隧道施工监控方案.doc

。隧道施工监控测量服务监 测 方 案？工程检测咨询有限公司年五月三十日目 录一、编制依据及说明61.1 编制依据61.2 编制原则6二、监测量测的目的和意义72.1监控量测的目的72.2 监控量测的意义83.1监测工作的前期准备93.1.1 技术准备93.1.2 监测仪器准备93.1.3 人员组织准备103.2 监测项目及频率113.3测点布设原则113.4 量测方案113.4.1洞内外观察113.4.2 拱顶下沉及净空收敛量测123.4.3 地表下沉量测163.5 监测频率和监测周期183.5.1 监测频率183.5.2 监测周期193.6 监测控制标准193.7 监控量测数据处理和应用203.7.1 测数据的整理213.7.2 测试数据处理回归分析213.7.3 位移反分析21四、超前地质预报方案214.1隧道超前地质预报目的及要求214.2超前地质预报方法234.3 TGP 206地质预报方案244.3.1准备工作244.3.2现场测试254.3.3预报分析254.4 超前地质预报频率及报告制度26五、监控信息及预报成果报送方案26六、监测工作制度和质量保证措施27附录：28一、编制依据及说明1.1 编制依据（1）。隧道相关设计图纸；（2）公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）；（3）公路隧道设计规范（JTG D70-2004）；（4）铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）；（5）建筑变形测量规范（JGJ 8-2007）；（6）工程测量规范（GB 50026-2007）；（7）岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）；（8）铁路隧道超前地质预报技术指南（铁建设2008105）；1.2 编制原则按照“监测方案可行、监测方法可靠、监测技术先进、监测组织科学、优质安全高效、重信誉守合同”的思路，在编制第三方监测投标文件中，坚持以下原则：（1）坚持“安全第一、预防为主”的原则。（2）坚持“百年大计，质量为本”的原则。（3）坚持“文明施工、严密监控、保护环境”的原则。（4）坚持“安全高效，技术可靠，经济合理，优质服务”的原则。二、监测量测的目的和意义2.1监控量测的目的（1）根据现场监控量测数据，提供监控设计的依据和信息。主要掌握围岩力学形态的变化和规律，掌握支护结构的工作状态信息并及时反馈，指导隧道施工；监测围岩的应力状态及围岩的位移，了解围岩的松弛范围，以便对围岩稳定性做出综合评价。（2）了解支护结构的应力状态和围岩压力状态和分布；了解支护参数和支护时间：确定复合式衬砌中二次衬砌的施做时间，并根据监测结果调整和修改隧道支护参数，确定合理的支护形式。（3）对隧道围岩和衬砌应力场等监测信息异常状态进行及时的预测预报，指导现场施工。预报和监视险情，作为隧道开挖期间的工程预报，确定施工对策和工程措施，防患于未然。如果监测的结果和设计要求存在较大的差别时，有必要对支护或锚杆的布置做出调整和修改。（4）为今后相同地质条件下隧道的设计和施工提供试验数据和积累经验资料，完善隧道工程的设计和施工的工程类比法。（5）通过监测信息，及时掌握隧道支护结构二次衬砌的应变状态，为正确调控施工决策、保证施工质量提供科学依据，以确保结构物可靠度和施工安全，并使施工过程对周边环境的影响程度严格控制在安全的范围内。（6）量测数据经分析处理和必要的计算和判断后，进行预测和反馈，以保证隧道施工安全和临近构筑物的稳定。（7）通过超前地质预报进一步查清前期以探查的、隐伏的重大地质问题，根据地质灾害前兆和超前地质预测预报结果，及时调整衬砌结构参数、改进施工工艺、制定应急预案，进而指导工程施工的顺利进行。（8）预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然。总之，对隧道施工进行监控量测使隧道的设计和施工运作纳入科学的动态管理中，使工程始终处于良好的运行状态，确保隧道施工的安全和工程建设质量，使隧道工程达到经济、合理和可靠的目的。