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1、贵州省道真至新寨高速公路福寿场至和溪段TJ02 标隧道监控量测工作计划中交第二公路勘察设计研究院有限公司2014 年 12 月目录第一章工作概述 3监控量测的实施3洞内外观察3周边位移4拱顶下沉7浅地表下沉9第二章隧道监测成果反馈 12第三章项目实施过程中的主要问题及对策 183.1隧道超前地质预报关键问题18（一）隧道施工塌方预报18（二）隧道施工突水预报18（三）隧道施工突泥预报183.2基于本项目重点、难点的地质超前预报及监控量测的对策及措施193.2.1 针对隧道可能出现的塌方事故的安全控制对策及措施19第一章 工作概述监控量测的实施1.1监控量测方法和手段、测点及监测频率洞内外观察1
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。2) 观测内容(a) 对开挖工作面观察： 岩质种类和分布状态，近界面位置的状态； 岩性特征：岩石的颜色、结构、构造； 地层时代归属及产状； 节理性质、组数、间距、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； 断层的性质、产状、破碎带宽度、特征； 溶洞的情况； 石煤层情况； 地下水类型、涌水量大小等； 开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。(b) 开挖后已支护段： 初期支护完成后对喷混凝土层表面的观测及裂缝
3、状况的描述与记录； 有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象； 喷混凝土是否产生裂缝或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏; 钢支撑有无被压曲现象； 是否有底鼓现象。（C）洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观 察。3）量测方法 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DQY-1 地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、手电、照相机等。5）观测频率及断面 目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后进行，观察后应绘制开挖面略图，填写工作
4、面状态记录集围岩级别判定卡。初期支护完成区段观察：每天至少进行一次。周边位移1）量测内容 量测隧道内壁两点连线方向的相对位移，监测围岩的稳定性。2）量测目的（a）隧道周边位移是隧道围岩应力状态变化的最直接反映，量测周边位移 可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；（b）根据变形速率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：方法选取的合理性，用以指导设计与施工。3）量测方法及测点布设根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或发 包人及监理、设计认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，在确定监测的隧道断面开挖后尽早进行，或初喷 24
5、 小时内，在下一循环开挖前完成初读。在隧 道左边墙和右边墙部位分别埋设测桩（测桩埋深约15cm，钻孔直径约20cm,用 早强锚固剂锚固，测桩位置设置保护罩），并进行初始读数。采用精度较高的水 平基线监测方法。对于全断面法、台阶法、CD （CRD）法施工的测线 布置如下图。gacbh（a）全断面法（b）台阶法（c） CRD或CD）法周边位移测点及测线布置图在隧道周边位移量测中采用传统量测（收敛计）或无尺量测技术（高精度全 站仪）。隧道围岩段若采用台阶法、CD法隧道开挖时如留核心土，受核心土阻挡， 或现场临时支护等使传统量测（收敛计）无法贴近掌子面埋设。这时将采用非接 触三维位移观测方法即无尺量测
6、技术（高精度全站仪）。传统的量测方法采用收敛计量测围岩的水平变形，将收敛计钢尺挂钩分别挂 在已经安装的测点膨胀挂钩上，然后收紧钢尺，将卡针插入钢尺上适当的孔位内， 并用保护卡钩将钢尺固定；转动调节螺母，使钢尺收紧到观测窗中的刻画线与读 数指示窗刻度线完全重合，使收敛计停止摆动且迅速使其静止，读取钢卷尺量程 取至厘米，然后在读取百分表中读数取至0.01mm，两者相加即得到本次测量的 完整数值。测点安装结束后应在下一次爆破循环前获得初始读数。根据地质条件情况布 设量测断面，在量测断面测点埋设时，测点距开挖面应小于 2 米，第 1 次量测应 在上次爆破后后12h内读取，最迟不超过24h，且在下一循环
7、开挖前，完成初次 变形值读数。每次读数时读3次读数，并测量出隧道内量测断面处的环境气温，填好量测 记录。无尺量测技术是利用高精度全站仪自由设站、对边测量、免棱镜测距应用功 能，在隧道中可以灵活有效地进行隧道的变形量测。该方法设站灵活、抗施工干 扰的能力强，测量速度快，效率高，可将仪器架设在安全区进行量测，量测人员 无须到达危险区，操作安全。同时对于隧道有核心土弧形导坑台阶法开挖或其他 障碍物影响收敛计量测的测点均可采用全站仪测量。4）仪器设备使用JTM-J7100型收敛计（精度0.01mm）、高精度LEICA TCA2003全站仪进 行量测（角度精度指标0.5、分辨率0.1，1mm + 1pp
