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1、4.4隧道工程本项目全线共设置隧道2座，分离式长隧道1座长2200m，双联拱隧道1座长415m。隧道设计标准公路等级：高速；汽车荷载等级：公路级；地震：设防烈度度，地震动峰值加速度为0.20g ；设计速度：100km/h；车道数：双向六车道；行车道净空：限界净高为5m。隧道施工方法及工艺4.4.1控制测量 施工前平面控制网复测施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续，组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行闭合复核测量，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，完全无误后作为施工用控制点。隧道每掘进1km或雨季
2、前后各进行洞内外导线控制点联测一次。 平面控制附合导线测设洞内布置双导线，形成闭合导线，利用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道施工。洞口导线点位使用不锈钢钢筋（顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后，利用设计院交接的导线网GPS点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。水平角的观测正倒镜六个测回中误差1.8，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差1/80000。 高程控制高程控
3、制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。观测精度符合偶然误差2mm，全中误差4mm，往返闭合差8mm（L为往返测段路线段长，以km计）。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时，取三次成果的平均值。4.4.2施工测量根据本合同段隧道特点在各施工洞口各配备一个测量班，每个测量班均由1名测量工程师、4名测量技工组成，共同完成测量工作。测量班依据工作内容配置测量仪器。测量作业程序流程见图所示。 洞口测量根据隧道洞口的设
4、计结构和洞口地形标高，详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线，十米桩中心坐标点位，以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩，控制洞口边仰坡的开挖。开工前交接桩控制网、水准基点开工复测控制网、水准基点加密防护施工中复测检查施工测量竣工测量测量成果报监理工程师测量作业程序流程图 洞身测量隧道洞身施工测量根据隧道设计文件，精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高，并按每10m编制出所有隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程；由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后
5、和二次衬砌立模前后轮廓尺寸，进行复核，确认准确后方可进行下道工序施工，并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计，随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。4.4.3 竣工测量每20m对已衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进行洞身净空检查，隧道洞身开挖贯通后，及时组织测量人员进行贯通测量。依据有关测量规范及测量结果，调整贯通误差，并将结果及时上报监理和建设单位有关部门。依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸，如实填写检查结果，并将检查资料作为竣工资料的一部分存档。4.4.4 测量质量的保证措施测量桩点的交接，必须双方参与，持交桩表逐桩核对，交接确认，遗
6、失的坚持补桩，无桩名者视为废桩，资料与现实不符的应予以更改。执行有关测量技术规范，按照规范技术要求进行测量作业检测，保证各项测量成果的精度和可靠性。测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章，确保其有效。定期组织测量人员与相邻隧道队队共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。所有现场测量原始记录，必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。加强仪器的维修和保养，保持其良好状态，制定仪器维修和保养制度及周检计划，按时送检。4.4.5 超前地质预测预报及监控量测 超前地质预报隧道施工中，超前地质预报关系到工程安全、质量和进度，为确保各项目标
7、顺利实现，针对本合同段隧道工程地质情况，施工中委托第三方单位进行超前地质预报，采用：TSP预报、地质雷达、远红外线探水仪、超前水平钻孔、地质素描(数码成像)综合分析预报；将以上方法有机结合、综合应用，发挥各自长处，相互补充、相互验证，从不同方面发现异常、揭示异常，组成地质超前预报完整的技术体系，并坚持将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。对未开挖地段进行地质预测和分析，采集各种水文、地质、变形、应变等信息，及时进行信息反馈，以确定合理的开挖、支护参数，制定合理的施工方法。 地质预报项目地面预报：在施工过程中，根据设计提供的地质勘探资料，对重点地段地表开展综合物探，沿隧道轴线绘制纵向剖面图；同