2.2 监控量测的意义对隧道在施工过程中进行监控量测，具有重大的经济意义和实用价值。因为通过现场监控量测，将迅速、准确地获得第一手数据资料，将数据资料和现场量测资料进行分析，并将分析结果及时反馈给设计、施工单位、监理和业主，直接服务于隧道施工；并能及时预报和预测施工过程中出现的险情，对可能出现的事故进行防范和处理。可以避免由于缺乏隧道施工监控量测数据和结果分析而造成施工和支护等工作安排的盲目性，尽量降低工程造价，争取时间，保证在计划工期内圆满的完成隧道施工任务。总之，监控是量测的目的，而量测是监控的手段。三、监测方案3.1监测工作的前期准备 3.1.1 技术准备 （1）收集资料 我单位在任务确定后，立即组织人员收集工程相关的技术资料，了解。隧道的整体概况及重要风险源。（2）现场踏勘 根据收集到的资料进行现场踏勘，掌握各个工点的现场情况以及各个工点周边环境，走访第三方监测涉及的沿线产权单位，并和沿线产权单位业主初步接触，取得沿线产权业主的支持和配合。 （3）基础资料调查研究 经过熟悉设计资料和现场踏勘后，联系各工点技术负责人，和相关单位一道，和第三方监测所涉及的沿线相关业主、产权单位进行协商沟通，调查和监测相关的详细资料；包括监测地区的气温、施工现场地形、工程地质、 水文地质、地下障碍物状况、周围建筑物的现状、临近地下工程的监测情况；并尽可能的收集沿线受施工影响的建（构）筑物 及地下管线设计资料，地下管线类型（有压、无压）、管材、接头类型、埋深以及和线路的位置关系，初步判断可能受施工影响的程度。为编写具体的监测方案、制定详细的监测计划做好充足的准备。 3.1.2 监测仪器准备 （1）仪器准备工作内容 监测仪器准备 根据每一监测工程自身的特殊要求，配置相应的仪器设备，了解、熟悉新添仪表的使用方法；对原有设备进行保养、检定和维修。 监测元器件购置 根据监测方案所确定的元器件的规格和数量，编制相应的计划，以满足不同施工阶段对元件的需求。监测元器件到达现场后要按照要求进行标定或检定。 其他材料准备 根据监测方案和元器件埋设进度计划的要求，针对各种元器件的埋设特点和埋设深度，选择合适的钻机、空压泵、水泵等机具。根据各种元器件的特点购置相应的辅助材料和一些现场埋设元器件需要的辅助工具等，并保持机具设备的良好性能。 （2）仪器设备准备工作程序 仪器设备准备工作程序见图3-1所示编制各种仪器、元器件、相关设备需要量计划报项目批准调拨或购买确定使用时间计划图3-1仪器设备准备工作程序3.1.3 人员组织准备 （1）建立现场监测队伍 根据监测工程的规模、特点和复杂程度，确定现场监测人员的数量和结构组成，遵循合理分工和密切协作的原则，建立一支有监测经验、能吃苦耐劳、工作效率高的现场安全监测队伍。 （2）做好人员培训工作 技术交底 为顺利完成监测方案所规定的各项监测任务，应对操作人员进行技术方案交底，内容包括：元器件埋设计划、现场量测计划、技术标准和质量保证措施，以及数据、报告的形式要求等事项。 推广新技术、新工艺 不断向工作人员提供监测领域的新技术、新工艺、新方法，必要时可参观同类监测工程，对新仪器、新工艺进行现场示范，以老带新，不断提高监测队伍的技术素质。3.2 监测项目及频率本监测项目中包含必测项目：地质素描、净空收敛、拱顶下沉、地表沉降，选测项目根据业主需要和地质情况现场确定。量测频率和要求按照JGT F60-2009 公路隧道施工技术规范执行。3.3测点布设原则 （1）同点监测原则：监测方案制定时同时考虑第三方监测及施工监测的要求第三方监测项目、测点应包含在施工监测范围内。 （2）优先布置、重点布置原则：监测点优先布置重点风险工程、能够反映工程安全状态的重要部位和影响强烈的区域。 （3）综合布置原则：一般首先选取影响范围内的建（构）筑物、桥梁进行监测点布设，其次布设地下管线监测点，再布设市政道路监测点，结合建（构） 筑物、桥梁、地下管线和道路监测点的情况布设地表监测点，然后结合周边环境情况及围护结构情况。周边环境测点、围护体系测点尽量布置在同一断面上。 （4）和工筹相结合原则：测点布置按照工筹的施工顺序，和现场施工相结合进行布置。3.4 量测方案3.4.1洞内外观察在地下工程中，开挖前的地质勘探工作很难提供非常准确的地质资料，所以，在隧道过程中对前进的开挖工作面附近围岩的岩石性质、状态应进行观察，对开挖后动态进行观察，在新奥法量测项目中占有很重要的地位。1）观察目的（1）预测开挖面前方的地质条件；（2）为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；（3）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）洞内观察洞内观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并作好地质素描。（1）对开挖后没有支护的围岩进行观察，主要是了解开挖工作面的工程地质和水文地质条件，包括：岩质种类和分布状态；岩性特征：岩石的颜色、成分、结构、构造；地层时代归属及产状；节理性质、组数、间距、规模，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；地下水类型，涌水量大小、涌水位置等；开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象等。在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施。（2）初期支护完成区段观察内容包括：喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；有无锚杆和喷混凝土施工质量问题；钢拱架有无被压屈现象；是否有底鼓现象等。对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合规定的要求。后行洞施工时，应注意观察先行洞模筑衬砌状态。3）洞外观察洞外观察包括洞口及洞身浅埋段地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。3.4.2 拱顶下沉及净空收敛量测1）量测仪器隧道拱顶下沉所用的量测仪器包括：精密水准仪、钢尺、水准尺（和精密水准仪配套）等。净空收敛量测采用数显式SWJ-IV收敛计（见图3-2）进行量测，主要由钢卷尺、百分表测量拉力装置及和锚栓测点相连的挂钩组成。 图3-2 SWJ-IV数显式隧道收敛计2）测线布置及断面间距拱顶下沉量测和周边收敛量测应布置在同一个断面，岩层变化处应调整或增设量测断面。单测壁导坑法、台阶法临时施工支护、拱顶下沉及周边收敛量测断面按间距5m布设。（1）拱顶下沉下沉点布置在隧道拱顶位置，具体监测点的布置见图3-3所示。拱顶下沉量测断面的间距为：级围岩不大于25m，级围岩应小于20m。围岩变形处应适当加密，在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点12个。当发生较大涌水时，级围岩量测断面的间距应缩小至510m。各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.52.0m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。图3-3 横断面拱顶下沉测点布置（2）净空收敛根据本工程实际，确定测线分别布置如图3-4所示。 图3-4 横断面净空收敛量测测线布置量测断面间距为：级围岩不大于25m，级围岩应小于20m。围岩变形处应适当加密，在各类围岩的起始地段增设水平收敛12对。当发生较大涌水时，级围岩量测断面的间距应缩小至510m。各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下，尽可能靠近工作面埋设，一般为0.52.0m，并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得超过24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初期变形值的读数。