8、m的测距精度，分辨率 0.1 mm）。5）断面布设原则V级围岩浅埋、破碎带段等不良地质段及加宽带段按510m布置一个量测断 面，V级深埋段按照1020m布置一个量测断面，W级围岩按2030m布置一个量 测断面，III级围岩按3050m布置一个量测断面。断面布设的间距具体参照设计文件关于监控量测项目布置断面里程和相关 规范执行。当设计文件和规范不一致时，结合实际围岩状况，以对隧道变形有效 控制为原则，采用“从严控制”的标准布设断面。6）监测频率隧道周边位移和拱顶下沉的量测频率表一测点埋设 后时间115d16d1个月13个月大于3 个月测量频率12 次 / 天1次/2天12 次/ 周13 次/ 月
9、周边位移和拱顶下沉量测频率表二位移速度 （mm/d）距工作面距离频度备注5(12)D14 次/d1.D为隧道开挖宽15(25)D1 次/2d度2.当位移速度5 mm/d时，应视为出现 险情，及时发出警报0.215D1次/周0.2不监测注：1、净空收敛和拱顶下沉量测频率应根据表一、二取其中的最大值。2、施工的初期阶段位移及下沉量大、地质变化显著时或施工状态（开挖下 台阶、仰拱或拆临时支护等）发生改变时，量测断面间距可取较小值，应适当增 加量测频率。3、当施工进展到一定程度时，地质良好，且位移下沉量较小时，量测间距 可取表中较大值，根据情况也可适当加大，但在围岩突变或软弱结构面处应增设 量测断面和
10、测点。4、如果围岩变形量较大时，出现位移速度加速等情况时，量测频率应适当 加大，另外，进行洞内状态观测时应对每个开挖面都进行观察，一般应 1次/天， 对于选测项目量测断面布置及项目选择应根据地质条件及设备情况确定。5、若根据位移速度和离工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中 取高值。6、后期量测时，时间间隔可加大到几个月或半年量测一次。拱顶下沉1）量测内容 拱顶下沉量测，是指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，其必须与设计拱顶标高进行比较。2）量测目的 通过拱顶沉降位移量测，了解断面的变形状态，判断隧道拱顶的稳定性； 根据变形速率判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提
11、供合理的支护时机； 指导现场设计与施工；防止沉降侵入二衬空间。3）量测方法及测点布设 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，在确定监测的断面隧道开 挖或初喷后 24 小时内，在隧道拱顶部位埋设 3 个测点并进行初始读数。埋设测 点时，先在测点处用小型钻机在待测部位成孔，然后将带膨胀螺丝塞入孔中，然 后用扳手拧紧即可量测。对于采用上下台阶或全断面法开挖，拱顶下沉点一个断面布设三个测点，其 中拱顶一个，左右相距2m各一个。对于三台阶法、DCD法、DCD法施工，下台阶 开挖及仰拱开挖后根据变形发展情况及相关需要及时增设拱脚下
12、沉测点，加密监测频率。法2mc)CRD 或 CD)拱顶下沉测点布置图一般情况下，采用水准抄平法进行量测，基准点分别设置在洞内和洞外（用 于校核），视线长度一般不大于 30 米，监测误差控制在 1.0mm 以内（高程误差 0.7mm），必要时采用冗余观测方法来提高监测精度。对于台阶法开挖中，水准抄平量测拱顶下沉，上台阶常无法设置测站，尤其 受空间控制拱脚下沉量测很难用挂尺抄平方法进行。这时将采用非接触三维位移 观测方法即无尺量测技术（高精度全站仪）。水准仪测量时把钢尺挂在预埋的测点上，下挂 1kg 的锤球保持钢尺垂直，用 水准仪来读取钢尺上的读数，实现数据的采集。对于人不宜到达地方或不适合用水准
13、仪测量的地方，采用高精度全站仪和反 观片远距离量测采集数据。4）仪器设备拱顶下沉采用DSZ2水准仪（带测微器，精度0.1mm）、铟钢尺、钢尺。5）断面布设原则 周边位移、拱顶下沉断面，原则上两者布置在同一个断面里程上。V级围岩浅埋、破碎带段等不良地质段及加宽带段按510m布置一个量测断 面，V级深埋段按照1020m布置一个量测断面，W级围岩按2030m布置一个量 测断面，III级围岩按3050m布置一个量测断面。断面布设的间距具体参照设计文件关于监控量测项目布置断面里程和相关 规范执行。当设计文件和规范不一致时，结合实际围岩状况，以对隧道变形有效 控制为原则，采用“从严控制”的标准布设断面。6
14、）量测频率 拱顶下沉和周边位移采用相同的量测频率。浅地表下沉1）监测的内容 量测隧道洞口开挖成形后，地表岩土体下沉量。2）监测的目的 从地表设点观测，根据下沉位移量判定开挖对地表下沉的影响，以确定隧道支护结构；通过地表下沉量的多少和下沉的快慢，判断分析隧道洞口围岩是否稳 定，为设计优化支护参数提供可靠的数据，保证施工安全。3）量测方法及测点埋设 地表下沉观察断面设置为：每个单洞口浅埋段各设置 1 个断面。每个断面上测线与隧道中心线垂直，埋设测点时中心监测点设在隧道轴线的地表位置，其它 监测点沿中心线对称布置，测点间距由中心监测点开始至距离地表隧道轴线最远 一点由密至疏布置，具体距离按25m布置
15、，宽度范围为W=B（开挖宽度）+H/2（两 侧埋深的一半）。在隧道开挖纵横向各 4 倍洞径外的区域，参照标准水准点埋设方法，埋设2 个临时水准基点。基准点要求通视良好，测量方便，基础牢固，易保护。一个基 准点作为测站点，另外一个作为后视检核点，以便互相校核。参照标准导线点埋设，所有基点应埋设在基岩或原状土层中，测站的基点应进行深埋。监测网点观 测标志采用钢筋混凝土观测标墩，或选择其它的标准观测墩。标墩基础力求稳固， 或除去表面风化层使标墩浇筑在新鲜基岩上；或当地表覆盖层较厚时，应开挖出一基坑，深度不少于lm,标墩应现场浇筑。地表下沉测点应布置在隧道轴线上方和两侧拱腰上方以及隧道隧道开挖界 限上方,测点一般以,5个点。边坡测点应尽量考虑坡形坡度变化的地方,埋深 相差悬殊处、刷坡面与天然围岩接壤处、不同围岩分界处等,测点应能控制整个 边坡的变形。测量范围X25mXXX
