改好东马各庄隧道监控量测方案

改好东马各庄隧道监控量测 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 东马各庄隧道监控量测 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 一、 编制依据 1、张家口至涿州高速公路的招标文件， 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 技术条款、图纸及补遗书。 2、交通部颁布的隧道技术规范、规程和检验评定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 3、详细的地质勘探资料及我标对施工现场的实地勘察资料。 4、实施性施工组织设计。 5、我标现有机械设备和技术实力，以及类似隧道工程的施工经验。 二、 编制目的 1、提高现场技术人员的专业技术水平，为现场施工提供理论依据。 2、让施工人员了解监控量测的重要性，提高现场人员的重视程度。 3、指导隧道日常的施工管理，掌握施工要点，确保施工安全和施工质量。 4、通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。 5、通过施工现场的监控量测，确定二次衬砌合理施作时间。 6、通过监控量测了解该工程条件下所 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现、所反映出来的一些地下工程规律 和特点，为今后类似工程和该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作 用。 三、 工程概况 1、工程位置 东马各庄隧道位于涞水县马各庄村，起点桩号为左洞ZK83+157,ZK84+370， 右洞YK83+164,YK84+381。 2、线路平面及纵断面 2.1、左洞:张家口端与涿州端都位于左偏圆上，进口横坡为3%，出口横坡 为2%。 2.2、右洞:张家口端与涿州端都位于左偏圆上，进口横坡为3%，出口横坡 为2%。 3、自然条件 3.1地形地貌 1 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 项目区地处太行山东麓低山丘陵地带，地形、地貌较复杂，各种沟谷、陡坎及冲沟较发育，海拔高度370m,520m。 3.2水文地质与气象概况 水文:项目区内主要河流为拒马河及其支流小西河，拒马河流经涞水、易县及北京市房山区的山区而转向南流。 气象及气候:该地属我国东部季风性暖温带半干旱大陆性气候区，一年之内，春季干燥、少雨多风;夏季炎热、少风、多雨;夏季湿润凉爽，气候宜人;冬季严寒、干旱、少雪。 本区平均日照时数2853.3h,5月最多，平均307.8h,12月最少，平均191.7h。气温7月最热，平均气温22.8-26.1?。1月最冷，平均气温-7.2-4.7?。 4、东马各庄隧道左、右线围岩情况 东马各庄隧道左、右线围岩情况: 左线:?级围岩287m,?级围岩610m,?级围岩310m。 右线:?级围岩303m,?级围岩620m,?级围岩280m。 四、 监控、量测项目及量测设备 根据本隧道的实际情况，在施工中必须进行监控量测项目有: 1、 地质及支护状态观测 2、 地表下沉观测 3、 洞室周边位移变形监控量测 4、 拱顶下沉量测 5、 锚杆轴力和抗拔力。 选测项目 地质超前预报 2 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 隧道监控量测项目、方法及仪器、布置、量测频率(详见下表) 测 试 时 间 项目名称 方法及工具 布 置 1,1516天,11,3 3个月以上 天 个月 个月 岩性、结构面产地质及全长度、开挖后状及支护裂缝观支护状及初期支护后进‎‎每次爆破后及初期支护‎‎后 察和描述，地质态观察 行 罗盘等 每10,50米一周边位各种类型收敛计1,21次/21,21,3次 个断面每段面‎‎移 或测杆 次/天 天 次/周 /月 2,3对测点 10,50米一个 拱顶下水平仪、水准尺1,21次/21,21,3次 /断面2,3对测 沉 或测杆 次/天 天 次/周 月 点 应 锚杆轴各种测力锚杆(动测 每代表性地段1,2次 1次/21,21,3次 /力及抗式、钢弦式、电阻 2~10个 /天 天 次/周 月 拔力 片式) 项 目 洞室中心线上， 并与洞轴线正交开挖面距量测断面<2B时，1,2次/天地表下精密水准仪 平面的一定范围开挖面距量测断面<5B时，1次/2天开沉 内布设必要数‎‎量挖面距量测断面‎‎>5B时，1次/一周 测点 选地震法超前预报仪测地质超前TSP202/203或地质间隔50~100米一个断面 项预报 超前钻孔 目 3 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 五、组织机构 张涿高速公路第LJ-S3合同段 监控量测组织机构图 中星路桥工程有限公司 张涿高速公路第LJ-S3合同段项目经理部 项目经理 李 刚 项目总工 项目副经理 项目副经理 张旭 王永 师志伟 庆量 工安物试 测资程质验 监 设控备部部室 中部 吕薛心 新陈常京博 张 穆达 亮 合 隧 道 施 工 队 4 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 六、监控量测方案 1、隧道监控量测的意义和依据 本隧道是按双洞四车道高速公路标准设计的隧道，单洞净宽达12.75m。