3）量测方法（1）拱顶下沉在量测断面的拱顶埋设测点，将钢尺或收敛计挂在拱顶测点作为标尺，后视点可设在稳定衬砌上，用精密水准仪进行观测，通过计算求出连续两次量测的拱顶高程，将前后两次量测的数据相减得拱顶下沉值。图3-5示出了拱顶下沉的量测原理。图3-5 拱顶下沉量测示意图拱顶沉降用精密水准仪，钢尺进行量测，和隧道施工共用高程控制网。对监测结果进行分析，可以得出累计沉降、单次沉降等曲线，并可对其进行拟合，进而可以对其最终沉降做出预测，来指导施工。（2）净空收敛测量时将收敛计一端连接挂钩和测点锚栓上不锈钢环（钩）相连，展开钢尺使挂钩和另一测点的锚栓相连。张力粗调可把收敛计测力装置上的插销定位于钢尺穿孔来完成。张力细调则通过测力装置微调至恒定拉力为止。在弹簧拉力作用下钢尺固紧，高精度的百分表可测出细调值。记下钢尺读数加上（减去）测微读数，即得到测点位移值。在实施中，隧道开挖后在设计的监测点位埋置监测挂钩，测量初始值，然后根据施工的进程监测收敛值，直到稳定为止。将量测结果进行分析，可以得出累计洞周净空收敛和时间的关系曲线，对曲线进行拟合分析，可以对隧道洞室的最终变形进行预测，从而达到指导施工的目的。3.4.3 地表下沉量测地表下沉量测在隧道浅埋处进行，其测点的布置和拱测下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内，地表下沉量测应在开挖面前方（h+9）m处开始（h为隧道覆盖层厚度），直到衬砌结构封闭，下沉基本停止时为止。其量测频率同拱顶下沉及周边收敛量测频率。1）量测仪器为了保证测量成果准确、可靠，达到精度要求，采用NA2自动安平水准仪及其配套的3m铟瓦水准尺。在作业前，对仪器和水准尺进行有关检校，使各项指标全部符合国家有关规定。2）沉降观测点标志的构造沉降观测点标志的构造见图3-6所示。图3-6 地表监测点布置示意图3）监测断面及监测点的布置地表下沉断面测点布置如图3-7所示。图3-7 监测断面及监测点布置4）量测方法地表下沉监测是采用重复精密水准测量的方法进行。为此应建立高精度的高程变形监测控制网。其具体做法是：在地面布设一条闭合水准线，再由水准环中的固定点测定各监测点的高程，这样每隔一定周期进行一次精密水准测量，对外业观测成果严密平差，求出各水准点和沉降点的高程平差值。某一沉降监测点的沉降量即为首次观测求得的高程和本次复测求得的高程之差。为了确保观测质量，争取最佳观测条件，在第一次观测前用钢尺选量好仪器站位和标尺位,并做好标记，以后观测按固定路线、固定仪器设备、固定作业人员方式进行作业。基准点首次均作了两次测量，取其平均值作为初始值。精密水准仪对震动十分敏感，在布设水准路线时，应当尽量远离震动较大的地方。同时因其对光线的强度也十分敏感，在强光、逆光、阴天光线不足时，经常会出现无法读数或误差较大，所以一般选择光线均匀、车辆较少的时候进行监测。5）沉降监测的技术要求仪器和标尺要按照规范要求定期进行检校，已知水准点要联测检查，以便保证沉降监测成果的正确性。每次沉降监测工作，均需采用环线闭合或往返闭合方法进行检查，闭合差的大小应根据不同建筑物的监测要求确定。每次沉降监测应尽可能使用同一类型的仪器和标尺，尽可能地采用相同的观测路线和观测方法。观测记录和成果应清晰完整，准确无误。每期观测结束后，应及时提供成果资料。6）量测数据处理和成果分析野外观测完毕以后，在对外业观测记录进行认真检查的前提下，首先对观测数据进行预处理，并保证无粗差，各项外业观测指标均满足规范要求，水准监测线路闭合差均在规范要求的限差之内。根据观测数据汇总表，以观测时间为横坐标，以累计沉降值为纵坐标，绘制出主要沉降点的沉降过程线，它可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度。沉降趋势预报是沉降测量的重要环节；通过大量的沉降观测后，获得对地表沉降规律的理性认识，确定未来的沉降趋势，这是确保地表建（构）筑物安全运营的可靠保证。