隧道监控量测及超前地质预报方案

隧道监控量测及超前地质预报方案内容摘要：

（ 5）隧底隆起 量测 根据本项目隧道的特点，在连拱隧道中导洞及侧导坑施工段落，分别设置隧道仰拱底部下沉和底部隆起监测点， 采用精密水准仪、测微器、钢尺、水平仪、标杆等仪器进行量测，监测方法采用水准抄平方法。 必测项目测点布置图如下。 8 图 42 连拱隧道中导洞测线（点）布置图 图 43 侧壁导坑测线（点）布置图 9 图 44 主洞 测线（点）布置图 （ 6）围岩与初期支护接触压力 围岩与初期支 护之间的接触压力量测是监测围岩对支护结构的荷载。 通过该项内容的监测了解围岩对初期支护的压力，从而了解初期支护分担围岩荷载的情况。 根据隧道围岩地质条件或业主认为有必要量测的地段，设置监控量测断面。 在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 ，每个断面埋设 57 个压力盒。 埋设时机应选择在喷射混凝土施作前，埋设时应尽量选择围岩表面平整处，若围岩表面不平整，则须采用 M10 砂浆将围岩表面抹平，再埋设土压力盒。 采用数字式读数仪进行数据采集。 图 45 围岩与初支接触压力量测测点布置示意图 （ 7） 钢支撑内力 钢支撑内力量测是监控钢支撑的受力情况，了解钢拱架与喷混凝土对围岩的组合支10 护效果；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；判断初期支护承载能力。 根据隧道围岩地质条件或业主认为有必要量测的地段，设置监控量测断面。 钢支撑内力采用钢筋计量测，每个监控断面沿隧道拱顶 、拱腰和 边墙共 5个钢筋计进行监测，在焊接过程中注意进行淋水降温，埋设完毕并降温稳定后测读初始读数。 采用数字式读数仪进行量测。 图 46 钢支撑内力量测测点布置示意图 （ 8） 二次衬砌接触压力量测 对于分离式隧道，应进行 二次衬砌接触压力量测 ，其作用为： 通过该项内容的监测了解二次衬砌所承受的 荷载 压力，从而了解初期支护和二次衬砌分担围岩荷载的情况。 根据隧道围岩地质条件设置监控量测断面。 埋设时，先将土压力计固定在待测位置喷射混凝土表面，再谨慎施作二次衬砌混凝土，不要使二次衬砌混凝土与压力盒之间有间隙，保证压力盒受压面贴紧。 采用数字式读数仪进行数据采集。 图 47 二衬接触压力 量测 测点布置图 11 （ 9）喷砼应力量测方法 喷射混凝土内应力是监测混凝土内部应力情况，了解喷射混凝土内应力沿隧道周边的分布规律；了解初期支护的受力状态， 判断支护结构的安全性；检验隧道偏压、保证施工安全、优化支护参数。 根据隧道围岩地质条件或业主认为有必要量测的地段，设置监控量测断面，每个监控断面沿隧道拱顶、拱腰和边墙共 设 5个测点进行监测 喷射混凝土内 部应力。 埋设时用钢筋支架固定，使混凝土应变计受力方向为隧道轮廓的切线方向。 埋设完毕待初衬施工后测读初始读数。 采用数字式读数仪进行量测。 图 48 喷砼应力量测测点布置示意图 监控量测 频率 每个测点测取读数的频率不少于规范要求，同时要满足工程需要 (见表 4 表 42)。 对于采用分部开挖的地段，如正台 阶开挖，上半断面开挖和下半断面开挖不在同一时间，当量测断面工作状态发生改变时的前后一个星期之内或距离测点一倍洞跨以内是按 1次 / 天的频率采集数据，这样比规范要求的次数几乎多了一倍。 如埋设的测点量测期间遭到破坏，恢复以后按新埋测点要求采集读数，这样增加了采集数据的次数和数据采集量。 量测过程中若遇围岩变形速率较快时，量测频率应在规范规定的基础上加密。 表 41 必测项目与选测项目监控量测表 序号 项目名称 方法及工具 测量间隔时间 1～ 15d 16d～ 1个月 1～ 3 个月 大于 3个月 1 地质和支护 状况观察 岩性、结构面产状及支护裂隙观察和描述，地质罗盘等 每次爆破后进行观察 2 周边位移 各种类型收敛计 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 12 3 拱顶下沉 水平仪、水准尺或测杆 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 4 地表下沉 水平仪、水准尺 开挖面距量测断面前后 2B 时， 1～ 2 次 /d 开挖面距量测断面前后 5B 时， 1 次 /2d 开挖面距量测断面前后 5B 时， 1 次 /周 5 支护、衬砌内应力 各类混凝土内应变计 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 6 底板位移 水平仪、水准尺或测杆 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 7 钢支撑内力 钢筋计 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 8 围岩压力 压力盒 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 