因隧道开挖断面大，结构受力复杂，对结构设计和施工都提出了很高的要求。现场监控量测是监视围岩稳定，判断支护、衬砌结构设计是否合理，施工方法是否正确的一种手段;同时为施工中可能有的工程变更提供科学依据。为按时、优质、高效完成该工程，防止施工工艺不当造成围岩失稳，甚至可能发生大的塌方，给工程带来不可弥补的经济和时间损失，有必要对本大断面隧道施工进行全过程监控。因此，隧道施工时开展监控量测具有十分重要的意义。 2、隧道监控量测的目的 现场监控量测是“新奥法原理”施工的三大要素之一，是复合式衬砌设计、施工的核心技术。本隧道按新奥法原理设计施工，施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时机非常重要。同时通过监测数据的反馈分析，可验证施工设计的科学性和合理性，以及施工方法、支护方案的可行性，以便及时、准确地调整支护参数，修正施工方法及施工程序，确保施工安全。 隧道现场监控量测的目的主要包括: (1)通过施工和环境监测进行信息反馈及预测预报，优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工的安全与工程项目的社会、经济、环境效益。 (2)掌握围岩动态，了解支护结构在不同工况时的受力状况和应力分布，对围岩稳定作出评价; (3)验证支护结构型式、支护参数的合理性，评价支护结构、施工方法的合理性与其安全性，确定合理的支护时间; 5 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 (4)为修改优化设计提供数据，调整施工方法提供依据; (5)为节省工程投资，提高大断面公路隧道的设计和施工水平提供科学依据和技术保证。 3、施工监控量测项目和主要内容 隧道是地下工程，具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。根据本隧道围岩类别，确定本隧道现场监控量测项目及方法，具体详见附表《监控、量测项目及方法一览表》。 施工监测流程 施 工 监 控 量 测 围岩、支护结围岩支护结构应力 构观测、应变量测 4、周边位移量测 指 标 体 系综 合 判 断 分 析应 急 措 施 4.1围岩及支护状态监测方法 调整施工程序、修开挖工作面的观察，在每个开挖面进行，开挖后应立即进行地质调 改支护参数 查，绘出地质素描图。若遇特殊地质情况时，派专人进行不间断的观察。 开挖后立即进行:工程地质及水文地质、岩层结构面产状、节理裂隙发育程度及其方向、开挖面的稳定状态、涌水情况、是否有底板隆起等的观察;对于已初期支护地段，应加强对围岩动态情况的观察:锚杆的受力变形情况、喷射混凝土是否发生裂隙和剥离现象、拱架是否受压变形等。 4.2周边水平位移、净空量测方法 测点布置:初期支护施做后，用风钻凿φ40mm、深200mm的孔，用1: 6 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 1砂浆填满再插入测点固定杆，尽量使同一极限两测点的固定方向在同一直线上，待砂浆凝固后即可进行量测工作。围岩量测布置见右图。收敛量测前先估计出两点间大致距离，将钢带尺固定在所需的长度上，并将螺旋测微器旋到最大读数位置。将收敛计两端的微轴承联结器分别套在待测的两个测点内。此时测力弹簧被压缩，测力弹簧导杆逐渐被拉出，当测力弹簧导杆上拉力刻度线与导套上窗口处刻度线重合时，两手离开收敛计，并使收敛计轻轻上下振动，观察刻度线是否重合，重复上述调整，直至重合为止。此时定位销处钢带尺读数称长度首数，螺旋测微器读数称为长度尾数，两者之和即为两点距离。 4.3拱顶下沉量测 拱顶下沉量测测点和地表下沉量测断面相应进程处，即每5,50m布设一个量测断面。测点用风钻打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点大小适中，如过小测量时不容易找到，如过大爆破时容易打烂。 支护结构施工时要注意保护观测点，一旦发现测点被埋或损毁，要尽快重新设置，保证量测数据不中断。拱顶下沉量测测点，一般布置在拱中和两侧拱腰，每断面布置三点，当受通风管限制或遇到其它障碍时，可适当移动位置。 4.4地表下沉量测 在隧道洞身浅埋段每10,30m量测一个断面，每个断面埋设7个测点，在隧道正上方埋设3个测点。采用精密水平仪和水准尺测取读数，通过量测数据的回归分析，掌握地表沉陷的变化规律，为洞身开挖支护及早提出指导意见，及时采取相应措施，防止地面过量沉陷，量测频率开挖面距量测断面10m左右时1,2次/天，开挖面距量测断面25m左右时1次/2天，开挖面距量测断面大于25m后1次/周。 4.5爆破振动监测 7 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 采用同孔声波法监测爆破振动对围岩的扰动深度及范围。该技术可以较为直观、准确地测试隧道围岩的松动圈厚度、低波速区及原状岩体的波速，监测开挖后围岩所受爆破开挖的影响和状态，并及时反馈信息，改进爆破方案，调整爆破参数，真正实现动态施工。 