3.5 监测频率和监测周期3.5.1 监测频率（1）监测初始值测定为取得基准数据，各观测点在施工前，随施工进度及时设置，并及时测得初始值，观测次数不少于2次，直至稳定后作为动态观测的初始测值。测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方可投入使用。稳定标准为两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点不少于2组，并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。（2）施工监测频率拱顶下沉及周边收敛量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率。如位移出现异常情况，应加大量测频率。拱顶下沉和周边敛量测的频率如表3-1、3-2所示。表3-1 按距开挖面距离确定的监控量测频率监测量测断面距开挖面距离（m）监控量测频率（01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d5B1次/7d注：B为隧道开挖宽度。表3-2 按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d地表下沉量测频率和拱顶下沉及净空水平收敛的量测频率相同。3.5.2 监测周期监测服务周期为：自施工合同签订生效后至土建工程竣工止。各监测项目在施工开始前取得初始值，施工开始后按要求的频率进行监测，当工程施工结束，施工影响因素消除，监测对象变形趋于稳定后，监测单位向甲方提交停测申请，经批准后方可停止相应的监测工作。3.6 监测控制标准本监测项目控制基准根据图纸及参考资料和相关规范制定，在实际监测中，如发现本基准不适用于监测结果时，需根据实际情况进行调整。在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以三级管理制度作为监测管理方式。监测管理表见表3-3；监测控制表见表3-4。表3-3 监测管理表管理等级管理位移施工状态U0Ut/3围岩稳定，可正常施工Ut/3U0Ut2/3围岩变形偏大，密切注意围岩动态，加强量测，应加强支护U0Ut2/3围岩变形很大，立即停止掘进，应采取特殊的措施表中：U0实测位移值Ut允许位移值Ut的取值，也就是监测控制标准。根据招、投标文件、相关设计图纸、有关规范和类似工程经验确定本标段隧道工程监测各项目的预警值。表3-4 隧道周边允许相对收敛值埋深(m)允许相对收敛(%)围岩级别<5050300>300V0.200.800.601.601.003.00IV0.150.500.401.200.802.00III0.100.300.200.500.401.20根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在级管理阶段监测频率可适当放大一些；在级管理阶段则应注意加密监测次数；在级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达到12次/天或更多。当监测值达到表3-4中规定允许下沉值的1/3时，为“预警”状态，需通知施工单位要引起注意；当监测值达到表3-4中规定允许下沉值的2/3时，为“报警”状态，此时立即要求施工单位停止施工，采取一定的防范措施后再进行施工，并密切关注变形的进一步发展。3.7 监控量测数据处理和应用由于现场量测所得的原始数据，不可避免具有一定的离散性，其中包含着测量误差甚至测试错误。不经过整理和数学处理的量测数据一时难以直接利用，数学处理的目的：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互应证，以确认量测结果的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化规律、空间分布规律，判定围岩和支护系统的状态。3.7.1 测数据的整理现场量测数据是随时间和空间变化的，称为时间和空间效应，量测现场及时地用变化曲线关系图表示出来，即量测数据随时间的变化规律时态曲线或绘被测量和距离之间的关系曲线。