【公路实务】安慧 教材精讲班教案 92-第4章-4.2-隧道地质超前预报和监控量测技术

4.2隧道地质超前预报和监控量测技术考纲知识点4.2.1隧道地质超前预报4.2.2隧道施工监控量测技术近五年考试分值匹配情况考点20232022202120202019单选多选案例单选多选案例单选多选案例单选多选案例单选多选案例隧道地质超前预报1隧道施工监控量测技术14.2.1隧道地质超前预报2.隧道地质超前预报的内容（1）地层岩性预报，特别是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土的岩性预报。（2）地质构造预报，特别是对断层、节理裂隙密集带、褶皱等影响岩体完整性的构造发育情况的预报。（3）不良地质预报，特别是对岩溶、人为坑洞、瓦斯等发育情况的预报。（4）地下水预报，特别是对岩溶管道水以及富水断层、富水褶皱轴及富水地层中的裂隙水等发育情况的预报。3.隧道地质超前预报方法隧道地质超前预报方法主要有：地质调查法、超前钻探法、物理勘探法（TSP法、TGP法和TRT法）、超前导洞法、水力联系观测。1、地质调查法是隧道施工超前地质预报的基础，适用于各种地质条件隧道超前地质预报，调查内容应包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质调查。（2）物理勘探法适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的超前地质预报，主要包括弹性波反射法、地质雷达法、陆地声纳法、红外探测法、瞬变电磁法、高分辨直流电法。（3）TSP法适用于各种地质条件，对断层、软硬接触面等面状结构反射信号较为明显，每次预报的距离宜为100~150m，连续预报时，前后两次应重叠10m以上。（4）地质雷达法适用于岩溶、采空区探测，也可用于探测断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体，岩溶不发育地段每次预报距离宜为10~20m，岩溶发育地段预报长度可根据电磁波波形确定，连续预报时，前后两次重叠不应小于5m。（5）超前水平钻探每循环钻孔长度应不低于30m，连续预报时，前后两循环孔应重叠5~8m；可能发生突泥涌水的地段，超前钻探应设孔口管和出水装置，防止高压水突出；富含瓦斯的煤系地层或富含石油天然气地层应采用长短结合的钻孔方式进行探测。（6）富水构造破碎带、富水岩溶发育地段、煤系或油气地层、瓦斯发育区、采空区以及重大物探异常地段等地质复杂隧道和水下隧道必须采用超前钻探法预报、评价前方地质情况。（7）超前导洞法可采用平行超前导洞法和隧道内超前导洞法，两座并行隧道可根据先行开挖的隧道预测后开挖隧道的地质条件。（8）当隧道排水或突涌水对地下水资源或周围建（构）筑物产生重大影响时，应进行水力联系观测。4.隧道地质超前预报的分级与分类1）超前地质预报的分级根据地质复杂程度，包括岩溶发育程度、涌水涌泥程度、断层稳定程度、地应力影响程度和瓦斯影响程度，地质预测预报分为A、B、C和D四个等级。A级超前地质预报方法采用地质分析法、弹性波反射法（地震波法、水平声波剖面法、陆地声纳法）、地质雷达法、高分辨直流电法、超前水平钻探法等进行综合预报。B级超前地质预报方法采用地质分析法、弹性波反射法（地震波法、水平声波剖面法、陆地声纳法）、辅以高分辨直流电法、地质雷达法，必要时进行超前水平钻孔。C级超前地质预报方法以地质分析法为主。对重要地质层界面、断层或物探异常地段宜采用弹性波反射法（地震波法、水平声波剖面法、陆地声纳法）进行探测，必要时采用超前水平钻孔。D级超前地质预报方法采用地质分析法，必要时补充其他方法。超前地质预报按预报长度可分为以下3类：1、短距离预报。预报长度小于30m，可采用地质调查法、地质雷达法及超前钻探法等。2、中距离预报。预报长度大于或等于30m并小于100m，可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。3、长距离预报。预报长度大于或等于100m，可采用地质调查法、弹性波反射法及超前钻探法等。下列隧道超前地质预报方法中，属于物理勘探法的是（）。A.地质调查法 B.超前导洞法C.地质雷达法 D.水力联系观测法答案：C解析：物理勘探法适用于长、特长隧道或地质条件复杂隧道的超前地质预报，主要方法包括有弹性波反射法地质雷达法、陆地声呐法、红外探测法瞬变电磁法、高分辨直流电法4.2.2隧道施工监控量测技术隧道开工前，应根据设计要求，结合隧道规模、地形地质条件、施工方法、支护类型和参数、工期安排等编制施工全过程监控量测方案。编制内容应包括：量测项目、量测仪器选择、测点布置、量测频率、数据处理、信息反馈、组织机构、管理体系等。量测计划应与施工进度计划相适应。序号项目名称方法及工具测点布置精度量测间隔时间