4.6量测频率及变形管理等级 量测频率:洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状态观测两部分。开挖观测应在每次开挖后进行，地质情况基本稳定无变化时，可每天进行一次。对初期支护的观测也应每天至少进行一次。 开挖观测应在每次开挖净空水平收敛和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见下表。 拱顶下沉及周边收敛量测频率表 量测断面距开挖断面距变形速度(mm/d) 量测频率 离 ?5 (0,1)B 1,2次/天 1,5 (1,2)B 1次/天 0.5,1 (1,2)B 1次/2天 0.2,0.5 (2,5)B 1次/2天 ,0.2 ,5B 1次/周 4.7具体量测方法及断面测点布置见下图 拱顶下沉量测 1m 2-4m1m 收敛量测起拱线 位移量测 8 隧道围岩量测示意图 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 5、量测断面拟定 周边收敛、拱顶下沉监测断面总体布设原则如下: (1)、?级围岩段:每15-20m一个监测断面 (2)、?级围岩段:每20-40m一个监测断面 (3)、?级围岩段:每一衬砌段布置一个监测断面，且满足规范要求(<50m)。 9 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 φ12钢筋L=40cm 地面线 控制桩大样图 20号混凝土 2×84×44×42×8图2.3.3.3-2 控制桩 深陷槽 h0Smax仰拱拱部衬衬砌砌中中心心洞口及浅埋段监控点布置示意图线线 一、监测位置2、绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图 每端洞口不少于1个监测横断面，对于隧道中间浅埋段也必须有2,3个监测断面。3、绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图二、监测工具:4、对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析。 水平仪、水准仪5、对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析。三、监测频率6、根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。 开挖面前>30m，1次/2天7、根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值。 开挖面前后<30m，2次/1天8、根据回归分析数据分析出土体的内摩擦角及内聚力。 10 开挖面后30,80m，1次/2天七、在整理资料时，若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时，对下部结构 开挖面后>80，1次/7天应采取补强措施:四、监测精度1、增加喷射混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加挂更凑密更粗的钢筋网。h=0.1mm2、提前施作二次衬砌，要求通过反分析较核二次衬砌强度堰。五、注意事项3、提前施作仰拱。 1、施工前应作好监测准备工作:如设置测点，引入高程控制点，配置必要的人员及仪器。八、在整理资料时，若发现地表下沉速度具有稳定趋势时，应根据此求出隧道 2、在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断。 3、地表量测与地下洞室各项监测应同步进行，以利于资料的相关分析。九、若经过对地表及隧道内的量测数据联合反分析后，发现初期支护或二次衬砌 4、量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。结构安全系数较大，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近的支护六、量测数据的整理:参数作适当调整。 1、绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 岩性、结构面产状图2.3.3.3-3地质及支护状态开挖后及初期支护后每次爆破后进行及支护裂缝观察或观察方法及工具项目名称布置超前地质预报量测间隔时进行描述，地质罗盘及规尺等间爆破后小时内进应断面布置见图，?级水平收敛及拱顶行各种类型的收敛计围岩每一下沉量测测次天次天次天次周个，?级围岩每一个项 目 A 拱路BB'部面衬中心砌线中心线CC'上下台阶法或全断面法施工段监控点布置示意图 一、本图为采上下台阶法或全断面法施工监控量测设计。七、在监测过程中，若发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时，对结构 二、在施工初期阶段，或地质较差时或位移下沉量及速度较大时，应适当增加 应采取补强措施: 11 量测断面及量测频率。 1、增加喷射混凝土厚度，或加密锚杆，或加挂钢筋网。 三、测点设置应可靠，并应妥善保护，测量仪器使用前应严格标定。 