绘制位移、应力和时间t的关系曲线时态曲线；绘制位移速度、应力速率 和时间t关系曲线。3.7.2 测试数据处理回归分析为消除测试数据存在的偶然误差及散点图的上下波动，进行数学处理，采用一元非线性回归。对数函数：U=A+Bln(l+t)指数函数：u=Ae-B/t式中：u位移值（mm）； A、B回归系数； T量测时间。3.7.3 位移反分析在隧道目前围岩稳定性的分析中，最主要的影响最大的两个设计参数，就是初始地应力侧压系数和岩体等效弹性模量E。将运用典型类比法BMP2000中的BMP90程序（或同济曙光软件GeoFBA2D）对、级围岩拱顶下沉、水平收敛测试数据比较完整的数据进行位移反分析，求算侧压系数和岩体弹性模量E，和设计和其它测试应力、内力的分析进行比较判别。四、超前地质预报方案4.1隧道超前地质预报目的及要求进一步查清在前期地质勘察阶段因工作的局限性而难以探查的、隐伏的重大地质问题，根据地质灾害前兆和超前地质预测预报结果，及时查明和确定隧道工作面的前方围岩岩性及围岩级别、断层及破碎带的发育情况、地下水状态、岩溶发育情况等，为隧道开挖和支护设计、施工提供依据，并为隧道动态施工提出施工建议，以减少或避免地质灾害的发生，为隧道施工安全和工程质量提供保障。为开挖指明工作面前方概略的地质轮廓，使施工人员对不良地质的变化作好思想准备，为后续施工提供地质参考资料，降低地质灾害发生的机率。根据地质对隧道安全的危害程度，地质灾害分为A、B、C、D四级，其影响因素见表。地质灾害分级ABCD严重较严重一般轻微地质复杂程度（含物探异常）岩溶发育程度极强，厚层块状灰岩，大型溶洞、暗河发育，岩溶密度每平方公里15个，最大泉流量50L/s，钻孔岩溶率10%强烈，中厚层灰岩夹白云岩，地表溶洞落水洞密集、地下以管道水为主，岩溶密度每平方公里515个，最大泉流量1050L/s，钻孔岩溶率5%10%中等，中薄层灰岩，地表出现溶洞，岩溶密度每平方公里15个，最大泉流量510L/s，钻孔岩溶率2%5%微弱，不纯灰岩和碎屑岩互层，地表地下以溶隙为主，最大泉流量5L/s，钻孔岩溶率2%涌水涌泥程度特大突水（涌水量1X105m3/d）、大型突水（涌水量1X1041X105m3/d）、突泥，高水压中小型突水（涌水量1X1031X104m3/d）、突泥小型涌水（涌水量1X1021X103m3/d）、涌泥涌水量1X102m3/d，涌突水可能性极小断层稳定程度大型断层破碎带、自稳能力差、富水，可能引起大型失稳坍塌中型断层带，软弱，中弱富水，可能引起中型坍塌中小型断层，弱富水，可能引起小型坍塌中小型断层，无水，掉块地应力影响程度极高应力，严重岩爆（拉森斯判据0.083，即岩石点荷载强度和围岩最大切向应力的比值），大变形高应力，中等岩爆（拉森斯判据0.0830.15），中弱变形弱岩爆（拉森斯判据0.150.20），轻微变形无岩爆（拉森斯判据0.20），无变形瓦斯影响程度瓦斯突出：瓦斯压力P0.74MPa，瓦斯放散初速度10，煤的坚固性系数f0.5，煤的破坏类型为类及以上高瓦斯：全工区的瓦斯涌出量0.5m3/min低瓦斯：全工区的瓦斯涌出量0.5m3/min无地质因素对隧道施工影响程度危及施工安全可能造成重大安全事故存在安全隐患可能存在安全问题局部可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境灾害施工、防治不当，可能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无复杂地质的预测、预报应坚持隧道洞内探测和洞外地质勘探相结合，地质方法和物探方法相结合，辅助导坑和主洞探测相结合，并贯穿于施工全过程。4.2超前地质预报方法目前，超前地质预报所有方法中，地震波法探测最为全面，而且探测的距离最远（一般能达150200米），但是隧道地质预报环境和地质状况千差万别，单一的测试手段无法确保预报百分之百成功。