0.06~0.100.08~0.400.30~0.80

V0.08~0.160.14~1.100.80~1.40跨度7m＜B≤12m隧道初期支护极限相对位移五、隧道施工量测数据处理及应用如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施（3）隧道二次衬砌的施作条件

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周边位移收敛速率小于0.1~0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d。从安全考虑，周边位移速率与拱顶下沉速度，应指不少于7d的平均值，总位移值可由回归分析计算取得。五、隧道施工量测数据处理及应用如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施1、报告形式六、报告的撰写日报、周报、月报、总结报告（竣工报告）2、报告内容

施工进度的基本描述监测工作进展情况监测结果及分析结论与建议3、报告汇交六、报告的撰写日报

第二日上午发送到第三方和总监办的邮箱；

第三方接收报告的邮箱为：YLGTJC@4、资料软件汇交（筹）六、报告的撰写在条件允许的前提下，将对数据进行软件汇缴4、资料软件汇交（筹）六、报告的撰写4、报告建议格式六、报告的撰写4、报告建议格式六、报告的撰写4、报告建议格式六、报告的撰写4、报告建议格式六、报告的撰写隧道超前地质预报一、隧道超前地质预报的主要内容

针对全隧道工程地质情况采用不同的仪器设备探测同类不良地质类型，通过相互印证和判断，增加对不良地质类型预报的准确性，以达到隧道开挖和支护工程的优化配置的目的。超前地质预报工作内容主要包括：

①提供开挖掌子面前方的围岩工程类别预报；②预报掌子面前方可能出现的地质断层及岩石破碎带等地质情况；③提供开挖段周边水文情况和开挖掌子面前方的水文资料和可能的涌水预报；④提供隧道开挖掌子面前方及周边溶洞尺寸和位置预报。施工单位应提前1~2天通知第三方检测单位进行超前地质预报工作二、隧道超前地质预报的主要方法

超前地质预报工作采用“长短结合、贯穿全程、因地制宜”的工作原则。长距离预报和短距离预报兼而有之、搭配进行。不论长距离预报还是短距离预报，都要经过2种以上方法进行综合预报，以便相互补充、验证，提高准确率。主要使用方法TSP地震波探测地质雷达法专门为长距离、地质复杂隧道探测有效距离取20m二、隧道超前地质预报的主要方法1、地质雷达法超前地质预报（短距离）RAMAC/GPRCUⅡ型地质雷达地质雷达法测线示意图（1）系统组成二、隧道超前地质预报的主要方法1、地质雷达法超前地质预报（2）工作要求提供掌子面前方及开挖段20m范围内的地质情况；提供开挖段前方及周边的水文地质预报；提供开挖段前方及周边溶洞的规模及位置的预报；测试后24小时提交地质预报成果报告给监理或施工单位；预报成果报告应包括掌子面前方地质情况的剖面图和简明的文字说明，通过对围岩完整性的判定得出的围岩类别划分，并对开挖过程中围岩稳定性的评价。二、隧道超前地质预报的主要方法2、TSP法超前地质预报（长距离）（1）TSP系统组成及原理二、隧道超前地质预报的主要方法2、TSP法超前地质预报（2）实施方案中的准备工作①爆破钻孔

预报断层构造时，爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上，预报岩溶则隧道两侧边墙都应布置爆破钻孔进行重复测量。

每一次预报的炮孔应为24个，炮孔间距约l.5m。炮眼高度为距隧底板约lm，所有炮眼与接收器的高度应基本相同。

炮眼孔深1.2～l.5m（孔深应尽量一致），向下倾斜10°～20°，垂直于隧道轴向，或向前与掌子面成10°夹角。

钻孔完成后应注意保护，及时套PVC管以防止塌孔。二、隧道超前地质预报的主要方法2、TSP法超前地质预报（2）实施方案中的准备工作②装药及起爆准备

装药及起爆准备应遵守《爆破安全规程》的规定，使用瞬爆电雷管起爆；

炸药量应大于200m探测距离要求，一般50g左右，最多不大于75g。炸药与炮孔之间用水耦合，以保证炸药与炮孔严密耦合，传感器套管与围岩之间用环氧树脂耦合。③接收器钻孔的布置