2、提前施作二次衬砌，要求通过反分析校核二次衬砌强度。 四、各测量项目应尽可能布置在同一断面，测量点应尽可能选择有代表性的地方， 3、按更高一级围岩级别施作衬砌。 以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。 五、对量测资料的整理 二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全度作出正确的判断。 、绘制位移量随时间变化的曲线;九、若经过对各种量测数据联合反分析后，发现初期支护或二次衬砌结构安全 、绘制位移速度随时间变化的曲线; 系数较大，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近的支护 、绘制位移量与开挖面距离关系曲线; 参数作适当调整。 、找出位移时间回归曲线，求出最终净空位移量; 、根据各类围岩量测数据求出围岩的、、、等物性参数; 六、当隧道水平位移收敛速度为,天，拱顶下沉位移速度天 可以认为围岩已基本稳定，对于?、?级围岩，二次衬砌按承受部分围岩压力设计，应 根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载。 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 6、量测数据的处理与反馈 及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。 当位移-时间曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析，推算最终位移和掌握位移变化规律。 监测结果 否 是否超过I级管理 否 是否超过?级管理暂停施工采取特殊措施 否 是否超过?级管理综合判断是否安全 否 继续施工加强支护 监测信息管理流程图 当位移-时间曲线出现反弯点时，表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时增加量测频率、密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。 隧道周边任意点的相对位移值或回归分析推算的总相对位移值均小于允许相对位移表所列数值。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近表列数值，或喷层表面出现明显裂缝时，立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。 二次衬砌施做在满足下列要求时进行:各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定;已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%,90%;周边位移速率小于0.1,0.2mm/D，或拱顶下沉速率小于0.07,0.15mm/D。 E 量测注意事项 12 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 ? 根据地质条件、量测目的、施工进程，由技术主管编制量测计划，组织专门监测队伍，由具体工程技术人员负责实施。 ? 量测点埋设宜尽量靠近开挖工作面，要求不超过2米，应能保证爆破24小时内及下一次爆破之前测读初读数。 ? 应准确及时做好各项量测原始记录，及时提供给设计人员，不得随意涂改。 ? 要采取措施保护好在施工中各项量测元件工具及仪器。 7、量测数据的整理 (1)绘制每一横断面沉降槽随时间变化曲线; 横断面沉降槽随时间的变化关系图 衬砌中线原地面线 μ(mm) (2).绘制每一横断面最大沉降量随时间变化曲线; 横断面最大沉降量随时间的变化关系图 0 t(天) Smax(mm) (3).绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图; 横断面最大沉降量与开挖面距离关系图 0 S(m) Smax(mm) 13 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 (4).对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析; (5).对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析; (6).根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析; (7).根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值; (8).根据回归分析数据分析出土体的内摩擦角及内聚力。 8、数据分析及应用 1.若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时,对下部结构应采取补强措施:(1)增加喷砼厚度,或加长加密锚杆,或加大钢筋网直径及间距;(2)提前施作二次衬砌,要求通过反分析较核二次衬砌强度;(3)提前施作仰拱。 2.