1～15d16d～1个月1～3个月大于3个月1洞内、外观察现场观测、地质罗盘等开挖及初期支护后进行——2周边位移各种类型收敛计、全站仪或其他非接触量测仪器每5～100m一个断面，每断面2～3对测点0.5mm（预留变形量不大于30mm时）；1mm（预留变形量不大于30mm时）1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月3拱顶下沉水准仪、铟钢尺、全站仪或其他非接触量测仪器每5～100m一个断面

1～2次/d1次/2d1～2次/周1～3次/月4地表下沉水准仪、铟钢尺、全站仪等洞口段、浅埋段（h≤2.5b），布置不小于2个断面，每断面不小于3个测点0.5mm开挖面距量测断面前后＜2.5b时，1～2次/d；开挖面距量测断面前后＜5b时，1次/2～3d；开挖面距量测断面前后＞5b时，1次/3～7d5拱脚下沉水准仪、铟钢尺、全站仪等富水软弱破碎围岩、流沙、软岩大变形、含水黄土、膨胀岩土等不良地质和特殊性岩土段0.5mm仰供施工前，1~2次/d（2）复合式衬砌和喷锚衬砌隧道施工时必须进行必测项目的量测。应根据设计要求、隧道横断面形状和断面大小、埋设、围岩条件、周边环境条件、支护类型和参数、施工方法等综合确定选测项目。（3）洞内必测项目，各测点宜在靠近掌子面、不受爆破影响范围内尽快安设，初读数应在每次开挖后12h内、下一循环开挖前取得，最迟不得超过24h。选测项目测点埋设时间宜根据实际需要确定。（4）测点应牢固、可靠、易于识别，应能真实反映围岩、支护的动态变化信息。洞内必测项目各测点应埋入围岩中，深度不应小于0.2m，不应焊接在钢架上，外露部分应有保护装置。（5）各项量测作业均应持续到量测断面开挖支护全部结束，临时支护拆除完成，且变形基本稳定后15~20d。量测数据处理与应用1）应及时对现场量测数据绘制时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。2）当位移—时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。3）当位移—时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。4）隧道监控量测工作应根据控制基准建立预警机制，可按表4.2-3实行分级管理。表4.2-3位移管理等级管理等级管理位移（mm）施工状态ⅢU<（U0/3）可正常施工Ⅱ（U0/3）≤U≤（2U0/3）应加强支护ⅠU＞（2U0/3）应采取特殊措施遇到下列情况之一时，也应提出预警并分级管理。（1）支护结构出现开裂，实行Ⅰ级管理；（2）地表出现开裂、坍塌，实行Ⅰ级管理；（3）渗水压力或水流量突然增大，实行Ⅱ级管理；（4）水体颜色或悬着物发生变化，实行Ⅱ级管理。5）二次衬砌应在满足下列要求时进行：（1）隧道水平净空变化速度及拱顶或底板垂直位移速度明显下降；（2）隧道位移相对值已达到相对位移量的90%以上。量测管理隧道现场监控量测应成立专门测量小组，由施工单位或委托其他单位承担量测任务。量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作，并及时将量测信息反馈于施工和设计。现场监控量测应按量测计划认真组织实施，并与其他施工环节紧密配合，不得中断工作。各预埋测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护，不得任意撤换和遭到破坏。竣工文件中应包括的量测资料（1）现场监控量测计划。（2）实际测点布置图。（3）