为提高预报的准确率，结合岳西至武汉高速公路中隧道存在断层、软弱围岩或围岩变化等地质特点，确定采用“地震波法（长距离超前预报方法）+地质雷达法（短距离超前预报方法）+红外探水”的综合预报技术进行本项目的隧道超前地质预测预报。具体实施方法如下：超前地质预测预报以地震波法为主，每100米左右进行一次地震波法探测，即在实际工程中采用TGP206对隧道全长进行探测；经过地震波法探测，如果发现可能的断层破碎带、软弱围岩等可能存在地质灾害的地方，则在掌子面到达该异常区域之前用地质雷达进行探测，确定是否存在及其准确位置；根据地震波法探测结果，对于可能存在含水的富水断层破碎带，则有针对性的采用红外探水仪进行探测，以确定可能存在水系的各项参数。4.3 TGP 206地质预报方案4.3.1准备工作TGP206的预测距离可达到 100200m，实际预测距离受现场地质情况、施工环境等影响。当采用TGP206进行超前地质预报时，首先做好以下准备工作： （1）爆破钻孔 预报断层构造时，爆破钻孔应根据断层走向布置在和断层夹角较小一侧的隧道边墙上，预报岩溶则隧道两侧边墙都应布置爆破钻孔进行重复测量。每一次预报的炮数应为 24 个，炮孔间距约 l.5m。炮眼高度为距隧底约 l m，所有炮眼和接收器的高度应基本相同。炮眼孔深 1.2l.5m（孔深应尽量一致） ，向下倾斜 10°20°，垂直于隧道轴向，或向前和掌子面成10°夹角。钻孔完成后应注意保护，及时套 PVC管以防止塌孔。 （2）装药及起爆准备 装药及起爆准备应遵守爆破安全规程的规定，使用瞬爆电雷管起爆；炸药量应大于 200m 探测距离要求，一般 50g 左右，最多不大于 75g。炸药和炮孔之间用水耦合，以保证炸药和炮孔严密耦合，传感器套管和围岩之间用环氧树脂耦合。（3）接收器钻孔的布置 要求距掌子面约 55m，距第一个爆破孔约 35m；必须在隧道两壁各安置一个接收器，接收器安置高度和炮孔一致；孔径 4245mm，孔深 2m，应根据采用的耦合材料确定接收孔上倾还是下倾（当采用环氧树脂进行耦合时，接受器孔应向上倾5°10°；当采用水泥砂浆进行耦合时，接受器孔应向下倾 5°10°）。 图4-1 TGP超前地质预报布置示意图（4）在传感器孔和激破孔全部钻好后，由测量班提供每个孔的三维坐标，同时用水平角度尺和钢尺测量每个孔的角度和深度，并记录下来。 （5）接收器套管的埋置和爆破孔装药接收器套管的埋置关系到接收器所收集的地震波信息的准确性。在传感器孔钻好后把环氧树脂药卷塞人孔中，然后用风枪将套管埋入孔中，环氧树脂凝固很快，5min 后即可凝结牢固。当所有的爆破孔钻好后，为防止塌孔，应立即在每个孔内装炸药，每孔装药量为100g，用瞬发电雷管连接好，装入爆破孔的底部。 以上所有准备工作都可以和隧道施工平行作业，不占用隧道施工时间。但进行数据采集时，为减少噪音对地震波信号的影响，要求隧道内的各工作面均要暂停 3045min。4.3.2现场测试在所有准备工作完成后，即可进行现场测试。为提高测试精度，测试时要求各工作面暂停工作，为了尽量少占用施工时间和减少进行现场测试时的干扰，现场测试时间一般选取在喷锚结束和钻爆开始之间的交接班时间。爆破采用逐个爆破，在爆破孔注满水后立刻进行爆破，接收器接收到的数据保存在电脑里。 4.3.3预报分析数据采集完成之后，系统记录单元自带的笔记本电脑里的TSPwin 程序对原始数据进行程序处理，共分为 11 步：数据建立、带通滤波、初值拾取、起跳点信号处理、炮能量平衡、Q估计、反射波提取、PS 波分离、速率分析、深度偏移、反射面提取。经过这 11 步程序处理，就可得到 P 波、SH 波、SV 波的时间剖面、深度偏移剖面、提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果，以及反射层在探测范围内的 2D或 3D空间分布图。4.4 超前地质预报频率及报告制度1）超前地质预报频率在长期超前地质预报的基础上，中期超前地质预报根据探测仪器综合确定，原则上全长范围内平均每100m左右探测预报一次，短期超前地质预报在中期预报的结果基础上，对有问题的地段每3050m探测预报一次。当有特殊情况，应视现场需要确定。