若发现地表下沉速度具有稳定趋势时,应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载,以便对结构的安全度作出正确的判断。 3.若经过对地表及隧道内的量测数据联合反分析后,发现初期支护或二次衬砌偏于保守,在经过设计人员同意后,可对下一步与此地质类型相近的支护参数进行适当调整。 4(隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于下表所列的数值。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近该表所列数值，或者喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。 隧道周边允许相对位移值(%) 覆盖层厚度 围岩级别 允许相对位移<50 50,300 >300 值 ? 0.10,0.30 0.20,0.50 0.40,1.20 ? 0.15,0.50 0.40,1.20 0.8,2.00 ? 0.20,0.80 0.60,1.60 1.00,3.00 注:1、相对位移值是指实测位移值与两测点间的距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。 2、脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。 3、?、?、?级围岩可按工程类比初步选顶允许值范围。 14 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 4、本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。 5.根据量测时间及位移量绘制曲线，如下图所示: 正常曲线反常曲线 反常曲线是指非工序化所引起的位移急骤增长现象。此时应加密监视，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。 9、结束量测时间 根据后附表中内容判定围岩达到基本稳定后，以3日一次的频率量测2周，若无明显变形，可以结束量测。 对于膨胀性围岩，位移长期不能收敛时，量测至变形速率小于每月1mm时，即可结束量测。 不同的围岩地质条件，从开挖到变形收敛的时间各不相同，因此量测时间就有长有短，在稳定性好的围岩中，其变形收敛快，一般量测约一周时间就可以判断围岩稳定状态;而在塑性流变岩体中，其变形收敛时间长达二个月以上，则需进行较长时间的观测。 对变形量大，持续时间长的，其量测时间就要长一些;量测开始时间应尽量提早。一般要求应能保证在开挖后24h内和下一循环开挖之前测读初次数，以获取围岩开挖初始阶段的变形动态数据 10、隧道超前地质预测、预报 10.1人员 负责超前地质预报作业人员必须是经过培训、工作熟练的技术人员或工人，并且具有较高的责任心和质量意识。 10.2 设备(见上表) 15 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 10.3地质预测、预报的主要内容 1、断层及断层影响带; 2、软弱带; 3、可能发生的工程地质灾害; 4、含水构造; 10.4地质预测、预报方法 1、综合超前地质预报预测预报工作流程(见图10.4-1) 2、超前地质预报施作工艺流程 (见图10.4-2) 综合超前地质预测预报工作流程图 图10.4-1 补 充 地 质 调 查 掌子面地质调查 长距离探测:TSP-203～预报距离100m左右 短距离探测:地质雷达～探测距离15m, 超前水平钻孔～探测距离30m。 HY303红外线探水仪～探测距离15m, 序号 仪器设备名称 规格类型 单位 数量 备注 地质雷达探测探测资料判释～提出探测意见和工程措施意见 1 BK2000 套 1 仪 2 地震波探测仪 TSP-203 套 1 超前红外探水3 HY303 台 1 仪 申报业主、监理和设计单位～执行 审批意见 4 水平钻机 ZYG-150 台 1 调整施工 16 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 地质预测预报施作工艺流程图 图10.4-2 17 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 岩体结构划分、结构 特征 绘制各类横断面 提出变更围 结构面关系分析 岩类别建议 绘制隧道纵断面 洞结构面力学特征和强体素绘制洞体展示图 度调查测定 提出支护建描 议 综合研究 不同岩层裂隙频率 确定施工方 岩组划分 法 洞不同岩层含水条件 体总结岩体稳岩岩体结构调查 岩体节理发育情况 施体定评价 工实岩体质量划分 量岩体完整系数及稳定测 测 洞体埋深及岩体 性 编制综合报点荷载试验 岩体力学测试 告 洞综合研究 声波测试 内 变形量测 量地震波测试测 破碎带夹层现场力学 内空变形量测 测试 施洞内涌水实测 围岩松动圈量测 工水期文富水地段调查 间 提供实际涌水资料 地质调提出防排水施工建议 涌水地段调查 查 总结涌水规律 地表洞内水监测 实体比例分图形分析法岩体地质素描法预测预报 析 稳定断面图分析 探洞地质类比施工经验法预测 预地法 结果图表显钻孔经验分质报 超前钻孔预报 预示 析法 报 超前导洞预报 物探法预测预报 TSP203探测 围岩变形量测 声波探测 红外线探测 水文调查及涌水量监 测 其它 其它 涌水量预报 突水、突泥预报 说 明: 18 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 ?