要求距掌子面约55m，距第一个爆破孔约35m；

必须在隧道两壁各安置一个接收器，接收器安置高度与炮孔一致；

孔径42～45mm，孔深2m，应根据采用的耦合材料确定接收孔上倾还是下倾（当采用环氧树脂进行耦合时，接受器孔应向上倾5°～10°；当采用水泥砂浆进行耦合时，接受器孔应向下倾5°～10°）。二、隧道超前地质预报的主要方法2、TSP法超前地质预报（2）实施方案中的准备工作④在传感器孔和爆破孔全部钻好后，由测量班提供每个孔的三维坐标，同时用水平角度尺和钢尺测量每个孔的角度和深度，并记录下来。⑤接收器套管的埋置与爆破孔装药

接收器套管的埋置关系到接收器所收集的地震波信息的准确性。在传感器孔钻好后把环氧树脂药卷塞人孔中，然后用风枪将套管埋入孔中，环氧树脂凝固很快，5min后即可凝结牢固。当所有的爆破孔钻好后，为防止塌孔，应立即在每个孔内装炸药，每孔装药量为100g，用瞬发电雷管连接好，装入爆破孔的底部。进行数据采集时，为减少噪音对地震波信号的影响，要求隧道内的各工作面均要暂停30～45min。隧道施工质量检测一、隧道施工质量检测目的对混凝土初衬与围岩结合部出现的脱空、回填欠实、富水区圈定、衬砌厚度等进行无损检测，及时发现施工质量缺陷情况，为采取加固措施消除隐患提供依据。并根据现场实际测试的超挖和欠挖、初期支护厚度及钢支撑（或格栅）间距检测、二次衬砌厚度、拱顶混凝土空腔和密实度及衬砌混凝土强度数据与设计值进行比较，根据相关规范对施工质量进行评价，从而保证施工期及运营期的安全。二、隧道施工质量检测的内容隧道施工质量检测主要包括：

（1）初期支护检测（2）二次衬砌检测（3）仰拱及填充混凝土检测（4）二衬强度检测（5）锚杆抗拔检测（6）混凝土开裂检测施工单位需要在二衬施作前3天通知检测单位位进行初期支护检测工作三、隧道衬砌施工质量检测方法检测方法地质雷达法超声回弹法拱顶及侧壁回填情况初支及二衬砼厚度钢支撑位置、间距及数量钢筋间距及数量等项目主要对混凝土表面强度进行检测三、隧道衬砌施工质量检测方法1、地质雷达法衬砌质量检测（1）设备介绍采用瑞典RAMAC/GPRCUⅡ型地质雷达，800M和500M天线。（2）测线设计隧道施工病害出现的结构薄弱环节多数在隧道上拱部。在通常情况下对结构施工质量缺陷检测重点多放在上拱部，对边墙及仰拱的检测主要侧重于施工质量整体性评估。因此要根据隧道质量控制的重点有针对性地布置测线。在初期支护检测中，为确保施工质量，施工过程中雷达检测沿隧道上、下行线个布测线7条（交工验收检测布线5条）；二次衬砌检测时雷达检测线分别沿隧道上下行线布测线5～11条。如设计图纸上有说明，则按设计图纸实施三、隧道衬砌施工质量检测方法初期支护雷达检测测线布置示意图三、隧道衬砌施工质量检测方法二次衬砌雷达检测测线布置示意图三、隧道衬砌施工质量检测方法（3）结果报告鉴于隧道衬砌（特别是初期支护）的质量检测工作与施工工序紧密相关，为配合施工进度需要，检测单位在接到报检要求后，3d内完成检测任务并提交检测中间结果，隧道衬砌结构全部竣工验收检测15d内提交最终检测报告。内容包括：①中间结果：隧道衬砌结构缺陷（初支中钢支撑密度分布图、初支喷砼与围岩层之间脱空、填充欠实、围岩富含水带、初支与二衬间脱空、二衬中不密实检测结果图）；隧道衬砌砼厚度检测结果图。②最终报告：隧道衬砌结构缺陷加固处理前后对比图；隧道衬砌砼层厚度检测结果图。三、隧道衬砌施工质量检测方法（4）数据处理与信息反馈数据处理采用配套地质雷达处理解释软件。无损检测测试完成后7天内出具无损检测