地质素描、地质跟踪编录紧随掘进工作面进行，每天一次，当长、中、短期确定的重点不良地质地段，可能有险情时，应及时赶到现场确认地质情况，做出临兆预报或提出处理建议。2）超前地质预报报告制度超前地质预报必须起到隧道开挖指导作用。长期地质预报应在隧道开挖前或询标单位进场15天内提交。中短期地质预报每次探测完后12日内提交，每期提交的探测报告应附上期探测和开挖揭示、设计对比情况，同时不同探测方法参展果上也要进行对比。遇有不良地质和地质灾害预兆或发现围岩失稳、支护开裂、突水涌泥等险情时立时电话通知业主，半日内并尽可能地向业主提交临兆预报。施工期间中期按业主主要求提交阶段性超前地质预报总结报告。工程结束，向业主提交完整的超前地质预报总报告及电子文档。为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表、周报表，并按期向有关单位提交监测月报，同时附上相应的测点位移、内力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。五、监控信息及预报成果报送方案监控和预报成果按以下方式反馈甲方及监理： 1）周（月）报：主要内容包括近一周、近一月的第三方监测及施工单位、监理单位的数据、巡视信息汇总分析及其异常情况、标段在施各标段的风险预警及安全评价情况，反馈意见落实情况、监控跟踪落实情况、监控跟踪情况及风险事物处理、效果、变化趋势、存在问题、下一步风险 处理建议等。通过信息平台和书面形式报送。报送时间的相关规定和日报的要求相同。 2）预警信息的报送形式 根据第三方监测单位的监测、巡视信息在充分结合施工单位和监理单位报送的监控及预警建议信息基础上进行综合预警快报。预警快报要及时通过口头、电话或短信等快捷方式上报建设管理公司监控分中心及其他相关部门，同时报送施工单位、监理和驻地设计代表、公司主管领导、监控管理中心及公司其他相关部门。六、监测工作制度和质量保证措施要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保证措施：（1）监测工程设计要保证基本资料完备，数据可靠，设计文件和图纸符合有关规定；对监测工程的实施，提出严格的技术要求和规定。（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中，在监测工作中严格执行。（3）仪器在安装埋设的全过程中，必须对仪器、监测元器件和设备工艺等进行连续性的检验，以保证它们的质量的稳定性，并作安装记录。（4）所有量测设备、元器件等在使用前均应经过检校率定，合格后方可使用。量测仪器采用专人使用、专人保养、专人检校的管理制度。（5）成立专业化的量测小组，对于不同的量测项目，人员要相对固定，以确保数据资料的连续性。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则，量测数据均要经现场检查，发现导常及时进行重测，建立室内两级复核制 ，经技术负责人签字后方可上报业主。（6）所有量测数据均采用计算机进行管理，由专人负责。（7）在工程监测过程中，实时对监测结果进行整理，按业主的要求以周报的形式送达有关各方。工程结束时，提交完整的监测总结报告。附录： （一）隧道监控主要人员汇总表姓名年龄拟在本项目中担任的职务技术职称工作年限是否满足资审文件要求34项目负责人工程师12满足31技术负责人讲师6满足34隧道工程师工程师12满足23隧道工程师助理工程师1满足（二）拟配备本标段的主要设备表序号 仪器设备名称 型号规格 数量国产级别制造年份 用途备注 1 地震波超前预报系统 TGP206 1 中国2012.12超前地质预报/ 2 地质雷达 SIR-3000 1 美国2009.4超前地质预报/ 3自动安平水准仪 NA2 1 中国2012.10拱顶下沉量测/ 4数显式隧道收敛计 SWJ-IV 1 中国2012.09净空收敛/ 53m铟钢水准尺/ 1 中国2012.10拱顶下沉量测/6隧道信息反馈软件GIS/隧道工程信息智能反馈和分析/ 7办公设备/ 3 中国/办公/29 / 26