9 两层支护间压力 压力盒 1～ 2 次 /d 1 次 /2d 1～ 2 次 /周 1～ 3 次 /月 表 42 监控量测频率表 埋设时间 位移速度（ mm/d） 距工作面距离 频度 备注 / ﹥ 5 D 2～ 3 次 /1 天 ，如开挖下 台阶、仰拱、拆除临时支护等时应增加量测频率 1d～ 15d 1～ 5 （ 1～ 2）Ｄ 1 次 /1 天 16d～ 1 月 ～ 1 （ 2～ 5）Ｄ 1 次 /2 天 / ～ / 1 次 /3 天 1～ 3 月 ﹤ 5Ｄ 1 次 /1 周 注： 1）从不同测点得到的位移速度不同，量测频率应按速率大的取值 2）若根据位移速度和距工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值 量测数据的传输与处理 测得的数据尽可能在现场整理分析，每次量测结束应在 2小时内进行资料整理，并尽快 分析 ，以此修改设计，调整支 护参数，合理安排施工进度。 从某种意义上讲，量测成果提交的及时性比单纯增加量测次数更为重要，量测数据再准确，错过工程施工最佳时机，其对工程施工的指导作用也就失去意义。 监控量测工作流程如下图。 13 图 49 隧道监控量测工作流程图 基于量测数据及时处理的重要性，我 项目部 根据量测数据的用途及信息反馈的紧急程度，通常会采取多种方式对数据进行及时传输和处理，主要采用的方法有网络、电话、传真、定时收集等。 现场每次所量测到的数据都立即输入量测数据管理系统，数据系统能够自动生成时空曲线图，并对数据进行整理、比较、分析，从 时空曲线图上观察曲线的变化和走势，了解围岩目前状态，预测围岩与支护结构的发展趋势，随时掌握隧道围岩和支护结构的动态变化，反馈信息，指导施工，预防坍塌事故的发生。 量测数据采集之后，应对数据进行如下处理： （ 1） 对各项量测所观察到的数据应认真作详细记录，及时进行整理，并绘制下列曲线： ① 净空位移（拱顶下沉和周边位移）量测： （ u）和时间（ t）的关系曲线。 ② 地表下沉量测： （ u）和时间（ t）的关系曲线。 ③ 支护结构内力量测：。 隧道监控量测 资料 提交 在监测过程中，实时对监测结果进行整理、分析，信息反馈与成果提交有关各方（业14 主、设计、监理），监测 资料 必须保证及时性。 工程结束时，提交完整的监测总结报告及电子文档。 1）电话及短信通知 通过量测数据及现场观察发现施工现场存在异常情况并经监控组长确认时，先以电话和短信通知的方式及时报告各方（业主、设计、监理），然后根据异常情况的紧急程度，提出是否召开现场监测会议和提交预警报告。 2）预警报告的主要内容： （ 1）施工进度和施工概况； （ 2）对数据临近预警值的测点，进行分析，提出预警和启动 预案的建议性意见。 3）月报的内容包括： （ 1） 施工进度 （ 2） 监测项目，测点布置 （ 3）隧道围岩地质条件 （ 4）监测值的时程变化曲线 （ 5）根据实际情况，作出相应监测项目的预报分析 4）监测工作结束后应提交的监测报告内容包括： （ 1）工程概况，监测目的 （ 2）监测项目，测点布置 （ 3）采用的仪器型号、规格及标定资料 （ 4）数据采集的分析处理 （ 5）监测资料的分析处理 （ 6）监测值全时程随工程施工工况变化曲线及分析 （ 7）监测结果评述 各类报告提交的基础性要求是及时和准确。 监控量测质量评定 监测依据 （ 1）《公路隧道设计规范》（ JTG D70— 2020） （ 2）《公路隧道施工技术规范》（（ JTG F602020）） （ 3）《公路工程技术标准》（ JTG B012020） （ 4）《公路勘测规范》（ JTG C10— 2020） 15 （ 5）《公路工程质量检验评定标准》（ JTG F80/12020） （ 6）《公路项目安全性评价指南》（ JTG/T B052020） （ 7）《公路土工试验规程》（ JTG E40— 2020） （ 8）《工程测量规范》 GB500262020 （ 9）《公路工程 地质勘察规范》 （ JTJ06498） （ 10）其他与本工程相关的国家现行技术规范、规程 （ 11）相关隧道两阶段施工图设计文件 监控工作要求 （ 1） 制定可靠的监控量测方案，为隧道的安全提供科学的数据。 监测的数据和资料要客观真实地 反映 工程状态，掌握工程各主体部分的关键性安全指标，确保隧道工程能按照预定的要求顺利完成； （ 2） 负责对典型断面的测点埋设、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 参建 单位通报； （ 3） 对支护结构型式、支护参数和二次衬砌支护时间提出建议； （ 4） 参与由业主、设计、监理参加的支护结构型式及参数、围岩级别变更及其它一些变更讨论会议； （ 5） 对出现的异常情况迅速向有关部门（监理、业主）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； （ 6）每月提交监控量测报告，工作完成后提交系统的、完整的监控报告及其原始资料。 （ 7） 根据施工需要向。