采用TSP-203、超前钻探、红外超前探水等进行综合探测; ?掌子面前方长距离范围(100,150m)采用TSP-203地质预报探测;掌子面前方30m范围内利用超前探测孔探测;探测出富含水地段辅以红外探水跟踪探测; ?超前地质预报要对多种手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断。 10.5施工工艺 隧道施工过程的地质超前预报预测，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如:地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、综合物法、超前导坑法、钻探孔法、涌水量观测、有害气体预测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有TSP法、地质雷达法。 预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法(包括图析法及地质素描法)进行超前宏观预报为前提，结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达、红外线探测仪、超前探孔、超前导洞、经验法等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报。 采用TSP系统与地质分析法相结合进行长期(长距离)(,80m范围)地质预报; 采用仪器和钻孔进行30,80m距离的中期地质预报。 利用台车钻孔和地质雷达、红外探测仪相结合，进行距离小于30m的短期地质预报。 采用在钻爆循环中加深(4m)3,5个炮孔进行掌子面前方4m范围的下一循环的探测。结合掌子面地质素描预测法进行掌子面作业影响区域内的当前地质预报。 19 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 对物探异常区采用钻孔进行验证，以便指导施工。 (1)经验类比法进行预报 以往隧道施工经验，在施工揭露的断层带构造、洞内渗水、涌水特性以及施工方法、工艺类比该标段的地质情况、施工方法及工艺。并根据类比情况对相关问题提出预报。 (2)地质分析法进行预报 由主任工程师组织工程地质工程师及相关技术人员对设计图纸进行详细分析，对现场地表裸露情况进行核对。 (3)利用地质仪器探测进行预报 ?TSP203探测法 TSP超前地质预报系统是目前国内外在这一领域里应用较多的隧道及地下工程探测设备。TSP203是最新一代智能型预报仪，传感器能采集不同方向的地震信号，能根据地震反射波判断发射截面的三维几何形态，经电脑分析，自动得出图像和结果。可以比较准确的预报工作面前方100,200m范围内工程地质和水文地质情况，TSP超前地质预报系统可以解决的主要技术问题如下: TSP203 隧道TSP-203地震波超前地质预报示意图 图10.5-1 能探测工作面前方存在的断层、破碎带、特殊软岩、富水岩层和煤系地层与其他地层的界线，还能探测岩浆岩岩体、岩脉等特殊地质体。 20 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 能查明前述不良地质体的位置和规模，能判别不同类别围岩的分界线，并提供相应岩层的地质力学参数(杨氏弹性模量、泊淞比等) 能探测和较准确的解释距离为:软岩一般能探测150m(最大可达300m),硬岩一般能探测250m(最大可达400m),有效解释距离为150m。 对不良地质体的地质性质判断，一般较准确;对不良地质体的位置判断精度可达90,以上;对不良地质体的规模的判断精度可达85,,90,以上。 应用TSP203超前地质预报系统进行地质探测的频率为:岩层完整、岩性一致地段1次/100m，断层破碎带地段1次/50m，必要时再增加频率，以相互重叠、复核，提高预测精度。操作方法是:在开挖工作面排列布置地震激发和反射波接收的装置，为排除表面波的影响，传感器对称布置在隧洞两侧的侧帮，距洞表面2,3m的围岩内部，安装时使传感器与岩石结合紧密;激发地震波信号的爆破孔，第一排紧靠掌子面，最后一排距传感器15,20m，正常布置24孔，用YT28风枪钻孔，孔径为φ32,φ42mm之间，钻孔间距1,3m，孔深2,3m，每孔装药量50,100g。爆破后，测量系统数据记录部分实时显示所有的数据采集通道，并实时通过测量系统计算机显示监视爆破信号的质量和传感器与岩石之间的耦合状况，初步评价结果在测量完成后8h内即能读出，以图像和表格的直观形式显示隧道施工前方和四周测量范围内的不良地质带和不连续界面的位置。 ?地质雷达法 地质雷达是基于电磁波在有耗介质中的传播性工作的。发射天线发出微波频段的电磁波后，遇到不均匀介质或介质常数有差异时会发生反射，反射信号由接收天线接收记录，经微机处理形成雷达剖面图。解译人员对雷达剖面图进行解译分析，提出掌子面前不良地质体的具体位置和规模。