8、时进行地表补充地质测绘。洞内预报：施工中加强断裂破碎带、溶洞、煤矿采空区、夹煤层、涌水的超前地质预报工作，如采用开挖面掌子面地质素描、超前钻孔并辅以TSP等物探手段进行综合预测。对软岩塑性变形进行超前预报，根据超前预报及有关监测结果及时变更施工方案。 超前地质探测与预报方法及工艺 TSP超前地质预报系统TSP超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越
9、大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位。TSP地质预报系统实际操作中有如下特点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；距离长，能预测掌子面前方100m200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的
10、单一解的波形能量分析图。将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。TSP地质预报系统现场测试示意图如图所示。TSP地质超前预报系统现场测试示意图 超前钻孔探测“物探先行，钻探验证”，超前钻探是一种传统而可靠的工程地质探测方法，针对本隧道围岩特点，拟采用超前钻探方法进行探测，以超前水平岩芯钻探为主，辅以浅孔钻探。超前水平岩芯钻探可根据需要探测和了解隧道开挖前方几米、几十米乃至上百米
11、范围内围岩的工程地质情况；通过钻孔了解和释放影响隧道掘进施工的地下水；通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不稳定岩层和断层破碎带进行准确定位；直接采取岩芯样进行各种抗压强度试验，获取岩石物理力学性质参数。为节约施工时间和减少经费，对地质情况稳定、岩性坚硬完整且变化小的地段可酌情减少超前水平岩芯钻探工作量，在钻进过程中，尽可能避免钻头偏移，导致探测结果发生误差。根据岩石的坚硬程度，调整钻机转速和钻压，坚硬岩石采用较低钻压。采用RPD-150C地质钻机进行超前深孔钻探。超前钻探方法是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。
12、综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，大致确定断层的规模和产状。实际施工中用喷距代替射速进行预报，施作程序如下：暂时封闭水量较小的探孔，只留一个喷距最远的测量其喷距离(如完全封闭有困难，可尽量堵塞，减小其流量)；把实测喷距换算成标准条件下的喷距。即高出水平面1m(y=1)时的喷距；根据换算后的喷距，对涌水量进行预报。一般喷距小于5m，流量小于100400m3/h为小型突水，可加大探孔长度，试挖前进；喷距912m，流量400m3/h以上为中型突水，应停止施工，探明情况；喷距12m以上，为大型突水，应立即停止施工，探明情况，从速处理。此方法要求在探孔揭露之前，岩体能承受管道水的压力而保持稳定。因此在
13、临近突水地段，最好多打一些超前探孔，并改放小炮，避免工作面出现冲溃现象，喷距应比较稳定。若探孔水喷距逐渐缩短，说明遇到储量不大的静储量水，危害不大。喷距大于5m时，可加补几个探孔加速施工，查清水情。若探孔水喷距突然缩小，或时大时小，说明管道中有较多的泥砂堵塞，应以初喷距为准。探孔水喷距和隧道涌水量之间的关系还受到其它一些因素的影响，应对于隧道的每一出水段，建立单独的预报标准。 超前地质探测和预报工作程序超前地质探测和预报工作程序见图所示。 根据开挖支护情况发现坍方征兆比拟法预测前方地质 TSP地质预报系统地质资料研究现场地质状况调查制定超前探测预报方案超前钻孔探明地质情况平行导坑超前地质预报开
14、挖面岩性前推法确定施工方案、保证开挖安全地质雷达 红外线探水仪反馈于设计、施工，进行动态设计资料整理与经验积累超前地质探测和预报工作程序图 监测量测清平、三汇隧道尽管长度不同，但其地层地质条件极为相近，面临的不良地质同为岩溶、瓦斯和采空区稳定问题，三者中以后两者为主。且二者极有可能相伴而生，进而加重灾害的程度。地质灾害也以塌方、突泥、突水、瓦斯溢出为主。所以，施工过程中必须加强监控量测工作，紧密依靠信息化施工技术，实现动态设计和动态施工，及时预警，以保证施工安全和工程质量。根据公路隧道施工技术规范第九章关于监控量测的一般要求，为保证隧道安全施工、检验支护结构的可靠性，对隧道施工过程中进行以下项
15、目的监测。监测工作内容见表8。其中前3项为必测项目，其余为选测项目。监测用仪器设备有精密水准仪（TG-2）、铟钢尺、钢卷尺（50m）、收敛计、罗盘、钢筋计、应变计、压力盒、电测锚杆、振铉频率记录仪等。监控量测项目与测试目的表量 测 项 目测 试 目 的开挖面地质描述与初期支护观察观察开挖面及拱顶、两帮围岩产状、地下水发育情况、构造、破碎情况，并用罗盘量取代表性节理、裂隙的产状。了解初期支护受力和变形情况。净空收敛掌握隧道两帮的水平收敛变化，判断围岩变形的稳定程度，指导施工。拱顶下沉掌握隧道拱顶的垂直沉降变化，判断拱顶沉降的稳定程度，指导施工。锚杆内力量测锚杆内部受力情况，判断锚杆的工作状态。浅埋段地表沉降与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况，判断施工方法是否恰当及初期支护的稳定程度。围岩压力（包括围岩与初支之间、初支与二衬之间）判断复合式衬砌中围岩载荷大小，判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。钢支撑内力量测型钢支撑内应力，推断作用在型钢支撑上的压力大小。判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性。 监测