该法对30m范围内的不良地质体，尤其是含水地质体探测效果最好。本隧道采用地质雷达主要在中期预报的基 21 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 础上，结合其成果，进行更准确的预报，主要是探测富水溶洞、暗河、含水断层等。 ?红外探测法 采用HY-303 型红外线探测仪探测隧道隐伏含水构造，利用不同物体辐射场场强差异，对隧道前方的隐伏含水构造进行跟踪探测。即采用红外测温仪跟踪测量隧道开挖面的岩石温度，连续地获取岩石的温度信息，从温度异常点判断含水构造。在各次测定完成后，立即将数据进行分析处理，按照工程平面图的比例绘制探成果图。采用图解法和电探三极装置解析法进行分析处理，算出含水构造的部位及出水面积，并最终求出含水构造至工作面的距离。根据数据处理，准确测定正常辐射场和区域背景场的T-S 特征曲线，并以此作为超前探测隐伏含水构造体的判释标准。红外线探测仪主要在TSP-203 地震波探测仪和超前水平钻孔初步确定含水地段30m 左右开始探测，以进一步确定含水体位置、规模。 ?地质素描及数码相机分析法预报 利用地质素描判定工作面前方短距离范围内的地质情况。掘进施工时，派有经验的地质工程师在每排炮后对工作面进行地质观察、记录，并用数码相机照相摄影，绘制地质素描图。地质素描的主要内容包括:地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等);地层岩性(产状、结构、地质构造影响程度等);岩石特性(岩石名称、风化状况、岩石结构、质地、强度);地质结构面(间距、延伸性、粗糙度、张开性等);软弱夹层，贯穿性强的大节理、断层(填充情况、风化程度、开度、渗漏)等。根据掌子面地质情况，通过对地质素描图的分析，用工程类比法对开挖面前方短距离内的岩体稳定性进行分析，通过综合分析判断，提出地质预测报告。 ?超前探孔取芯验证法预报 通过洞内外观察与地质描述、TSP-203地震波探测仪等有关地质与水文资料分析，再配合采用超前水平地质钻探加以验证。通过超前 22 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 水平钻孔岩芯的分析，进一步探明掌子面前方的隧道围岩地质状况与水文地质的具体情况，根据探孔钻进的时间、速度、压力、成分以及卡钻力、钻芯和岩性构造性质及地下水情况，掌握隧道前方的地质条件与水文条件。 这是最直观、最可靠的超前探测手段。在本隧道不良地质体多的地段，实施5孔超前钻孔。探孔布置位置:隧道断面周边均匀布置5个。本隧道采用ZYG-150型全液压钻机，超前钻孔深30m。主要用于在TSP203预测到的不良地质体前50m进行钻探，以准确探测掌子面前方不良地质体的位置、规模、性质及地下水水量和水压等。超前探孔施工时应注意前一循环钻孔与后一循环钻孔之间要搭接5m。另外在钻爆破孔之前，利用加长的钻杆，在开挖断面的中部和周边施钻5个孔，均水平施钻。钻孔位置:中部1个，周边4个。孔深5,8m。该孔既作为探测孔，又可作为爆破孔。施工中，对于已出水的超前钻孔，要进行不间断的水流量、水压的监测，绘制水量、水压的变化曲线，为制定地下水处理方案提供依据。 ?围岩初支监测和补充地质调查 在设计图纸提供的地质资料的基础上进行实地调查核实，以确定不同地层、岩性、岩层产状在隧道地表出露及接触情况，地表岩溶发育位置、规模及其分布，构造在隧道地面的出露、分布、性质及产状。 观察掌子面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水分布情况、高压富水段涌水的位置、水量和水压以及止水后的止水效果，同时对开挖工作面附近初期支护状况的观察和裂隙描述，作为判断围岩的稳定性和支护参数的检验的重要依据，观察已作初期支护地段的喷射混凝土、锚杆、钢架的受力状况，同时观察已衬砌地段的隧道衬砌结构的开裂与渗透水情况。根据洞内外观察与地质描述对出现的异常情况制定相应的处理措施。 ?注意事项 23 张涿高速公路保定段LJ-S3标 东马各庄隧道监控量测 方案 隧道超前地质预报多在地质情况复杂多变、围岩地质条件恶劣的地段进行，在进行超前地质预报施作时，要密切关注围岩的变化，详细掌握围岩的动态信息资料，以便及时采取措施保证地质预报工作的顺利、安全进行; 隧道超前地质预报要采用综合手段获取多种参数数据进行对照以得到较为准确的地质信息，切忌凭借单一方法得出的片面结论来指导施工; 多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，并根据超前地质预测预报结果，相应优化调整措施，以确保施工安全及结构安全，确保工程顺利实施。 ?质量标准 用TSP203超前地质预报系统进行长距离地质探测，洞身1次/100m进行探测，通过不良地质区域如断层破碎带区域、突泥涌水区域等探测频率为1次/50m，必要时在提高探测频率。 在通过断层及断层破碎带，运用地质雷达对掌子面、断层及断层破碎带 进行探测，探测频率为1次/30m。 运用红外线探测仪探测开挖面附近30m内是否含有水体，探测频率为1次/30m，对可能突泥涌水区域可提高探测频率。 根据本标段隧道的地质特点，采用30m、50m两种超前探孔进行估算，30m探孔运用于一般地段，在不良地质区域，则采用50m探孔取芯。 24